이동 Ad Hoc 네트워크에서는 노드가 신뢰받은 인증기관을 통해 인증을 받는 형식이 아니기 때문에, 멀티홉 방식에 의해 라우팅을 수행할 경우 악의적인 중간 노드에 의해 데이터의 무결성 및 기밀성 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이동 Ad Hoc 네트워크에서 안전하게 통신하기 위해서는 네트워크에 참여한 노드 중 악의적 중간 노드를 찾아내 격리시키고, 서로 신뢰할 수 있는 노드만이 네트워크에 참여할 수 있도록 하는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 신뢰받는 인증기관이 없는 이동 Ad Hoc 네트워크에서 신뢰도 측정을 바탕으로 노드간 상호 인증할 수 있는 새로운 방안을 제시한다.
Ad-hoc 네트워크는 자율적으로 네트워크를 구성함으로써 유연하고 확장 가능한 특성을 가진다. 하지만 익명으로 구성되는 네트워크의 특성은 사용자의 안전을 보장하지 못함으로 Ad-hoc 네트워크 활성화에 걸림돌이 되고 있다. 여기서는 소수의 악의적인 공격자가 있는 경우에 높은 확률로 연산 결과를 신뢰할 수 있는 안전한 연산 기법들을 활용하여 Ad-hoc 네트워크에서 이루어지는 연산을 보다 안전하게 수행할 수 있는 방안을 제안한다.
이동 Ad-hoc 네트워크(Mobile Ad-hoc Network)는 자기 조직화, 기반망에 독립적인 네트워크의 특성상 많은 응용 분야를 가지고 있다. 본 논문에서는 mRelay(Multi-hop Relay) 시스템이라고 명명한 MANET을 위한 멀티미디어 응용 서비스 모델을 제안한다. mRelay 시스템은 무선 멀티미디어 통신 기능을 가진 무인 이동체를 mRelay 단말로 사용하여 멀티흡 통신 기반의 인터넷 연동이 가능한 멀티미디어 서비스를 제공한다. 멀티흡 라우팅 프로토콜인 AODV가 수정되어 mRelay 단말에 적용되었고, mRelay 시스템이 실내에서의 다양한 시나리오 상황에서 기반망 도움 없이 이동 Ad-hoc 네트워크를 구성하고 유지하며, 안정적인 멀티흡 멀티미디어 서비스가 가능함을 보였다. mRelay 시스템은 다양한 이동 Ad-hoc 네트워크의 응용 서비스에 활용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 TDMA ad hoc MAC 프로토콜들의 메시지 복잡도를 분석한다. Ad hoc 네트워크의 자원은 간섭과 경쟁 기반 무선 통신 채널로 제한되기 때문에 ad hoc 알고리즘을 개발하는 데 있어 노드 수의 증가에 따른 유연한 확장성(Scalability) 문제는 주요한 연구 과제 중의 하나이다. 분석 기법을 적용한 결과, MAC 프로토콜들 중에서 TMMAC가 가장 높은 메시지 복잡도를 가졌으며, SMACS 프로토콜이 가장 낮은 메시지 복잡도를 보였다. 네트워크의 크기가 커질수록 유니캐스트에 의한 메시지 복잡도의 영향이 증가함으로, $N^2$항목을 가지고 있는 Z-MAC, BMA, TMMAC에서 Z-MAC은 노드 수의 증가에 따라 복잡도가 선형적으로 상승하는 반면, BMA와 TMMAC의 복잡도는 지수 형태로 상승함을 밝혔다.
본 논문에서는 Ad Hoc 네트워크와 Ad Hoc 라우팅 프로토콜 중에 대표적인 On-demand 방식인 AODV(Ad Hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜에 대해 알아본다. 본 연구의 목표는 멀티미디어 데이터를 위한 QoS를 지원하는 새로운 라우팅 알고리즘을 제안하고, 네트워크 시뮬레이터에 구현하여 다양한 실험환경에서 제안한 라우팅 알고리즘에 대한 성능평가를 수행하는 것이다.
