KR100553722B1 - 트리 구조의 무선 네트워크에서 라우팅 경로 복구 방법 - Google Patents

트리 구조의 무선 네트워크에서 라우팅 경로 복구 방법 Download PDF

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Abstract

트리 계층 구조의 무선 네트워크를 구성하는 복수의 노드 중 상위의 제1노드와의 연결을 상실한 하위의 제2노드가 네트워크 내에서 라우팅 경로를 복구하는 라우팅 경로 복구방법이 개시된다. 라우팅 경로 복구방법은 제2노드가 라우팅 경로의 복구를 요청하는 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계, 경로복구요청 패킷을 수신한 적어도 하나의 노드가 경로의 복구를 위한 중계노드의 역할을 수행하기 위해 경로복구응답 패킷을 제2노드로 전송하는 단계, 제2노드가 경로복구응답 패킷을 전송한 적어도 하나의 노드 중 어느 일 노드를 중계노드로 선택하고, 이를 알리는 경로복구확인 패킷을 중계노드로 전송하는 단계 및 중계노드가 제1노드로 경로복구알림 패킷을 전송하여, 제2노드와 제1노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 기존 트리 라우팅 구조를 가능한 유지하며 경로를 복구하여 네트워크 자원을 절약하고 효율적인 라우팅이 가능하게 된다.
트리 라우팅 구조, 라우팅 경로, 홉 수, 라우팅 테이블, LREQ, LREP

Description

트리 구조의 무선 네트워크에서 라우팅 경로 복구 방법{METHOD FOR RECOVERYING ROUTING PATH IN WIRELESS NETWORK OF TREE TOPOLOGY}
도 1은 트리 구조의 무선 네트워크의 일예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리 라우팅 경로 복구 방법의 설명에 제공되는 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 트리 라우팅 경로 복구 방법의 설명에 제공되는 도면, 그리고
도 5 및 도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 복구된 경로에 따른 통신 수행과정의 설명에 제공되는 도면이다.
본 발명은 트리 라우팅 경로를 갖는 무선 네트워크에 관한 것으로서, 특히 트리 라우팅 무선 네트워크를 구성하고 있는 노드 자체 또는 그 연결 상실시 기존의 트리 라우팅 경로를 가능한 유지하며 손실된 경로를 최적으로 복구하는 방법에 관한 것이다
인터넷과 이동통신 기술의 발전으로 현재의 사회는 시간과 공간에 관계없이 다양한 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있어 사용자들의 삶의 환경에 큰 변화가 일고 있다. 특히, 최근에는 노트북 PC, PDA 등의 소형 휴대형 전자기기가 점차 보급됨에 따라, 인터넷을 기반으로 하는 데이터 통신을 유선 네트워크 뿐만 아니라 무선 네트워크를 통해 구현하고자 하는 노력이 증대되고 있는 실정이다.
이러한, 무선 네트워크의 대표적인 예로써 에드호크(Ad-hoc)망을 들 수 있다. 애드호크 망은 중앙 집약된 관리장치가 없고, 기존 통신 기반 구조를 이용하지 않으며 이동노드 간 연결 제공을 위한 고정된 제어장치(라우터, 호스트, 무선 기지국 등)를 가지지 않는다는 특징이 있다. 즉, 에드호크 망에 따르면, 이동 노드 스스로가 라우터로 동작하게 된다. 따라서, 소정의 이동노드가 상대노드로 통신을 수행하고자 하는 경우, 그 이동노드는 상대노드와의 사이에 위치하는 여러 노드를 통해 통신경로를 개설하여야 한다.
이러한 에드호크망의 일예로써, 트리 라우팅 구조를 갖는 무선 네트워크를 들 수 있다. 트리 라우팅 구조는 네트워크의 기능 중 주소 할당이나 라우팅에 강점을 갖고 있어 널리 사용되고 있다. 즉, 트리 라우팅 구조의 네트워크에서는 트리 계층에 따라 주소를 순차적으로 할당하고 패킷은 트리 경로를 따라 전송된다.
