KR100474254B1 - Ａｏｄｖ 라우팅 프로토콜에서 가중치에 의한 경로 설정방법 - Google Patents

Ａｏｄｖ 라우팅 프로토콜에서 가중치에 의한 경로 설정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법은, (a) 임의의 발신지 노드에서 데이터 전송을 위해, 목적지 노드로의 경로정보를 문의하기 위하여 전송되는 경로의 가중치값을 포함하는 경로 설정 요구 메시지를 이웃한 노드로 브로드캐스트 방송하여, 목적지 노드까지 전송되어지도록 하는 단계; (b) 상기 경로 설정 요구 메시지를 수신한 임의의 노드가 상기 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지인지 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 판단결과, 상기 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지인 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지에 포함된 가중치값을 이전에 수신했던 경로 설정 요구 메시지의 가중치와 비교하는 단계; 및 (c) 상기 비교결과, 이전에 수신한 경로 설정 요구 메시지에 비해 가중치가 큰 경우, 역방향 경로 정보를 해당 경로로 재설정하고, 상기 경로 설정 요구 메시지를 폐기하는 단계를 포함한다.
이 같은 본 발명에 의하면 각각의 경로의 상태에 따라 반영되는 가중치를 이용하여 경로 상태가 좋은 경로만을 설정할 수 있도록 하여 데이터 전송에 있어서 효율적인 경로를 통한 데이터 송신이 가능하게 하는 효과가 기대된다.

Description

ＡＯＤＶ 라우팅 프로토콜에서 가중치에 의한 경로 설정 방법{Method of cost-based route establishing for AODV routing protocol}
본 발명은 AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜에서 가중치에 의한 경로를 설정하는 방법에 관한 것으로, 특히 이동 Ad-hoc 네트워크에서 사용되는 AODV 라우팅 프로토콜의 경로 설정과정에서 가중치에 의해 각 노드의 경로를 설정하도록 하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법에 관한 것이다.
AODV 라우팅 프로토콜은 데이터 전송을 위해 경로 설정이 필요한 경우, 경로 설정 요구 (Route Request; 이하 RREQ라 함)메시지가 생성되어 이웃 노드로 브로드캐스트 전송된다.
그러면, 목적지 노드로의 경로 정보를 가진 중간 노드 또는 목적지 노드가 해당 경로 설정 요구 메시지를 수신한 경우, 경로 설정 응답(Route Reply; 이하 RREP라 함) 메시지를 작성하여 해당 경로 설정 요구 메시지를 전송한 노드로 유니캐스트 전송한다.
또한, 중간 노드가 목적지 정보를 가지지 않으면 해당 RREQ 메시지를 이웃한 노드로 다시 방송한다.
도 1은 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 경로설정 요구 메시지의 포맷을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 RREQ 메시지는 타입필드(Type)와, J, R, G, D, U 필드정보 및 예비필드(Reserved)와, 해당 RREQ 메시지가 전송되는 홉수를 카운트하여 저장하는 필드(Hop Count)가 있다.
그리고, RREQ 요구 메시지를 식별하기 위한 ID(RREQ ID)와, 목적지 노드의 IP 주소, 목적지 노드의 시퀀스 넘버와, 해당 경로 설정 요구 메시지를 전송한 발신지 노드의 IP 주소 및 시퀀스 넘버를 포함한다.
상기의 RREQ 메시지에 의해 경로를 설정하는 것은 다음과 같다.
도 2는 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 경로 설정 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 노드 1(101)부터 노드 5(105)까지만 도시된 Ad hoc 네트워크에서, 노드 1(101)이 노드 5(105)로 데이터를 전송하기 위해서는 상기 도 1의 포맷을 가지는 RREQ 메시지를 이웃한 노드 2(102)와, 노드 3(103)으로 전송한다.
그러면, 노드 2(102)는 중간 노드로써 자신이 노드 5(105)까지의 목적지 경로를 알지 못하면, 해당 RREQ 메시지를 이웃한 노드 3(103)과, 노드 4(104)로 전달한다.
