유비쿼터스 시대를 맞이하여 무선 네트워크 환경이 급속도로 발전하고 있다. 이에 본 논문에서는 현재 널리 사용되고 유선 기반의 무선네트워크가 아닌 무선으로만 네트워크를 형성할 수 있는 무선 메쉬 네트워크에 초점을 맞출 다양한 라우팅 프로토콜에 대하여 알아본다. 현재의 무선 메쉬 라우팅 프로토콜에 대한 연구는 주로 기존의 무선 네트워크의 라우팅 프로토콜을 적용하는 수준에 머물러 있다. 하지만 무선 메쉬 네트워크는 기존의 무선 네트워크와는 다른 특성이 있다. 이에 무선 메쉬 네트워크의 특성을 파악하여 새로운 라우팅 프로토콜을 개발 하고자 한다.
최근 고속 무선 네트워크에 대한 사용자의 요구가 증가함에 따라, 낮은 전송속도를 가지는 이동통신 시스템의 대안으로 무선 네트워크 시스템이 부각되고 있다. 무선 네트워크 기술의 보안 취약점은 무선 네트워크 사용의 중요한 장애요인이다. IEEE 802.1x, IEEE 802.11i에서는 인증과 데이터 프라이버시 제공을 위한 표준을 내고 있으나, 무선 네트워크 보안을 완벽하게 지원하지는 않는다. 본 논문에서는 무선 네트워크 환경의 트래픽을 모니터링하고. 통합 관리 서버를 통하여 여러 무선 네트워크를 통합적으로 관리하는 시스템을 설계하고 구현한다.
미래의 광대역 무선망은 고주파수의 대역을 사용하여 신호의 감쇠가 높고, 높은 multi-path fading효과를 가지므로 전력제어가 필요하고 사용자에게 넓은 대역폭을 제공할 것으로 예측한다. 이를 위해 셀의 크기가 줄게 되고 BS의 수가 증가하여 네트워크 설치비용도 증가하게 될 것이다. 무선 메쉬 네트워크는 이런 문제를 해결하여 망구축과 운영을 쉽게 하고 영역 확장과 용량 확장을 유연하게 하며 저비용의 무선 bakhaul로 높은 신뢰성을 제공하는 특성을 가진다. 무선 메쉬 네트워크는 노드와 노드간의 무선 멀티-홉 통신을 이용하여 끊김 없는 연속적인 연결을 제공하는 네트워크 기술이다. 이 기술은 메쉬 라우터와 메쉬 클라이언트라는 노드로 구성되며 각 노드는 라우터인 동시에 호스트로 동작할 수 있다 앞서 언급한 바와 같이 자가 구성, 자가 복구의 능력을 가지고 저 비용으로 신뢰성 있는 네트워크 구축을 제공하기 때문에 무선랜이나 WiMAX, WPAN 등에서 채택되고 있다. 이 논문에서는 메쉬 네트워크의 구조와 특징을 자세히 설명하고 IEEE 802.11s와 IEEE 802.16j에서 진행되는 무선 메쉬 네트워크 관련 표준화를 살펴본 후 관련업체에서의 메쉬 네트워크 관련 개발 현황과 실제 구축 현황을 설명하고자 한다. 또한 무선 메쉬 네트워크에서 발생하는 여러 가지 보안 문제와 적용기술들을 짚어 보고자 한다.
본 논문에서는 유선네트워크와 Mobile Node간의 연결로 구성되는 무선네트워크에서 Mobile Node의 이동위치에 따라 Data통신 Packet을 조회하고 관리 및 통계할 수 있는 유무선 네트워크 통합 관리 Model을 설계하였다. 무선네트워크 관리에 필요한 MIB 항목이 SNMP에 명확히 표준화되어 있지 못하므로 무선네트워크의 자원을 정확히 관리하기 위해서 Mobile Node의 이동위치에 따른 Data통신 Packet을 저장할 수 있는 메카니즘과 MIB 항목의 정의가 필요하다. 따라서 무선네트워크의 Data통신 Packet을 관리하기 위해 필요한 SNMP의 구성방법과 관리에 필요한 새로운 MIB 항목을 정의하고 우선 SNMP Agent를 구성하여 Mobile Node에 탑재하였다. Mobile Node의 정보, 전달성격, 이동경로 및 이동패턴을 본 논문에서 정의한 MIB에 저장하고 효율적으로 무선네트워크 자원을 관리할 수 있도록 한다.
무선 브리지는 지리적으로 떨어져있는 여러 네트워크들을 무선 인터페이스를 이용하여 하나의 지역 네트워크로 통합한다. 네트워크간 패킷 전달이 단일 장비 내에서 이루어지는 전통적인 유선 브리지와는 달리, 무선 브리지는 두개의 무선 브리지 장비가 하나의 논리적 브리지를 구성하게 된다. 따라서, 무선 네트워크 인터페이스를 통한 무선 브리지간 패킷 전달의 속도와 효율이 무선 브리지에 의해 통합된 브리지 네트워크의 성능에 많은 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 무선 네트워크 인터페이스를 통한 무선 브리지간의 패킷 전달에 적용될 수 있는 효과적인 패킷 전달 기법을 제시한다. 제시 된 기법은 무선 인터페이스의 특성에 독립적이고, 무선 브리지 사이의 패킷 전달효율을 높일 수 있다. 그리고, 제시된 기법을 적용한 무선 브리지를 구현하고, 실험을 통해 성능을 분석하였다.