그러나, 이러한 트리 라우팅 구조에서 네트워크를 구성하는 노드의 배터리 방전 또는 고장, 이동 등으로 인해 노드에 문제가 생기거나 연결이 끊어지면, 해당하는 노드 또는 링크의 하위 구조에 속하는 노드들은 트리 구조에서의 경로가 손실되어 통신을 위해서는 경로를 재설정하여 복구하여야 한다.
이를 위해 종래에 사용되는 알고리즘으로 고장난 노드 또는 링크의 하위에 속하는 모든 노드들이 각각 네트워크에 재접속을 시도하여 경로를 재설정하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우 제어 오버로드의 문제점과 기존의 트리 구조에서 할당된 주소 체계가 모두 변하게 되며, 기존 트리 구조의 위상이 바뀌게 되는 문제점이 있다.
또한, 끊어진 링크의 하위 구조에 속하는 노드는 로컬 주소, 트리 라우팅 구조에서의 위치(depth), 이웃 노드 리스트 등의 정보를 저장하는 정보 테이블을 업데이트하여야 하는 문제점이 있다. 특히 끊어진 링크가 트리 구조에서 상위에 속하는 노드에 해당하는 경우 그 하위인 전체 트리 구조에 영향을 미쳐, 링크가 새로이 구성되어야 하는 문제점이 있다.
상기 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 트리 라우팅 무선 네트워크를 구성하고 있는 노드 또는 링크 손실시 기존의 트리 라우팅 구조를 가능한 유지하며 경로를 최적으로 복구하는 방법을 제안함에 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 이루기 위한 트리 계층 구조의 무선 네트워크를 구성하는 복수의 노드 중 상위의 제1노드와의 연결을 상실한 하위의 제2노드가 상기 네트워크 내에서 라우팅 경로를 복구하는 라우팅 경로 복구방법은, 상기 제2노드가 라우팅 경로의 복구를 요청하는 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계, 상기 경로복구요청 패킷을 수신한 적어도 하나의 노드가 경로의 복구를 위한 중계노드의 역할을 수행하기 위해 경로복구응답 패킷을 상기 제2노드로 전송하는 단계, 상기 제2노드가 상기 경로복구응답 패킷을 전송한 상기 적어도 하나의 노드 중 어느 일 노드를 상기 중계노드로 선택하고, 이를 알리는 경로복구확인 패킷을 상기 중계노드로 전송하는 단계 및 상기 중계노드가 상기 제1노드로 경로복구알림 패킷을 전송하여, 상기 제2노드와 상기 제1노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 라우팅 경로 설정 단계는, 상기 제1노드가 상기 네트워크에 접속되어 있지 않은 경우 상기 제1노드의 상위노드로 상기 경로복구알림 패킷을 전송하여 상기 상위노드와 상기 제2노드 사이의 라우팅 경로를 설정한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제2노드가 상기 경로복구응답 패킷을 소정의 시간동안 수신하지 않으면 상기 제2노드의 하위노드가 상기 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 하위노드가 상기 경로복구응답 패킷을 수신하면, 상기 경로복구응답 패킷에 상기 하위노드의 주소를 포함시켜 상기 제2노드로 전송하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 중계노드는, 상기 하위 노드를 경유하여, 상기 제1노드 및 상기 상위 노드 중 어느 하나와 상기 제2노드 사이의 라우팅 경로를 설정한다.
또한, 상기 경로복구요청 패킷은 상기 제2노드의 주소 및 상기 패킷의 브로드캐스트 ID 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 경로복구응답 패킷은 상기 제2노드의 주소, 상기 중계노드의 주소 및 상기 중계노드로부터 상기 제2노드까지의 홉수 중 적어도 하나를 포 함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제2노드는 상기 경로복구요청 패킷에 상기 제2노드로부터 상기 중계노드까지의 홉수의 한계값을 설정하여 브로드캐스팅한다.
