최근 무선 환경에서의 이동 노드들간의 라우팅을 지원하는 이동 Ad-Hoc 네트워크에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이동 Ad-hoc 네트워크는 기반 시설이 존재하지 않거나 설치가 용이하지 않은 지역에서 고정된 기반망의 도움없이 이동 노드들간에 자율적으로 구성되는 망이다. 본 논문에서는 이동 Ad-Hoc 네트워크의 기술현황을 살펴보고 현재 논의되고 있는 주요 기술 이슈에 대해 알아보았다. 특히 Ad-Hoc 네트워크는 무선의 특성상 보안에 취약하므로, 보안성을 지원하기 위한 기술들을 중점으로 살펴보았다. Ad-Hoc 네트워크의 보안 기술로는 ARAN, SAR, Ariadne, SEAD 등이 있다.
무선 ad-hoc 네트워크는 중앙의 특별한 관리 체계 없이 유선망과 기지국을 가지지 않는 이동 호스트로 구성된 네트워크를 말한다. 이러한 ad-hoc 네트워크는 잦은 망 구성의 변화, 라우터의 수, 사용 자원 등 기존 유선 네트워크와는 다른 특징들을 가지게 된다. 따라서 기존의 유선망에서 사용하던 라우팅 프로토콜을 ad-hoc 네트워크에 적용시키는 데에는 많은 문제점들이 발생한다. 이 논문에서는 ad-hoc 네트워크의 환경을 고려하여 적은 지연시간과 오버헤드를 발생시키는 MHCRP 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다. 제안하는 모델은 ad-hoc 네트워크 내의 이동 호스트들을 멀티 홉을 갖는 클러스터로 묶어, 클러스터 헤드로 하여금 자신의 멤버 호스트와 이웃 클러스터의 헤드의 정보를 유지하게 하여, 경로 설정에 대한 요구가 있을 때에 적은 지연 시간과 적은 패킷으로 목적지까지의 최단 경로를 설정할 수 있는 계층적인 경로 설정 방법을 제시한다.
본 논문은 Ad-hoc망 환경에서 Kerberos V5 인증 프로토콜을 이용한 사용자 인증 문제를 해결하고자 한다. Ad-hoc망은 기존의 무선망과는 달리 고정 노드가 없이 망 전체가 이동 무선 노드들로 구성된 망이며, DSR 라우팅 프로토콜을 이용하여 경로 설정 문제를 해결한다. 무선망에서 정의한 보안 구조 및 요소, 기존 인증 시스템과 관련된 각종 암호 기술을 살펴본 후, Ad-hoc 기반 구조와 전송 계층 보안등을 이용하여 응용 계층에서의 사용자 인증을 위해 서버 클라이언트가 지니는 설계 상의 문제점과 이동 노드 간의 보안상 취약점을 찾아 대안을 제공한다.
Ad-hoc 망은 인터넷과는 다른 독립적인 망을 구성하는 경우 사용되게 된다. 이러한 Ad-hoc의 특정 호스트가 인터넷 망과의 연결을 시도하는 경우, 이 호스트로의 패킷의 라우팅을 위해서는 모든 경로상의 라우터에서 이 호스트에 대한 정보의 엔트리가 추가되어야만 한다. 이는 망 구현 과정에서 확장성 (Scalability) 문제를 야기하게 된다. 즉, 라우팅 테이블 엔트리의 증가로 차지하는 라우터의 메모리 문제나, 해당 호스트의 정보를 찾고자 할 때의 소요시간으로 적용하기 어렵다. 이러한 확장성 문제를 제거하는 방법으로 자동으로 주소를 설정 하는 방식인 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 대해서 알아 보았다. 그리고. DHCP의 문제점인 기존의 라우팅 정보를 손실되는 문제가 있어 적용하기 어렵다. 이에 본 논문은 확장성 문제를 제거하는 동시에 엑세스 포인트(access point)에서 NAT(Network Address Translation) 기술을 적용하여 AODV(Ad-Hoc On-Demand Distance Vector) 라우팅 프로토롤과 인터넷의 연동을 위한 메커니즘을 제안한다.
