Journal of KIISE (정보과학회 논문지)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
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Network Intelligence based on Network State Information for Connected Vehicles Utilizing Fog Computing

Fog Computing을 적용한 Connected Vehicle 환경에서 상태 정보에 기반한 네트워크 지능화

  • Received : 2016.08.16
  • Accepted : 2016.10.07
  • Published : 2016.12.15
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Abstract

This paper proposes a method taking advantage of Fog computing and SDN in the connected vehicle environment which is having an unstable communication channel and a dynamic topology. For this purpose, the controller should understand the current state of the overall network by maintaining recent network topology, especially, the mobility information of mobile nodes. These are managed by the controller, and are important in unstable conditions in the mobile environment. The mobility levels are divided into 3 categories. We can efficiently exploit that information. By utilizing network state information, we suggest two outcomes. First, we reduce the control message overhead by adjusting the period of beacon messages. Second, we propose a recovery process to prepare the communication failure. We can efficiently recover connection failure through mobility information. Furthermore, we suggest a path recovery by decoupling the cloud level and the fog level in accordance with application data types. The simulation results show that the control message overhead and the connection failure time are decreased by approximately 55% and 5%, respectively in comparison to the existing method.

본 논문은 통신 환경이 불안정하고 토폴로지가 수시로 변하는 CV(Connected Vehicle) 환경에서 Fog computing과 SDN의 장점을 활용하는 방법에 대해 제시한다. 이를 위해서 먼저 중앙의 컨트롤러는 최신의 네트워크 토폴로지를 유지함으로써 현재 네트워크 상황을 파악할 수 있어야한다. 특히 모바일 환경에서는 컨트롤러가 수집하는 정보 중에서 노드의 움직임 정보가 중요하기 때문에 본 논문에서는 움직임 정보를 세 가지 종류로 세분화하여 관리하고 해당 정보를 효율적으로 활용하고자한다. 본 논문에서 제안하는 모바일 노드의 움직임 정보의 활용 방안은 크게 두 가지로 컨트롤 메시지 횟수를 조절함으로써 컨트롤 오버헤드를 줄이는 것과 통신 단절 시 효율적으로 복구할 수 있는 복구 프로세스를 제안하는 것이다. 복구 프로세스는 두 가지로 모바일 노드의 움직임 정보를 활용하여 연결 상태를 효율적으로 복구하는 방법과 cloud level과 fog level을 구별하여 경로 복구를 수행하는 방법이다. 시뮬레이션 결과, 주어진 환경에서 본 논문이 제안한 방법이 기존 방법에 비해 55% 가량의 컨트롤 오버헤드를 줄이고 통신 단절 시 끊김 시간을 5% 가량 단축시킬 수 있음을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : BK21플러스

Supported by : 부산대학교

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