또한, 상기 제2노드는 소정의 시간동안 상기 경로복구응답 패킷이 수신되지 않으면 상기 홉수의 한계값을 증가시켜 상기 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제2노드는 상기 경로복구응답 패킷을 전송한 상기 적어도 하나의 노드 중 상기 제2노드까지의 홉수에 기초하여 상기 중계노드를 선택한다.
또한, 상기 제2노드는 상기 경로복구응답 패킷을 전송한 상기 적어도 하나의 노드 중 상기 트리 계층 구조에서의 순위에 기초하여 상기 중계노드를 선택하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 경로복구알림 패킷은 상기 경로복구알림 패킷을 전송하는 상기 노드의 주소 및 상기 제2노드의 주소를 포함한다.
또한, 상기 중계노드는 상기 제4노드와 상기 제2노드 사이의 상기 라우팅 경로를 기록한 라우팅 테이블을 저장하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제4노드와 상기 제2노드 사이의 상기 라우팅 경로를 구성하는 각 노드는 상기 라우팅 경로를 기록한 라우팅 테이블을 저장한다.
또한, 상기 제4노드는, 상기 제2노드와의 상기 라우팅 경로를 구성하는 각 노드의 주소를 포함하는 경로복구확인 패킷을 상기 제2노드에 전송하는 것이 바람 직하다.
이하 도면들을 이용하여 본 발명의 기술적 사상에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 트리 구조의 무선 네트워크의 일예를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 무선 네트워크는 적어도 2개의 노드로 구성되며, 트리 구조의 최상위인 노드 A 로부터 하위인 노드 L 까지 도시되어 있다. 여기서, 노드 C가 배터리 방전 또는 소프트웨어, 하드웨어의 고장 또는 네트워크 외부로 이동 등의 이유로 링크로부터 접속이 끊어진 것으로 가정한다. 이경우, 노드 C의 하위 노드인 노드 G 와 노드 K, 및 노드 H 와 노드 L은 노드 C를 통한 트리 라우팅 경로를 상실하여 네트워크에 대한 연결이 끊어지게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리 라우팅 경로 유지를 위한 방법의 설명에 제공되는 도면이다. 도면을 참조하면, 노드 C의 하위 노드인 노드 G(120), 노드 K(130), 노드 F(140) 및 노드 C의 상위 노드인 노드 A(110) 사이의 신호 흐름을 나타낸다. 여기서, 노드 C는 POS(Parent of orphaned sub-tree), 노드 G(120)는 TOS(Top node of the orphaned sub-tree)에 해당한다. 노드 K(130)는 GFO(Gateway node from the orphaned sub-tree)가 될 수 있고, 노드 F(140)는 GTO(Gateway node to the orphaned sub-tree)가 될 수 있다. 그리고 노드 A(110)는 POF(grandParent node of the TOS)에 해당한다.
노드 C와의 링크가 끊어지면, 그 하위 노드 중 최상위 노드인 노드 G(120)는 네트워크 접속이 끊어진 것을 확인하고 경로 복구를 요청하는 경로복구요청(Local repair request:LREQ) 패킷을 브로드캐스팅한다(S210). 경로복구요청 패킷은 TTL(Time-to-live) 항목을 포함한다. TTL은 노드 G(120)으로부터 새로 설정될 경로의 홉 한계를 설정한 것으로서 기설정된 값이 예를 들면 "2" 인 경우 노드 G(120)에서 "2" 로 설정하여 경로복구요청 패킷이 브로드캐스팅되며, 한 홉을 경유할 때마다 하나씩 감소하여, 노드 K(130)는 여기서 "1"을 뺀 값이 "1"로 설정하여 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅하게 되며, TTL이 "0"이 되면 경로복구요청 패킷은 무시된다. 이는 가능한 최소한의 홉 수로 경로를 복구하기 위함이다.
