능동 네트워크 기술은 차세대 프로토콜 개발 방식으로 등장한 기술로서, 현재 여러 연구소와 대학에서 능동 노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 제안하고 있다. 그렇지만, 현재까지 제안된 능동 노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 살펴보면, 능동 패킷의 특성을 고려하지 않고 있다. 최근 인터넷은 사용자들의 요구사항을 보장하기 위해 패킷의 특성을 구분하고, QoS를 보장하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 능동 네트워크 영역에서도 이러한 기술이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 이를 위해 능동 패킷의 특성에 따라 패킷의 형태를 네가지로 구분하고, 라우팅 방법을 세가지 형태로 구분하여 반영시킨 능동노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 제안한다.
능동 네트워크는 기존의 네트워크 노드(교환기)의 역할인 데이터 교환과 전송의 기능에서 프로그램의 실행 기능이 추가된 노드를 갖춘 네트워크를 말한다. 능동 노드는 프로그래밍 언어의 선택에 따라 운영환경에 많은 영향을 끼치는 부분이다. 본 논문에서는 안전한 능동 노드 기술 언어의 요구사항과 운영환경에 관해 연구하고, 이를 바탕으로 최적의 능동노드 기술용 프로그래밍 언어의 모델에 능동 네트워크 언어의 표준으로서 가장 유력한 자바 언어 모델을 제안하고자 한다.
능동 네트워크는 네트워크 구조에 대한 새로운 접근 방식이다. 노드(라우터 또는 스위치)들이 사용자 데이터에 대한 계산을 수행할 수 있는 반면, 패킷이 노드 상에서 실행될 프로그램을 운반하고 잠재적으로 해당 노드들의 상태를 변화시킬 수도 있다. 능동 네트워크는 매우 강력한 융통성을 갖는 반면, 기존의 네트워크보다 복잡할 뿐 아니라 보안상의 많은 문제점을 가지고 있다. 노드들은 공개된 자원이고 많은 중요 시스템들을 정확하게 실행시켜야 하므로, 패킷의 코드가 실행될 수 있는 계산 환경에서의 보안 요구 사항들은 매우 엄격하게 정의되어야 한다. 능동 네트워크의 보안 관련 연구는 크게 능동 노드 보호와 능동 패킷 보호로 나누어 볼 수 있다. 패킷 인증(authentication)이나 모니터링/제어(monitoring/control) 등이 전자에 속하는 반면, 암호화 기술(cryptographic techniques)을 이용하는 방법이 후자에 속한다. 본 논문은 암호화 기술을 이용한 안전한 능동 패킷 전송에 관한 것으로, 능동 패킷들을 이웃한 능동 노드들에게 안전하게 전송하고 해당 패킷들에 포함된 실행 코드들을 각 능동 노드 상에서 실행시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 여기서 제안하는 시스템은 공개키 암호 방식과 관용 암호 방식을 함께 사용한다.
능동 네트워크는 기존 프로토콜 개발 방식이 가지는 새로운 프로토콜의 수용 능력에 있어서의 한계와, 장시간의 표준화 작업 둥의 문제를 해결하기 위해 등장한 새로운 네트워킹 방식이다. 지금까지 많은 연구소와 대학에서 능동 노드의 구조와 능동 패킷의 형식을 제안해 왔으나, 현재까지 제안된 능동 네트워크에서 고려되지 못한 문제들이 여전히 남아 있다. 그 중의 하나가 서로 다른 능동 응용들의 요구사항에 따라 특성화되는 능동 패킷과 라우팅 방법에 대한 것이다. 따라서 본 논문에서는 다양한 능동 응용들의 요구사항에 따른 능동 패킷의 기능을 파악해서 이를 반영한 능동 패킷의 종류를 네 가지로 구분하고, 각 특성에 맞는 라우팅 방법을 제안한다. 또한 이들 사항을 반영한 능동 노드 구조도 제시하였다.