그리고, 노드 3(103)은 노드 1(101)로부터 받은 RREQ 메시지를 이웃 노드 2(102)로 전송한다.
상기와 같이, 자신이 목적지 노드인 노드 5(105)까지의 경로를 모르면, 각각의 노드는 이웃한 노드들로 RREQ 메시지를 전달한다.
또한, 노드 2(102) 또는 노드 3(103)과 같이 동일한 RREQ 메시지를 수신하면, 최초로 수신된 것만을 사용한다.
그리고, 노드 5(105)에서 상기 노드 1(101)로부터의 RREQ 메시지를 수신하면, 자신이 목적지 노드이므로 해당 RREQ 메시지가 전달된 경로의 역방향으로 RREP 메시지를 유니캐스트 전송한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 노드 5(105)는 노드 1(101)에서 노드 2(102)로, 그리고 노드 2(102)에서 노드 4(104)로, 그리고 노드 4(104)에서 자신에게 전송되어온 RREQ 메시지의 역방향으로 RREP 메시지를 전송하는 것이다(노드 5-노드 4-노드 2-노드 1).
상기한 경로 설정의 과정을 동작 순서에 따라 설명하면 다음과 같다.
도 3은 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 경로 설정 방법의 동작 순서도이다.
도 3을 참조하면, 각각의 노드들은 RREQ 메시지가 수신되면(S301), 해당 RREQ 메시지가 중복 수신된 것인가를 판단하여(S302), 중복 수신된 것이라면 해당 RREQ 메시지를 폐기하고, 중복 수신된 것이 아니라면 해당 RREQ 메시지의 목적지 노드까지의 경로 정보를 알고 있거나, 자신이 해당 목적지 노드인가를 판단한다(S304).
그리고, 상기 단계 S304에서의 판단결과 목적지 노드까지의 경로정보를 모르면 역방향 경로정보를 설정하여 기억하고(S307), 이웃한 노드로 브로드캐스트 방송한다(S308). 이때, 해당 RREQ 메시지에 역방향 경로 정보를 설정하는 것은 해당 RREQ 메시지에 대한 응답인 RREP 메시지를 수신했을 때, 이를 어떤 노드로 전달해야 하는지를 알기 위함이다.
그리고, 상기 단계 S304에서의 판단결과, 목적지 노드까지의 경로정보를 안다면, 해당 RREQ 메시지를 보낸 노드로, 즉 역방향으로 RREP 메시지를 유니캐스트로 전송하고(S305), 대기상태에 들어간다(S306).
그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 경로 설정 과정에서 단지 최초 RREQ 메시지가 전달된 경로에 의해 경로가 설정됨으로써, 가중치로 표현될 수 있는 경로의 상태반영이 불가능하고, 이로 인하여 무선 자원이 비효율적으로 사용되고, 비효율성으로 인한 경로 설정의 문제가 발생될 수 있다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 Ad hoc 네트워크에서 각각의 노드간에 데이터 전송을 위한 경로 설정 방법에 있어서 네트워크 상태에 따른 각각의 노드의 가중치를 반영하여 RREQ 메시지를 전달 또는 재전달하는 과정을 개선하여 가중치에 따른 효율적인 경로 설정이 가능하게 하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법은,
다수의 무선통신 노드로 구성된 Ad-hoc 네트워크의 노드간에 AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜을 이용한 노드간 경로 설정 방법에 있어서, (a) 임의의 발신지 노드에서 데이터 전송을 위해, 목적지 노드로의 경로 정보를 문의하기 위하여 경로 설정 요구 메시지를 작성하여 이웃한 노드로 브로드캐스트 방송하고, 해당 경로 설정 요구 메시지가 목적지 노드까지 전송되어지도록 하는 단계; (b) 상기 경로 설정 요구 메시지를 수신한 임의의 노드가 상기 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지인지 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 판단결과, 상기 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지인 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지에 포함된 가중치값을 이전에 수신했던 경로 설정 요구 메시지의 가중치와 비교하는 단계; 및 (c) 상기 비교결과, 이전에 수신한 경로 설정 요구 메시지에 비해 가중치가 큰 경우, 역방향 경로 정보를 해당 경로로 재설정하고, 상기 경로 설정 요구 메시지를 