본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 실시간 대용량 데이터를 전송하고자 할 때 QoS 요구조건과 에너지 효율성 요구를 만족시킬 수 있는 간섭 인지 기반의 결함 허용 QoS 라우팅 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 처리량을 최대화하고 지연시간을 최소화하기 위해 간섭비율과 예측전송시간을 기반으로 하는 새로운 누적 경로 메트릭을 사용하여 전송 경로에 결함이 발생하더라도 최적의 전송경로를 결정하도록 한다. 마지막으로, 시뮬레이션을 통하여 제안된 라우팅 기법을 사용하면 네트워크 처리량 및 지연시간 측면에서 성능이 향상됨을 보인다.
애드 흑 네트워크의 요구 기반 라우팅 프로토콜은 노드가 이동하여 경로가 손실되는 경우, 경로 유지를 위해 지역 탐색을 수행하거나 송신 노드가 새 경로 탐색을 수행하여 경로를 유지한다. 새 경로탐색이나 지역 경로 탐색을 수행할 경우, 전송중인 패킷의 지연이 발생한다. 경로 손실로 인한 지연을 줄이기 위해 경로 손실을 예측하고 대체 경로를 구성하여 경로 손실 지연을 줄이는 기법으로써 ARMP와 RPAODV가 있다. 이 라우팅 프로토콜은 링크 상태가 불안정 상태가 될 때, 지역적으로 대체 경로를 구성하여 경로 손실을 회피하는 기법으로써 대체 경로 생성의 성공률은 경로 손실과 전송 지연에 직접적인 영향을 가져온다. 본 연구에서는 이전에 제안된 경로 손실 회피 라우팅 기법들의 효율성을 검증하기 위해서 대표적인 요구 기반 라우팅 프로토콜인 AODV, 경로 손실 회피 라우팅 기법인 ARMP와 RPAODV의 수치 평가식을 제안하고, 각 프로토콜의 성능을 평가하였다. 또한, 제안한 수치 평가식의 효용성을 검증하기 위해서 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 비교 분석한다.
지연-허용 네트워크 (Delay-Tolerant Network; DTN)는 안정적인 통신 연결성이 보장되지 않는 네트워킹 환경에서 전개할 수 있는 비대칭 네트워킹 기술로써, 저장 공간에 수신한 데이터를 저장하고 통신 경로가 확보될 때 경우에만 데이터를 전송한다. DTN은 위성간의 통신을 지원하는 우주 통신 뿐만 아니라 센서 네트워크와 MANET (Mobile Ad-Hoc Network)에도 적용되고 있다. DTN 네트워킹 환경에서는 오버헤드가 작으면서도 라우팅 신뢰성이 높아서, 라우팅 속도와 성능을 전반적으로 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는, 시간 주기를 가지는 이동 노드들이 존재하는 네트워크에서 데이터를 효과적으로 전송하기 위하여, 라우팅 경로를 예측할 수 있는 시간 정보 기반의 DTN라우팅 기법을 제안한다. Omnet++ 시뮬레이션 도구를 이용한 성능 분석 결과, 제안된 시간 정보 기반의 DTN 라우팅 알고리즘이 기존의 DTN 라우팅 알고리즘들에 비해 적은 라우팅 오버헤드를 가지고도 라우팅 속도와 신뢰성을 높일 수 있는 기법임을 검증하였다.
본 논문에서는 Delay Tolerant Networks(DTNs)에서 Markov chain으로 노드의 속성 정보 변화율을 분석하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 기존 DTN에서 예측기반 라우팅 기법은 노드가 미리 정해진 스케줄에 따라 이동한다. 이러한 네트워크에서는 스케줄을 예측할 수 없는 환경에서 노드의 신뢰성이 낮아진다. 본 논문에서는 일정 구간의 노드의 속성 정보의 시간에 따른 변화율을 Markov chain을 이용하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 노드의 속성 정보 중 노드의 속도와 방향성을 근사한 후, 변화율을 분석하고 이로부터 Markov chain을 이용하여 확률전이 매트릭스를 생성하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘이다. 주어진 모의실험 환경에서 노드의 이동 경로 예측을 통해 중계 노드를 선정하여 라우팅 함으로써 네트워크 오버헤드와 전송 지연 시간이 감소함을 보여주고 있다.