능동 네트워크에 관한 연구들은 능동 패킷 정의와 능동 센서 프로그램 언어, 능동 노드의 구성, 경로 설정에 관한 것이다. 본 논문에서는 정보처리가 가능하고 원격에서 제어 가능한 능동 라우터 시스템의 구축 방향을 제시하고 능동 라우터 시스템에 전달되는 능동 패킷에 대한 정의와 능동 센서 프로그램 언어 및 인터프리터도 설계 및 구현한다.
본 논문은 이동통신 네트웍 환경에 있는 다양한 상황에 대해서 능동적으로 대처하는 데이터 전송 알고리즘을 가지고 있는 이동통신 로드의 데이터 전송 효율성 성능평가를 목적으로 한다. 현재 이동통신 단말기들은 링크 에러, 패킷손실 에러, 대역폭 변화 등과 같은 일정하지 않는 다양한 환경조건을 가지고 있고 이러한 이동통신 네트웍 환경 문제로 인해서 수동적인 전송보다는 능동적인 전송알고리즘을 가진 노드들을 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 두 이동통신 단말기간에 데이터를 전송하는 과정에서 임의의 링크 에러, 패킷손실 에러를 줄것이며 또한 대역폭 변화를 주어 수동적 전송알고리즘을 가지는 노드와 능동적 전송알고리즘을 가지는 노드의 성능을 비교 함으로서 능동적 전송방법을 가지고 있는 이동통신 노드가 이동통신 환경에서는 보다 우월한 성능을 가지게 된다는 것을 알게될것이다.
본 논문은 능동 네트워크를 동작하게 해주는 핵심 모듈인 Enode 노드 운영체제 구조 및 세부 기능들의 내용을 정의한다. 본 논문에서 제안하는 Enode 노드 운영체제는 능동 네트워크 환경에 적합하도록 설계하였다. 또한 "실행 환경"(Execution Environment : EE)에서 편리하게 사용할 수 있도록 인터페이스를 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 Enode 노드 운영체제는 도메인을 중심으로 핵심적인 기능 설계에 주력하였다. Enode 운영체제는 Linux 운영체제 상에서 설계되었다. 또한 본 논문에서 제안하는 Enode 노드 운영체제의 인터페이스에 대한 실험을 수행하였다.
센서 네트워크는 노드들이 무작위로 배치되며 노드들은 능동적으로 주변상황에 대응하여 정보를 전달해야 한다. 능동적인 정보 전달을 위해서는 신뢰성 있은 위치 정보와 데이터의 전송이 중요하며 기존의 에드혹 네트워크는 위치 인식 기능, 능동적인 주변 상황에 대응한 정보 전됨 기능을 지원하지 않는다. 기존의 라우팅 프로토콜에서는 링크 품질을 평가하기 위해 프레임 손실률을 기준으로 사용하나 정확도가 떨어지기 때문에 본 논문에서는 RSSI를 측정하여 링크품질 평가에 대한 정확도를 높이고, 또한 그리드 형태로 배치된 센서노드를 기반으로 무작위로 배치된 이동 노드들의 위치 인식이 가능하도록 제안한다.
본 논문은 액티브 네트워크에서 자원 관리를 담당하는 노드 운영체제의 구조와 기능을 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 노드 운영체제는 도메인, 채널, 쓰레드, 메모리, 파일 모듈로 이루어져 있다. 본 논문에서 노드 운영체제의 도메인, 패널, 쓰레드, 메모리, 파일 모듈의 설계 내용에 대해서 기술한다.
기존 네트워크의 문제점을 해결하기 위해 제안된 액티브 네트워크는 각 노드에 사용자들을 위한 가상의 노드 환경을 추가적으로 제공할 수 있다. 이런 노드 환경 상에서 사용자들은 액티브 노드를 이용하여 새로운 서비스를 생성할 수 있고, 생성한 서비스를 다른 사용자들에게 제공할 수 있다. 그러나 지금까지의 연구는 주로 노드 자체에만 국한되어 있기 때문에 이러한 가상 액티브 노드와 가상 액티브 네트워크를 위한 서비스 관리 구조에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 논문에서는 IETF의 표준안으로 정의되어 있는 Script MIB의 구조를 이용하여 효율적으로 가상 액티브 노드의 서비스를 관리할 수 있는 구조를 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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