폐기하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 경로 설정 요구 메시지는 해당 경로 설정에 있어서 각각의 노드간 경로의 가중치에 따른 경로 설정을 요구하는 'C' 플래그와, 상기 'C'플래그에 따른 각각의 노드간 경로의 가중치값을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (a) 단계에서 발신지 노드는 이웃한 노드로 경로 설정 요구 메시지를 전송하면, 상기 발신지 노드에 이웃한 노드가 수신된 경로 설정 요구 메시지의 목적지 노드가 자신이 아닌 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지를 자신과 이웃한 노드로 브로드캐스트 전송하여 목적지 노드로 전송되어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (b) 단계의 판단결과, 해당 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지가 아닌 경우, 상기 경로 설정 요구 메시지를 수신한 임의의 노드 자신이 상기 경로 설정 요구 메시지의 목적지 노드이거나, 목적지 노드까지의 경로정보를 알고 있는 경우, 경로 설정 응답 메시지를 상기 발신지 노드까지 역방향 경로정보에 의해 유니캐스트 하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 (b)단계의 판단결과, 해당 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지가 아닌 경우, 해당 노드가 목적지 노드가 아니고, 목적지 노드까지의 경로정보를 알지 못하는 경우, 역방향 경로 정보를 설정하고 해당 경로 설정 요구메시지의 가중치값을 재설정하여 이웃한 노드로 방송하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 가중치값을 재설정하는 것은, 해당 임의의 노드에서 상기 경로 설정 요구 메시지가 수신되어온 경로의 가중치값을 저장하고, 상기 경로 설정 요구 메시지를 전송할 경로의 가중치값을 재설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (c) 단계의 비교결과, 상기 임의의 노드에서 상기 경로 설정 요구 메시지의 중복 수신 여부를 판단한 결과, 해당 경로 설정 요구 메시지가 중복되는 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지의 가중치값이 이전에 수신했던 경로 설정 요구 메시지의 가중치보다 크지 않은 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지를 폐기하는 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정을 위한 메시지 포맷을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가중치에 의한 경로 설정을 위해서는 각각의 노드에 가중치를 반영하는 메시지 포맷이 필요하다.
따라서, 종래의 메시지 포맷에서 사용되지 않던 예비 필드(Reserved)에서 가중치에 의한 경로 설정을 적용한다는 표시를 위한 'C' 플래그와, 각각의 노드들의 가중치값을 전송하기 위한 가중치 필드(Cost)를 예비필드를 이용하여 추가함으로써 RREQ 메시지를 구성한다.
상기와 같이 가중치값을 메시지에 추가하고, 가중치에 따른 경로 설정 방법을 이용한다는 'C' 플래그를 포함한 RREQ 메시지에 의한 경로 설정은 다음과 같이 실시 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 상술한 도 2에서와 같은 구성을 가지는 노드 1(101)에서 노드 5(105)까지의 노드간에 노드 1(101)이 노드 5(105)까지의 경로 설정을 요구하는 RREQ 메시지를 브로드캐스트 방송하면, RREQ 메시지는 노드 2(102)와 노드 3(103)으로 전송되어진다.
이때, 상기 노드 2(102)에서 노드 1(101)로부터의 경로 가중치보다 노드 3(103)으로부터의 경로 가중치가 높다고 할 때, 노드 2(101)는 노드 1(101)로부터 수신된 RREQ 메시지를 이미 노드 4(103)로 전송하였더라도, 나중에 노드 3(103)으로부터 수신된 중복된 RREQ 메시지의 가중치 값이 더 좋은 경우, 먼저 도착한 노드 1(101)로 설정되어 기억된 역방향 정보를 노드 3(103)으로 변경하여 RREQ 메시지에 대한 RREP 메시지를 노드 2(102)가 수신시 노드 1(101)이 아닌 노드 3(103)으로 전송한다.