최근에는 이동형 IP로 부터 Ad hoc 통신망으로의 통신 환경의 변화로 말미암아 기존의 유선망과 통합하여 글로벌한 인터넷망을 연결 가능하게 만든다. 기존의 유선망과의 통합 과정은 보안에 취약한 면을 보이고 있다. 따라서 본 논문에서는 통합 통신망에서 발생할 수 있는 보안의 문제점 및 이를 해결하기 위한 방법에 대해서 분석하였다. 이러한 보안적인 요소는 외부의 악의적인 비인가 노드를 배제한다. 따라서 외부로 공격되는 공격이라던지 무결성에서 오는 위협 요소를 방어할 수 있다.
Bluetooth는 2.4G의 ISM 대역을 사용하며 저 전력, 적은 복잡성으로 Ad Hoc 망 형태에 기반을 둔 무선망을 구성하고 있으며, 현재 이동성을 고려한 무선형태의 망을 이루는 네트워크연구도 활발히 진행되어지고 있다. Bluetooth는 사용자들이 Bluetooth에 모두 정통하지 않아도 주위의 다른 디바이스에 의해 detect, connect, discover 서비스를 할 수 있게 설계되어 있다. 본 논문에서는 Bluetooth에서의 통신방법과 무선망에서의 동작 라우팅 알고리즘에 대해 분석하고져 한다.
본 논문은 기존의 cdma2000 망에 MS로만 자체 통신망을 구성하는 Ad Hoc Networking을 지원하게 함으로써 기존의 cdma2000 망에서의 문제점인 통신환경이 열악한 지역에서의 양질의 통신을 가능하게 해주고, cdma2000 망의 최소한의 제어로 Ad Hoc Networking을 구성함으로써 MS Conferencing, Home Networking 등의 통신환경을 지원해줄 수 있는 등의 통신질의 향상을 가져오는 방안을 제시한다.
자율적으로 구성 되는 Adhoc 망에서 에너지원의 특성이 다른 노드들 간의 다른 우선순위를 주어서 라우팅에 참여 하게 한다. 즉 전력 면에서 풍부한 노드는 전력 소비가 큰 작동인 라우팅 동작에 적극적으로 참여하고 전력 면에서 부족한 노드는 라우팅 동작에 참여 비율을 낮추어서 전력을 아낀다. 이러한 방법은 전처적인 노드의 사용가능 지속 시간을 높일 수 있다. 특히 소규모의 Adhoc 망의 경우 노드 하나 하나가 계속해서 통신에 참여해야 하기 때문에 전체 적으로 전력 소비에 균형을 맞추는 방법이 필요하다.
본 논문은 Ad-hoc 네트워크에서의 전송을 효율적으로 하기 위한 클러스터링 알고리즘에 대해 실험을 통하여 살펴보았다. Ad-hoc 네트워크상 노드들은 정보전송과 위치등록, 노드간의 라우팅 경로 유지를 위해 많은 패킷전송이 이루어진다. 이러한 환경에서의 트래픽은 고정망에서 보다 이동성 변수에 따라 더욱 많은 수가 발생하게 될 것이다. 본 논문에서는 무선 Ad-hoc 다중 홉에서의 트래픽 제어를 위한 클러스터링 알고리즘을 통해 패킷 전송효율을 분석하여 그 결과를 제시한다.
실제적인 이동 Ad Hoc 망에서는 단말의 비대칭성이나 무선환경 특성으로 인해 단방향 링크가 존재할 수 있다. 그러나 현재 Zone 라우팅 프로토콜이외의 기존의 이동 Ad Hoc 라우팅 프로토콜은 양방향 링크들만을 지원하도록 구현되어 있다. 따라서 본 논문에서는 가장 대표적인 라우팅 프로토콜인 DSR(Dynamic Source Routing) 프로토콜이 단방향 링크를 포함하는 이동 Ad Hoc 망에서 구동될 수 있도록 동적 소스 라우팅을 이용한 새로운 단방향 라우팅 프로토콜을 제안한다. 단방향 링크 상에서 효율적으로 구동하기 위해서 제안한 단방향 라우팅 프로토콜은 새로운 경로발견 및 경로유지 방법을 사용하였다. 성능평가를 위해서 미국 버클리 대학의 NS-2 시뮬레이터 프로그램에 제안한 내용을 코드로 삽입시켰으며, 성능평가 파라미터를 얻기 위해 카네기멜론 대학에서 제공한 이동 패턴파일과 연결 패턴파일을 조합하여 사용하였다. 성능평가 항목으로 데이터수신율 및 평균경로 설정시간을 고려하였으며, 제안된 3가지 경로설정 방식들에 대해 비교·평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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