경로복구요청 패킷은 TTL 영역외에도 TOS의 주소 영역, 및 브로드캐스트 ID 영역을 포함한다. 브로드캐스트 ID는 TOS의 하위 노드들이 동일한 경로복구요청 패킷을 반복적으로 브로드캐스팅하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이에 따라, 브로드캐스팅된 경로복구요청 패킷을 수신한 노드 K(130)는 경로복구요청 패킷에 자신의 주소를 포함시켜 브로드캐스팅한다(S220). 이경우 노드 G(120)과 일 홉 거리에 있는 노드 K(130) 및 노드 L 만이 패킷을 브로드캐스팅하게 된다. 즉, 경로복구요청 패킷은 노드 G(120)와 일 홉 거리에 있는 하위 노드에 의해서만 다시 브로드캐스팅되는 것이 바람직하다.
경로복구요청 패킷을 수신한 노드 중 경로를 복구하는 중계노드로서의 역할을 수행하고자 하는 노드는 경로복구응답(Local repair reply: LREP) 패킷을 노드 K(130)를 경유하여 노드 G(120)에 전송한다(S230). 여기서는 편의상 노드 F(140)를 예로 들었으나 복수의 노드가 경로복구응답 패킷을 전송할 수 있다. 경로복구응답 패킷은 GTO의 주소, GTO의 계층 순위, TOS의 주소 및 브로드캐스트 ID를 포함한다. GFO는 경로복구응답 패킷에 자신의 주소를 포함시켜 TOS로 전송한다.
한편, 노드 F(140)로부터 경로복구응답 패킷을 수신한 노드 G(120)는 노드 F(140) 및 그 외에 경로복구응답 패킷을 전송한 노드들 중에서 트리 계층 순위에서 가장 상위에 위치하면서 노드 K(130)로부터의 홉수가 가장 작은 노드를 중계노드로 선택한다. 그리고, 노드 G(120)는 노드 K(130)를 통해 선택된 중계노드(여기서는 노드 F(140)이 선택된 것으로 가정한다)로 경로복구확인(Local repair confirm: LCON) 패킷을 전송한다(S240). 경로복구확인 패킷은 TOS 주소, POS 주소, GFO 주소 및 GTO 주소를 포함한다.
경로복구확인 패킷을 수신한 노드 F(140)는 경로복구알림(Local repair inform: LINF) 패킷을 POS인 노드 C로 전송하게 되는데 그 이유는 노드 F가 노드 C가 고장인지 혹은 노드 C와 노드 G사이의 연결이 끊어졌는지 모르기 때문이다. 이때 POF인 노드 A(110)가 LINF를 먼저 받게 되고 노드 C가 고장인지 아닌지를 알게 되어 노드 A(110)로부터 노드 G(120)로의 경로를 설정함을 알린다(S250). 이상의 예는 노드 C에 문제가 발생하여 네트워크 연결이 끊어진 경우를 가정한 것으로서, 노드 C에 문제가 발생하지 않고 단지 노드 C와 노드 G(120)의 연결만이 끊어진 경우에는 노드 F(140)는 경로복구알림 패킷을 POS인 노드 C에 전송하고 노드 C와 노드 G 간의 경로를 다시 설정하여 경로를 복구하게 된다. 한편, 노드 A(110)는 자신의 주소, 노드 G(120)의 주소 및 설정된 경로를 구성하는 노드들의 주소를 포함하는 경로복구확인 패킷을 노드 G(120)로 전송하여 경로를 구성하는 각 노드가 라우팅 테이블을 각각 저장하지 않고도 설정된 경로를 따라 패킷을 송수신 할 수도 있다. 상기와 같은 방법으로 노드 H는 노드 L과 노드 I를 통해 노드 A로 경로를 설정 하게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 트리 라우팅 경로 복구를 위한 방법의 설명에 제공되는 도면이다. 여기서 도 3은 노드 C와 노드 A의 연결이 끊어진 경우이고, 도 4는 노드 C의 고장 또는 이동 등의 상황으로 네트워크 연결이 끊어진 경우이다.