이것은 RREQ 메시지의 수신된 차례에 의한 것이 아니라 경로 가중치에 의해 경로 설정을 하는 방식에 의한 것이다.
따라서, 노드 5(105)에서 RREQ 메시지를 수신하였을 때는 역방향 경로가 '노드 5-노드 4-노드 2-노드 3-노드 1'의 차례로 되어, 종래의 경로와 다른 경로를 설정하게 된다.
상기한 경로의 가중치는 각 노드가 경로의 상태에 따라 변경되는 것이므로, 도 5의 경우 노드 2(102)에서 노드 1(101)로 바로 데이터를 전송하는 것보다 노드 2(102)에서 노드 3(103)을 거쳐 노드 1(101)로 데이터 전송이 빠른 네트워크 상태를 가지고 있는 경우, 효율적인 경로 설정이 가능하게 하는 것이다.
상기한 가중치에 의한 경로 설정에 대해 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법의 동작 순서도이다.
도 6을 참조하면, 중간노드에서는 RREQ 메시지를 수신하면(S401), 먼저 해당 RREQ 메시지가 중복 수신된 메시지인지를 판단하게 된다(S402). 이때, 중복 수신된 RREQ 메시지인지를 판단하는 것은 도 4의 포맷에서 발신지 노드 IP 주소와 RREQ ID 값에 의하여 판단할 수 있다.
이때, 해당 RREQ 메시지가 중복 수신된 것이라면 가중치 필드(Cost)의 값을 이전에 수신되었던 RREQ 메시지의 가중치값과 비교하여(S403), 비교결과 현재 수신된 RREQ 메시지의 가중치가 이전에 수신되었던 RREQ 메시지의 가중치값보다 작다면 해당 RREQ 메시지는 폐기한다(S404).
그러나, 이전에 수신되었던 RREQ 메시지보다 현재 수신된 RREQ 메시지의 가중치가 크다면 해당 노드는 역방향 경로 정보를 변경하고, RREQ 메시지를 폐기하게 된다.
즉, 도 5에서 노드 2(102)는 먼저 노드 1(101)로부터 수신한 RREQ 메시지에 의하여 역방향 경로 정보를 노드 1(101)로 설정하고 있는 상태였다가, 가중치가 더 큰 노드 3(103)으로부터 같은 RREQ 메시지를 수신하면, 설정하고 있던 노드 1(101)로의 역방향 경로 정보를 노드 3(103)으로 변경하는 것이다.
그리고, 상기 단계 S402에서 수신된 RREQ 메시지가 중복된 메시지가 아니라면 자신이 목적지 노드까지의 경로를 아는지 판단하여(S406), 목적지 노드까지의 경로를 안다면 RREQ 메시지를 역방향 경로에 의해 유니캐스트 한다(S407).
그러나, 자신이 목적지 노드까지의 경로 정보를 모른다면 역방향 경로 정보를 설정한 후(S409), 이전 가중치값을 기록하고, 해당 RREQ 메시지에 새로운 가중치값을 설정하여(S410), 이웃한 노드로 RREQ 메시지를 브로드캐스트 방송한다(S411).
상기한 단계 S410을 좀더 자세히 설명하면, 도 5에 의해 노드 2(102)는 이전의 가중치 값, 즉 노드 3(103)에서 자신까지의 경로 가중치를 기록하고, 다음 가중치 값, 즉 노드 4(104)까지의 경로 가중치를 RREQ 메시지의 가중치 필드에 재설정한 후 노드 4(104)로 해당 RREQ 메시지를 전송하는 것이다.
그리고, 동작을 모두 수행한 노드들은 대기상태에 있게 된다(S408).
이때, 상기 모든 RREQ 메시지 및 RREP 메시지는 RREQ ID에 의하여 같은 구분되어 설정되어진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정방법은 종래의 먼저 RREQ 메시지를 수신한 순서로 경로가 설정되던 방식에 비하여 각각의 경로의 상태에 따라 반영되는 가중치를 이용하여 경로 상태가 좋은 경로만을 설정할 수 있도록 하여 데이터 전송에 있어서 효율적인 경로를 통한 데이터 송신이 가능하게 하며, 이로 인한 각 노드의 전원 사용량 등의 가중치 등 다양한 각 노드 및 경로의 가중치를 반영하여 효율적인 경로 설정이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 경로설정 요구 메시지의 포맷을 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 경로 설정 흐름도이다.