무선 Adhoc 네트워크 환경에서는 제한된 자원의 효율적 사용을 고려하여야 한다. 그러한 중요 자원 중의 하나가 배터리로 공급되는 에너지원이다. 이 때 사용되는 총 에너지의 양을 최소화 하는 것도 중요하지만 경우에 따라서는 모든 노드들이 얼마나 지속적으로 서비스를 할 수 있는가가 중요한 요소가 될 수도 있다. 본 논문에서는 무선 Adhoc 네트워크에서 통신의 기본이 되는 브로드캐스팅을 위한 브로드캐스트 트리의 구성 시 모든 노드들이 에너지 소진으로 인한 작동의 멈춤 없이 최대한 활동할 수 있도록 하는 것을 고려한 트리 생성 방법을 제안한다.
Ad-hoc network에서는 네트워크를 구성하는 노드들의 이동으로 인하여 일시적인 연결 실패와 경로 변경이 자주 발생한다. 모든 패킷의 손실이 혼잡 때문이라고 가정했을 경우, 이러한 환경에서 TCP 성능은 매우 빈약하다. Ad-hoc network에서의 TCP 성능 향상을 위한 연구는 계속되고 있지만 이것들의 대부분은 네트워크 계층 또는 하위 계층으로부터 feedback의 요구를 기초로 한다. 본 논문에서는 경로 변경을 자주 발생시키는 잘못된 패킷 전달을 검출하고 응답하므로써 TCP 성능을 향상시키는 새로운 방법을 제안한다.
Ad hoc 네트워크에서 클러스터링은 여러 채널을 효율적으로 사용 가능하게 하고 제어메시지의 교환부하를 감소시키며, 이동성 관리를 용이하게 하는 이점이 있다. 그러나 대부분의 클러스터 기반 Ad hoc 라우팅 연구에서 클러스터의 생성과 유지에만 초점을 맞추고 있고, 클러스터 구조를 이용하는 경우에는 많은 채널을 소비하고 클러스터 재구성시간이 심각하게 길어진다. 이에 본 논문은 클러스터 구조를 이용하여 클러스터 정보가 모든 네트워크에 한번만 전달되도록 해서 경로를 설정하는 방법을 제안한다. 이 방법은 또한 클러스터 정보가 전달되는 도중의 경로단절 시, 빠르게 대체경로를 획득한다.
Ad hoc 네트워크는 고정된 기반구조 없이 이동 노드들로만 구성된 네트워크를 가리킨다. 노드들의 이동으로 인해 네트워크 토폴로지는 예측할 수 없게 자주 변할 수 있다. 그 결과로 기 설정되어 있는 경로의 단절이 발생할 수 있으며, 새로운 경로가 설정될 때까지 데이터가 손실될 수 있다. 존재하는 경로의 단절로 인해 손실되는 패킷의 수를 줄이기 위해, 본 논문은 multiple-reply Ad hoc On-demand Distance Vector (mrAODV) 방식을 제안한다. 본 논문의 알고리즘은 발신지와 수신지 사이에 다중 경로를 설정한다. ns-2 시뮬레이션을 사용하여 제안된 방식에 대한 성능을 평가한다.
대부분의 Ad hoc 라우팅 프로토콜은 네트워크의 규모에 비례하여 경로 설정에 따른 오버헤드가 증가한다. 이에 반해 Geographic 라우팅 프로토콜은 노드의 지리적인 위치만을 이용하여 패킷을 forwarding하기 때문에 각각의 노드는 자신의 이웃 노드에 대한 정보만 유지하면 된다. 따라서 Geographic 라우팅 프로토콜이 큰 규모의 Ad hoc 네트워크 환경에 적합하다. 이러한 Geographic 라우팅은 목적지의 위치를 얻기 위해 Location service를 필요로 한다. 본 논문에서는 Geographic 라우팅 프로토콜을 큰 규모의 네트워크 환경에 적용할 수 있도록. 효율적인 Location service를 제공하는 TLD를 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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