여기서는, 대체경로(Agent link)와 SN(Substitute node), TB(Top boundary of the agent link) 및 BB(Bottom boundary of the agent link)의 개념을 도입하여 설명한다. 대체경로는 링크 또는 노드의 문제 발생으로 연결이 끊어진 경우 끊어진 경로를 대체하여 TB와 BB를 연결하는 경로를 의미한다.
또한, TB는 도면에서 노드 A를 의미하고, BB는 도 3에서는 노드 C, 도 4에서는 노드 F, 노드 G 및 노드 J에 해당한다. TB에서 BB로의 연결이 끊어지면, BB는 대체경로를 통해 TB와의 연결을 복구한다.
노드가 그 상위 노드와의 연결이 끊어진 것을 확인하면, 경로를 복구하기 위해 자신을 BB 및 SN으로 정의하고, 그 상위 노드를 TB로 정의하고, TTL을 설정하여 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅한다. 여기서는 TTL을 예를 들면 "2"로 설정한다. 여기서 TTL은 BB에서 TB까지의 대체경로의 최대 홉수를 의미한다.
도 3에서는 노드 C가 자신을 BB 및 SN으로 정의하고 그 상위노드인 노드 A를 TB로 정의하여 노드 A로의 대체경로를 찾기위해 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅한다. 경로복구요청 패킷을 수신하면 노드 A는 노드 C로 경로복구응답 패킷을 전송한다.
한편, BB는 소정의 시간(discovery time) 동안 경로복구응답 패킷을 전송받지 못하면, TTL을 "1" 만큼 증가시키고 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅한다. 이러한 과정은 TTL의 허용 최대치(예를 들면 "4")까지 반복되며, 이 때까지 경로복구응답 패킷을 전송받지 못하면 그 상위 노드의 고장 등으로 상위노드가 네트워크에 접속되어 있지 않아 연결이 끊어진 것으로 판단한다. 따라서, 노드는 SN을 자신이 아닌 상위 노드로 변경하고, TB를 SN의 상위 노드로 변경하여 TB로의 대체경로를 찾기위해 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅한다.
도 4에서, 노드 F, 노드 G 및 노드 J는 노드 C로부터 경로복구응답 패킷을 전송받지 못하므로, 노드 C에 발생한 문제로 노드 C가 네트워크에 접속이 끊어진 것으로 판단하여, SN을 노드 C로 변경하고 TB를 그 상위 노드인 노드 A로 변경하여 노드 A로의 경로를 찾기 위해 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅한다.
한편, BB에서 TB로 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 방법은 두가지가 있다. 하나는 BB에서 TB로 노드를 경유할 때마다 항상 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 것이다. 이 경우 보다 많은 수의 노드가 대체경로를 찾기위해 패킷을 브로드캐스팅하게 되어 TB와 BB의 가장 짧은 대체경로를 찾을 수 있게 된다.
다른 하나는 BB가 브로드캐스팅한 경로복구요청 패킷을 수신한 노드가 SN이 자신의 상위 노드가 아닌 것으로 판단시, 패킷을 수신한 노드는 자신의 네트워크의 트리 라우팅 경로를 따라 TB로 경로복구요청 패킷을 전송하는 것이다. 즉, 패킷을 수신한 노드는 SN의 하위 노드가 아니므로 연결이 끊어지지 않아 트리 라우팅 경로에 따른 패킷 전송이 가능하다. 이경우 트래픽은 감소하는 반면 대체경로의 길이는 다소 길어질 수 있다.
TB가 복수의 경로복구요청 패킷을 수신하면, SN으로부터의 홉수가 가장 적은 경로를 거슬러서 경로복구응답 패킷을 BB로 전송한다. 또한, TB는 대체경로를 위한 목록인 SN목록으로 대체노드명(Agent Name), 대체ID(Agent ID), 하위노드ID(Child ID of the failed node)를 설정하여 자신이 저장하고, 또한 이를 경로복구응답 패킷에 포함시켜 선택된 대체경로를 따라 전송한다.
