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A Study on Mitigation Methods for Broadcast Storm Problem over Vehicular CCN

VCCN에서 Broadcast Storm 문제를 완화시키는 방법에 대한 연구

  • 연승욱 (서울여자대학교 정보보호학과) ;
  • 채예은 (서울여자대학교 컴퓨터학과) ;
  • 강승석 (서울여자대학교 컴퓨터학과)
  • Received : 2018.12.03
  • Accepted : 2019.01.10
  • Published : 2019.02.28
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Abstract

There are several high technologies applied to the driving cars such as self-driving car and connected car for safe and convenient driving. VANET provides useful information such as route selection and gas price by communicating nearby cars and RSUs. VANET prefers CCN rather than traditional TCP/IP stack because CCN offers inherent multicast communication for sharing traffic information as well as traditional unicast. When all participating node rebroadcasts the Interest packets in a Vehicular CCN, the network may suffer from Broadcast Storm Problem. In order to mitigate the effect of the problem and to improve the Data packet transmission, not all but some selected nodes have to rebroadcast the packet. This paper simulates car movements using SUMO and evaluates data transmission performance using ns-3. According to the simulation results, when some selected nodes rebroadcast the Interest packets, the transmission performance improves 10% to 25% depending on the number of requesting nodes.

자율주행차와 커넥티드 카 등 도로 위의 자동차의 주행이 편리하고 안전하도록 다양한 기술이 적용되고 있다. 또한 VANET을 통해 주변의 자동차나 도로 시설물과 통신함으로 경로선택이나 주유소 등 다양한 정보를 얻을 수 있다. VANET에서 사용하는 통신 스택은 보편적인 TCP/IP도 가능하지만, CCN을 사용하는 경우 일대일 통신 뿐아니라 교통정보 등의 공통적인 자료 공유를 위한 일대다 통신에 더 효율적이다. VCCN은 자동차 사이의 정보교환에 용이하지만, 이를 운용하는 경우 주변의 모든 노드들이 Interest 패킷을 재전송하는 경우, Broadcast Storm Problem 상황이 발생하여 데이터 전송 성능이 저하될 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 주변의 모든 노드들이 Interest 패킷을 재전송하지 않고 주변의 특정 노드들만 재전송 하는 경우, Data 패킷의 전송 성능이 향상될 수 있다. 이를 위해 본 논문은 SUMO를 이용해 자동차의 운행을 모의실험하고, ns-3를 이용해 CCN 네트워크에서 데이터의 전송 성능을 평가하였다. 모의실험 결과 특정 노드만 전송하는 경우 요청 노드의 수에 따라 10%에서 25% 정도의 Data의 전송 성능이 향상되었다.

Keywords

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그림 1. SUMO 시뮬레이터의 작업 절치 Figure 1. The Basic transaction procedures about SUMO Traffic Simulator

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그림 2. 특정 도로를 edge로 변환한 도로 그래프 Figure 2. Road graph transferred from a section of a specific area with roads into edges.

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그림 3. 완화 방법을 적용하지 않은 경우 데이터 전송률 Figure 3. Data reception rate from 1 to 5 sinks WITHOUT mitigation method

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그림 4. 완화 방법을 적용한 경우 데이터 전송률 Figure 4. Data reception rate from 1 to 5 sinks WITH mitigation method

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그림 5. 완화 방법 미적용 시 데이터 전송률 Figure 5. Data reception rate from 1 to 5 sinks WITHOUT mitigation method

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그림 6. 완화 방법 적용 시 데이터 전송률 Figure 6. Data reception rate from 1 to 5 sinks WITHOUT mitigation method

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그림 7. 완화 방법 미적용 시 60 노드 데이터 전송률 Figure 7. Data reception rate with 60 nodes having from 1 to 5 sinks WITHOUT mitigation method

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그림 8. 완화 방법 적용 시 60 노드 데이터 전송률 Figure 8. Data reception rate with 60 nodes having from 1 to 5 sinks WITH mitigation method

표 1. 모의실험 환경변수 Table 1. Simulation Parameters

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표 3. 노드 수 2배인 경우 평균 수신율 (Mbps) Table 3. Average Reception Rate of Simulations (Mbps) with doubling the node size

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표 2. 모의실험별 평균 수신율 (Mbps) Table 2. Average Reception Rate of Simulations (Mbps)

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