인터넷 규모의 확장과 트래픽의 증가로 인해 발생하는 망 혼잡 상황을 해결하기 위해 본 연구는 망 제어 기술의 일환책으로서 간섭 예측 정보를 이용한 online 라우팅 알고리듬을 제안한다. 차세대 통합망은 사용자 서비스별 요구 수준에 따라 종단간의 QoS를 보장해야 한다. 이를 위해 동적 대역폭 할당이 효율적으로 이루어져야 하며, 망 전체 성능을 고려한 경로 설정 알고리듬이 필요하다. 본 논문에서 제안한 알고리듬은 현재 라우팅 요청이 요구하는 대역폭의 양이 미래의 잠재적인 트래픽을 간섭하는 정도를 예측하여, 이를 최소화시키는 방안을 제시한다. 망 전체 성능을 최대화하고, 한정된 자원이 낭비되는 것을 방지하기 위해 제안 알고리듬은 요구 대역폭, link 상태정보, 그리고 ingress-egress pair 정보 등을 복합적으로 고려한다. 또한 간섭을 예측하는 것은 동적으로 변화하는 망 상황에서 보장된 대역폭을 제공하게 함으로써 사용자의 요구를 최대한 수용할 수 있게 한다. 본 논문에서는 Internet traffic engineering에 적합한 최적 경로 설정 알고리듬을 제안하기 위해 라우팅 알고리듬이 갖추어야 할 요구 조건과 최근 연구동향을 분석하였으며, QoS 라우팅의 대표적인 연구사례를 분석하였다. 그리고 이를 기반으로 기존의 알고리듬의 문제점을 파악하고 최적의 해결 방안을 제시한다. 개선된 사항은 시뮬레이션을 통해 기존 알고리듬과 비교 및 분석되었다.
무선 모바일 애드 혹 네트워크에서 경로를 효율적으로 관리하기 위해 많은 라우팅 알고리즘이 연구되어 왔다. 여기서 요구 기반 방식의 AODV 라우팅 알고리즘은 경로를 유지하는데 있어서 Hello 메시지를 주기적으로 전송하여, 경로의 상태를 검사하게 된다. 그리고 경로가 단절 되었을 때, 그것을 인지한 노드가 송신지 노드에게 RERR 패킷을 전송하거나 RREQ 패킷을 지역적으로 전송함으로써 경로를 재설정하게 된다. 하지만 RREQ와 같은 제어 패킷을 플러딩 하기 때문에 대역폭의 낭비와 데이터 전송의 지연도 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 기존의 AODV (Ad-Hoc On-Demand Distance Vector) 라우팅 알고리즘을 기반으로 링크의 상태를 예측하여 경로를 수정하는 LRRLBP 알고리즘을 제안한다. 여기서 링크의 상태는 주기적으로 수신 받는 Hello 메시지를 통한 수신 세기를 이용한다. 그리고 이러한 링크의 상태를 모니터링하여 경로가 단절되기 전에 지역적으로 경로를 수정한다. 제안된 알고리즘은 ns-2 시뮬레이터 사용하여 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 Delay Tolerant Networks(DTNs)에서 노드의 속성 정보를 Markov Chain으로 분석하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 기존 DTN에서 예측기반 라우팅 기법은 노드가 미리 정해진 스케줄에 따라 이동하거나 노드 간 접촉정보와 같은 추가 정보가 필요하다. 이러한 네트워크에서는 추가적인 정보가 없는 경우 노드의 신뢰성이 낮아진다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 노드의 속성 정보 중 노드의 속도와 방향성을 상태로 맵핑한 후, Markov chain을 이용하여 확률전이 매트릭스를 생성하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘이다. 주어진 모의실험 환경에서 노드의 이동 경로 예측을 통해 중계 노드를 선정하여 라우팅 함으로써 메시지 전송률이 증가하고 전송 지연 시간이 감소함을 보여주고 있다.