도 3은 종래의 AODV 라우팅 프로토콜의 경로 설정 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정을 위한 메시지 포맷을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법의 동작 순서도이다.
<도면의 주요부분의 간단한 설명>
101~105 : 노드

Claims (8)

  1. 다수의 무선통신 노드로 구성된 Ad-hoc 네트워크의 노드간에 AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜을 이용한 노드간 경로 설정 방법에 있어서,
    (a) 임의의 발신지 노드에서 데이터 전송을 위해, 목적지 노드로의 경로 정보를 문의하기 위하여 경로 설정 요구 메시지를 작성하여 이웃한 노드로 브로드캐스트 방송하고, 해당 경로 설정 요구 메시지가 목적지 노드까지 전송되어지도록 하는 단계;
    (b) 상기 경로 설정 요구 메시지를 수신한 임의의 노드가 상기 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지인지 여부를 판단하는 단계;
    (c) 상기 판단결과, 상기 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지인 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지에 포함된 경로 상태를 반영한 가중치값을 이전에 수신했던 경로 설정 요구 메시지의 가중치와 비교하는 단계; 및
    (d) 상기 비교결과, 이전에 수신한 경로 설정 요구 메시지에 비해 현재 수신된 경로 설정 요구 메시지의 가중치가 큰 경우, 역방향 경로 정보를 해당 경로로 재설정하는 단계
    를 포함하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경로 설정 요구 메시지는 해당 경로 설정에 있어서 각각의 노드간 경로의 가중치에 따른 경로 설정을 요구하는 'C' 플래그와, 상기 'C'플래그에 따른 각각의 노드간 경로의 가중치값을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 발신지 노드는 이웃한 노드로 경로 설정 요구 메시지를 전송하면, 상기 발신지 노드에 이웃한 노드가 수신된 경로 설정 요구 메시지의 목적지 노드가 자신이 아닌 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지를 자신과 이웃한 노드로 브로드캐스트 전송하여 목적지 노드로 전송되어지도록 하는 것을 특징으로 하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 판단결과, 해당 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지가 아닌 경우, 상기 경로 설정 요구 메시지를 수신한 임의의 노드 자신이 상기 경로 설정 요구 메시지의 목적지 노드이거나, 목적지 노드까지의 경로정보를 알고 있는 경우, 경로 설정 응답 메시지를 상기 발신지 노드까지 역방향 경로정보에 의해 유니캐스트 하는 단계를 포함하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 판단결과, 해당 경로 설정 요구 메시지가 중복 수신된 메시지가 아닌 경우, 해당 노드가 목적지 노드가 아니고, 목적지 노드까지의 경로정보를 알지 못하는 경우, 역방향 경로 정보를 설정하고 해당 경로 설정 요구메시지의 가중치값을 재설정하여 이웃한 노드로 방송하는 단계를 포함하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가중치값을 재설정하는 것은, 해당 임의의 노드에서 상기 경로 설정 요구 메시지가 수신되어온 경로의 가중치값을 저장하고, 상기 경로 설정 요구 메시지를 전송할 경로의 가중치값을 재설정하는 것을 특징으로 하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 비교결과,
    상기 임의의 노드에서 상기 경로 설정 요구 메시지의 중복 수신 여부를 판단한 결과, 해당 경로 설정 요구 메시지가 중복되는 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지의 가중치값이 이전에 수신했던 경로 설정 요구 메시지의 가중치보다 크지 않은 경우, 해당 경로 설정 요구 메시지를 폐기하는 단계를 포함하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 가중치값은, 각 노드의 전원 사용량에 따라 결정 및 변경되는 것을 특징으로 하는 AODV 라우팅 프로토콜의 가중치에 의한 경로 설정 방법.
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