본 논문에서는 무선 이동 ATM 네트워크에서 무선채널 상태를 고려하면서 가상목적지와 가상소스를 이용한 효율적인 ABR트래픽 흐름제거 기법을 제안한다. ABR서비스는 높은 우선순위를 갖는 실시간 서비스에 의해 사용되지 않는 유휴대역폭을 효율적으로 사용하는 서비스로, 셀손실에 특히 민감하다. ABR서비스는 대역폭의 효율적인 활용으로 기존ATM네트워크에서 널리 사용되고 있으며, 무선 이동ATM네트워크에서도 이러한 ABR서비스의 제공이 중요하다고 하겠다. 기존 ATM네트워크에서는 효율적인 ABR서비스를 위한 흐름제어기법으로서 RM(Resource Management)셀의 피드백을 이용한 전송율기반 폭주제어 기법을 사용하고 있으나, 이 방식을 무선네트워크에 그대로 적용했을 경우, 심각한 대역폭의 낭비를 가져올 수 있다. 따라서 제안된 기법은 무선 이동네트워크에서 RM셀의 전송을 억제하고 ATM스위치에 의해 MT(Movile terminal)의 ACR을 결정하게 하여 기지국을 통해 단말기로 전송하도록 하였다. ABR트래픽은 MT에서 고정호스트로 전송된다고 가정하고 시뮬레이션을 수행하여, 그 성능을 분석하였다. 성능분석 결과, 제안된 기법은 무선네트워크의 대역폭을 낭비하지 않으면서 링크의 혼잡도를 최소화하여 채널상태에 따라 효율적으로 전송율을 조절할 수 있음을 확인하였다.
무선 네크워크는 유선과 비교해서 편리하고, 또한 용이하다. 따라서 전국에 있는 중소기업에서는 무선을 더 선호하고 있어 많은 중소기업들이 유선 설치에 대한 부담을 느껴 유선네트워크의 확장개변으로 무선을 많이 사용하고 있는 추세이다. 무선네트워크는 유선 네트워크보다 보안에 취약한데, 그 이유는 브로드캐스팅을 통해 패킷을 전달하기 때문이다. 따라서 무선 네트워크의 취약점들을 분석하고, 중소기업에서 무선네트워크 보안에 관한 대응책을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 최근 무선 네트워크 환경이 급속도로 확산되면서 발생하는 무선 네트워크 현황 및 보안 취약점을 분석하고, 센서 AP(Access Point) 기반의 무선 트래픽 필터링 및 침입탐지/차단 기술 동향을 분석하였다. 유선 네트워크를 대상으로 한 IDS/IPS 시스템에 추가적으로 무선 트래픽에 대한 모니터링 체계를 제공하기 위하여 최근에는 통합형 유무선 네트워크 침입탐지/차단 시스템을 구성하고 있으며, 이를 위해서 필수적인 센서 AP 구성 방안 및 시스템 설계 방안 등에 대한 고찰을 통해 무선 네트워크 환경에서의 침해대응 기술을 고찰해 보고자 한다.
무선 메쉬 네트워크의 보안 이슈는 노드의 오동작, 라우팅, 그리고 인증으로 구분할 수 있다. 이러한 문제는 무선 애드혹 네트워크에서 많이 다루어져 왔지만 무선 메쉬 네트워크에서는 메쉬 라우터 (MR) 들이 고정적이고, 전력 제한이 없다는 특성을 이용하면 보다 성능 좋은 해법을 제안할 수 있다. 본 고에서는 무선 메쉬 네트워크의 보안에 대한 최근 연구들을 살펴 보고, 무선 메쉬 네트워크를 대상으로 한 최초의 분산 인증 기관인 MeCA (Mesh Certification Authority)를 제안한다. MeCA에서는 무선 메쉬 네트워크의 특성을 이용하여 분산 인증 기관의 보안성과 효율성을 향상시켰다. 이를 위해 우리는 향상된 임계치 암호화 방법과 멀티캐스팅을 도입하였다. 모의 실험을 통해 MeCA가 기존의 무선 애드혹 네트워크에서 제안된 방법들에 비해 적은 오버헤드를 일으키며 더 강한 공격에도 비밀키를 노출하지 않는 것이 확인되었다.
최근의 무선 통신은 LTE, WiMAX, 무선랜 등이 공존하는 이기종 네트워크와 멀티 인터페이스를 탑재한 멀티 모드 단말로 인하여 큰 발전을 이루고 있다. 이기종 네트워크는 다양한 무선 접속 기술을 갖는 통합 네트워크로 상황에 맞는 최적의 무선 네트워크를 이용하여 사용자에게 최상의 통신 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 이기종 네트워크의 구성과 연동 레벨 및 구조를 살펴본다. 또한 이기종 네트워크에서 발생하는 주요 이슈인 이동성 제공, 무선 자원 관리, 멀티미디어 서비스 제공에 대해서 분석하고 최신 연구 및 표준화 통향을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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