인터넷 사용자가 급진적으로 증가함에 따라 오늘날의 인터넷 트래픽의 양 또한 폭발적으로 증가하였으며 기존의 라우팅 기법을 이용하는 라우터를 사용하는 경우에는 라우팅 시의 지연으로 인해 고속 서비스를 요구하는 사용자의 욕구를 충족시키기는 어려울 것이다. 이와 같은 문제는 앞으로의 인터넷 사용자의 수요 및 요구 서비스를 예측할 때 조속히 해결해야 할 중요한 문제라고 할 수 있다. 고속 인터넷 서비스를 제공할 수 있을 것으로, 예상되었던 IPOA, MPOA, IP Switching, Tag Switching, MPLS 등의 기술 중에서 MPLS는 ATM 교환기를 이용하여 사용자의 요구에 부응할 수 있는 양질의 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. IETF에서는 MPLS 표준화가 활발히 진행중이다. 본 고에서는 ATM 교환기를 기반으로 MPLS 기술을 이용하여 ATM 기반의 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 방법에 대해 기술한다. 본 시스템은 ATM 교환기와 연결된 MLSP 상에서 LDP, BGP 등의 프로토콜을 구현함으로써 LER 및 LSR로서 동작할 수 있도록 하여 대용량의 인터넷 트래픽을 고속 처리할 수 있는 기능성을 제시한다.
센서 네트워크에서는 베이스 노드와 다수의 센서 노드들간의 데이타 중심 (Data-centric) 기반의 통신 모델을 사용한다는 특징을 활용하여, 오버헤드를 최소화 하면서 최저 전력 라우팅 경로를 찾고, 또한 전체 네트워크의 수명을 최대화 시킬 수 있는 PAD (Power Aware Data-centric routing protocol)를 제안한다. PAD는 최저전력 라우팅 경로와는 상관없는 통신 링크를 제거한 최저전력특징그래프(Minimum Energy Property Graph)를 찾은 후, 오버혜드를 최소화 하고 slow convergence와 라우팅 경로의 루프 문제를 해결한 Distributed Data-centric Bellman-Ford Algorithm을 사용하여 라우팅 경로를 결정한다. 특히 PAD가 제안한 최저전력특징그래프를 찾는 알고리듬은 기존의 방식에 비해서 훨씬 빠르며, 간단하여 구현이 용이하면서도 가장 적은 수의 에지를 가지는 그래프를 구한다. 이는 기존의 방식이 사용하던 path-loss 모델만을 이용한 기하학적 계산과 복잡한 알고리듬을 path-loss 모델로부터 독립시켜 전력소모를 예측할 수 있는 어떠한 방법이든지 사용 가능하게 하고 또한 최단거리 알고리듬을 사용한 결과이다. PAD는 모든 과정을 분산된 방식으로 수행하며, 또한 최소의 오버헤드만을 가지므로, 다양한 센서 네트워크 응용에서 사용할 수 있을 것으로 기대한다.
모바일 노드의 급성장과 무선 통신 기술의 향상에 따라 기존 기반시설과 무관하게 모바일 노드들만의 네트워크 형성이 가능해졌다. 이를 애드 혹 네트워크라 하며 모바일 노드들의 이동에 의한 연결 단절이 잦은 네트워크의 특성상 활성 연결에 대한 신뢰성을 향상할 필요성이 대두되었다. 이에 애드 혹 네트워크에서 단절 예측 기술을 도입하여 연결 신뢰성을 향상시켜 안전하게 데이터를 전송할 수 있는 라우팅 프로토콜을 제안하고, 모의실험을 통해 그 성능을 분석한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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