여기서 대체노드명은 12bit, 대체ID는 4bit, 하위노드ID(고장난 노드의 하위노드)는 8bit로 정의할 수 있으며, 대체노드명은 TB가 해당 대체노드명을 갖는 노드를 위해 대체경로를 설정함을 의미하며 SN의 주소를 사용할 수 있다. 대체ID는 TB의 경우 SN까지의 홉수로 표시하며 노드 자신이 TB로서 SN의 바로 상위 노드임을 의미한다. 또한, BB와 SN이 동일하면 하위노드ID는 8bit의 "00000000"으로 설정하고 이는 SN이 네트워크에 접속중임을 의미한다. 한편, BB와 SN이 상이하면, SN에 발생한 문제로 인해 네트워크 접속이 끊어졌음을 의미하며, 경로복구요청 패킷이 SN의 하위노드 중 하나인 BB로부터 전송되었음을 알 수 있고 BB의 n 번째 하위노드에 대해 하위노드ID의 n 번째 비트를 "1"로 설정하여 각 하위노드를 표시한다. 도 4를 참조하면, 노드 F에 대해 하위노드ID를 "10000000"로 설정하고, 노드 G에 대해서는 "01000000", 노드 J에 대해서는 "00100000"으로 설정한다.
노드 A(TB)로부터 경로복구응답 패킷을 수신한 대체경로 상의 각 노드는 자신을 대체경로 상의 노드로 인식하며, SN목록을 생성하거나 업데이트한다. SN목록 생성 또는 업데이트에 있어서, 경로복구응답 패킷에 포함된 SN목록 중 대체노드명 을 추출하여 이를 대체노드명으로 표시하고, 대체ID는 대체경로를 구성하는 노드 자신으로부터 SN까지의 홉수로 표시한다. SN목록을 업데이트하는 경우 홉수가 현재의 대체ID보다 큰 경우에는 대체ID를 업데이트한다. 하위노드ID는 BB가 SN의 n 번째 하위노드인 경우 n 번째 비트를 "1"로 설정한다. 따라서, SN과 BB가 동일한 노드인 경우 하위노드ID는 "00000000"이 된다.
TB가 BB로 경로복구응답 패킷을 전송하기 위한 대체경로에 대한 정보는 각 노드에 의해 두가지 방식으로 획득될 수 있다.
하나는 BB로부터 경로복구요청 패킷이 TB로 전송될 때 전송 경로를 형성하는 각 노드가 자신의 주소를 경로복구요청 패킷에 포함시키는 것이다. 이경우 각 노드는 자신이 직접 대체경로에 대한 정보를 저장하지 않아도 대체경로에 대한 정보가 경로복구요청 패킷 및 경로복구응답 패킷에 포함되어 있어, 이에 따라 TB로부터 BB로의 경로복구요청 패킷을 전송하게 된다.
다른 하나는 대체경로를 구성하는 각 노드가 BB와 TB 사이의 대체경로에 대한 정보를 저장하는 것이다. 이경우 각 노드는 TB의 주소, BB의 주소, 경로복구요청 패킷의 ID 및 BB로부터 전송된 경로복구요청 패킷을 자신에게 전송한 노드의 주소(즉, 자신이 경로복구응답 패킷을 전송할 노드의 주소)를 저장하여야 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 설정된 경로에 따른 데이터 통신 수행과정의 설명에 제공되는 도면이다.
도 5에서, 노드 A가 노드 L로 데이터를 전송하고자 하는 경우, 일 홉 거리의 다음번 노드 C로 데이터를 전송할 수 없으므로, 데이터 패킷의 대체주소를 <X, 15, 10000000>으로 설정하고 RELAY=1로 설정하여 데이터를 브로드캐스팅한다. 여기서, 대체주소는 상기한 SN목록에서 순서대로 <대체노드명, 대체ID, 하위노드ID>로 설정하며, 대체노드명 "X"는 노드 C의 주소, 대체ID는 노드 A에서 노드 C까지의 대체경로의 홉수이고, 하위노드ID는 노드 L이 노드 C의 첫번째 하위노드에 종속된 노드임을 표시한다.
