II-2-3. NSS(Network Subsystem)

II-2-3. NSS(Network Subsystem)

 

네트워크 서브 시스템(NSS)은 호 처리와 가입자 관련 기능을 제공하는 역할을 하며 아래의 기능 단위들을 포함한다.

 ① MSC(Mobile Switching Center)

네트워크 서브 시스템에서 가장 중심이 되는 것은 MSC이다. MSC는 PSTN의 교환기와 유사하며 이동성 관리, 위치 등록/관리, 인증, 핸드오프, 로밍, 과금, 네트워크 간의 연동, 신호 제어 등을 담당한다. MSC가 보통의 PSTN 교환기와 다른 이유는 모바일 환경에서 MM(Mobility Management) 기능을 제공한다는데 있다. MSC는 BSS와 A Interface를 통해 신호를 주고받는데 A Interface는 SS7(Signaling System No.7) 프로토콜의 SCCP(Signaling Connection Control Part)를 사용하며, 이는 MSC와 BSS 사이의 통신과 각 가입자와 MSC 사이의 네트워크 메시지를 지원한다. A Interface를 통해 서로 다른 장비 생산자에 의해 만들어진 기지국  시스템이라 하더라도 동일한 교환기에 연결될 수 있게 해 준다. 한편 네트워크 서브 시스템 내의 장비간 신호 방식은 SS7을 이용한다.

 

② HLR(Home Location Register)
HLR은 가입자의 정보를 보관하고 관리하는 데이터베이스이다. HLR은 가입자의 정보가 영구적으로 보관되므로 데이터베이스 중 가장 중요한 것으로 간주된다.
저장되는 가입자 정보로는 가입자별 서비스 프로파일(Service Profile), 위치 정보, 활성화 상태 등이다. 또한 IMSI, MSISDN(Mobile Station ISDN Number), VLR Address 등도 HLR에 저장된다. 하나의 HLR에는 다수의 MSC가 연결되게 된다.
우리가 흔히 말하는 이동 전화 번호는 MSISDN을 말하는데, MSISDN은 ISDN과 같은 형태의 주소를 사용하기 때문에 붙여진 이름이다. MSISDN은 SIM 카드에 저장되며 SIM 카드에 따라 다수의 MSISDN을 가질 수 있다. 일반적인 전화 호출과는 다르게 이동 단말에 대한 GSM 호출은 송신부를 식별하지 않고 단지 HLR만을 식별한다. HLR은 다른 장비들에게 라우팅 정보를 제공하기 위해 이 번호를 사용한다.

 

③ VLR(Visitor Location Register)
VLR은 MSC가 방문 가입자에 대한 서비스를 제공하기 위해, 가입자 정보를 임시적으로 보관하는 데이터베이스이다. VLR은 항상 MSC와 연결되며, 독립적으로 구성할 수도 있으나 통상 MSC내에 구현된다. MSC와 VLR 사이의 인터페이스는 제조사의 고유 권한이다. 비록 GSM의 초기 버전에서는 MSC와 VLR간의 인터페이스(B Interface)를 매우 상세히 정의하였지만, 후기 버전의 표준은 어느 제조업체도 이 표준 인터페이스를 따르지 않는다는 것을 인식하여 제외되었다.

 

만약 단말기가 로밍 중에 새로운 MSC로 진입하게 되면, 그 MSC에 연결된 VLR은 그 단말기가 원래 속해 있던 HLR에 가입자의 정보를 요청하게 된다. VLR이 한번 가입자의 정보를 획득한 이후에는 이미 단말기의 정보를 보관하고 있는 상태이므로 단말기가 호를 시도할 때마다 HLR에 정보 요청을 할 필요가 없게 된다. 이렇게 함으로써 HLR의 트래픽을 감소시킬 수 있는 것이다.

 

VLR의 위치 등록 과정은 다음과 같다.

- VLR이 어떤 MS가 다른 PLMN으로부터 왔음을 인식한다.
- 로밍이 허가되면 VLR은 그 MS의 홈 PLMN에서 해당 HLR을 찾는다.
- VLR은 IMSI로부터 GT(Global Title)을 형성한다.
- VLR은 MS에 들어오는 호를 라우팅 하기 위해 사용되어지는 MSRN(Mobile Subscriber Roaming

    Number)을 만든다.
- MSRN은 홈 HLR로 보내어진다.

 

VLR에 포함된 정보는 MSRN, TMSI, MS가 등록되어진 지역 내 위치, 부가적인 서비스와 관련된 데이터, MSISDN, IMSI, HLR 주소 또는 GT, 로컬 MS 인증 등이다.

 

④ AuC(Authentication Center)
AuC는 SIM 카드에 수록된 인증키에 관련된 정보를 저장하고 있는 데이터베이스로서 Authentication과 Encryption 기능을 수행한다.
AuC는 다양한 종류의 불법사용(Fraud)을 방지하는 역할을 한다. AuC는 HLR과 연결되어 구성된다. AuC는 하나 혹은 그 이상의 복잡한 인증 알고리즘을 포함한다. AuC에 의해 할당되어 HLR, MSC, 그리고 ME를 통해 SIM으로 전달되는 랜덤 숫자를 사용하여, SIM은 Ki와 인증 알고리즘을 이용한 계산을 수행한다. 만약 SIM에 의한 계산 결과가 AuC의 결과와 맞으면 사용자는 인증이 된다.
HLR과 AuC 사이의 인터페이스는 표준화 되어 있지 않다. 비록 HLR과 AuC가 분리되도록 설계될 수 있지만, 보통 HLR과 AuC는 동일한 플랫폼에 만들어진다.

 

⑤ EIR(Equipment Identity Register)
EIR은 불법 이동전화 또는 도난 이동전화로부터의 발신을 막기 위해 이동전화 단말기의 IMEI를 보관하는 데이터베이스이다. 만약 어떤 단말기의 IMEI가 분실 혹은 도난된 것으로 판명되면 망접속이 불허된다. AuC와 EIR은 독립된 플랫폼으로 구성되기도 하고 동일한 플랫폼에 구성되기도 한다.

[출처] II-2-3. NSS(Network Subsystem)|작성자 ktec21