도 5에서 노드 A가 브로드캐스팅한 데이터를 노드 B 및 노드 H가 수신하나, 데이터 패킷의 하위노드ID의 첫번째 비트만이 "1"이고, 노드 H의 하위노드ID의 첫번째 비트는 "1"이 아니므로, 노드 B만이 데이터 패킷을 다시 브로트캐드팅하게 된다. 마찬가지로, 노드 B가 브로드캐스팅한 데이터 패킷은 노드 E가 다시 브로드캐스팅하고, 이를 노드 F가 다시 브로드캐스팅하여 목적지인 노드 L이 데이터 패킷을 수신하게 된다.
도 6에서 노드 F가 노드 L로 데이터 패킷을 전송하고자 하는 경우, 일 홉 거리의 다음번 상위 노드 C로 데이터를 전송할 수 없는 것을 알게되면, 데이터 패킷의 대체주소를 <X, 1, 10000000>으로 설정하고 RELAY=1로 설정하여 데이터를 브로드캐스팅한다. 여기서, 대체주소는 상기한 SN목록에서 순서대로 <대체노드명, 대체ID, 하위노드ID>로 설정하며, 대체노드명 "X"는 노드 C의 주소, 대체ID는 노드 F 자신은 노드 C까지의 기존 홉수가 "1"이므로 "1"로 설정하고, 하위노드ID는 노드 F가 노드 C의 첫번째 하위 노드이므로 첫번째 비트를 "1"로 설정한다.
도 6에서 노드 F가 브로드캐스팅한 데이터를 노드 E 및 노드 J가 수신하나, 데이터 패킷의 하위노드ID의 첫번째 비트만이 "1"이고, 노드 J의 하위노드ID의 첫 번째 비트는 "1"이 아니므로, 노드 E만이 데이터 패킷을 다시 브로트캐드팅하게 된다. 마찬가지로, 노드 E가 브로드캐스팅한 데이터 패킷은 노드 B가 다시 브로드캐스팅하고, 이를 노드 A가 기존 트리 라우팅 경로를 따라 목적지인 노드 L로 데이터 패킷을 전송하게 된다.
상기한 바와 같이 본원 발명은 트리 라우팅 무선 네트워크를 구성하고 있는 노드 자체 또는 그 연결 상실시 기존의 트리 라우팅 경로를 가능한 유지하며 손실된 경로를 최적으로 복구하여, 라우팅 경로를 설정함으로서 기존 트리 구조를 전면적으로 재설정할 필요가 없게 되어 네트워크 자원을 절약하고 효율적인 라우팅이 가능하게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (30)

  1. 트리 계층 구조의 무선 네트워크를 구성하는 복수의 노드 중 상위의 제1노드와의 연결을 상실한 하위의 제2노드가 상기 네트워크 내에서 라우팅 경로를 복구하는 라우팅 경로 복구방법에 있어서,
    상기 제2노드가 라우팅 경로의 복구를 요청하는 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 경로복구요청 패킷을 수신한 적어도 하나의 노드가 경로의 복구를 위한 중계노드의 역할을 수행하기 위해 경로복구응답 패킷을 상기 제2노드로 전송하는 단계;
    상기 제2노드가 상기 경로복구응답 패킷을 전송한 상기 적어도 하나의 노드 중 어느 일 노드를 상기 중계노드로 선택하고, 이를 알리는 경로복구확인 패킷을 상기 중계노드로 전송하는 단계; 및
    상기 중계노드가 상기 제1노드로 경로복구알림 패킷을 전송하여, 상기 제2노드와 상기 제1노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 라우팅 경로 설정 단계는,
    상기 제1노드가 상기 네트워크에 접속되어 있지 않은 경우 상기 제1노드의 상위노드로 상기 경로복구알림 패킷을 전송하여 상기 상위노드와 상기 제2노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2노드가 상기 경로복구응답 패킷을 소정의 시간동안 수신하지 않으면 상기 제2노드의 하위노드가 상기 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하위노드가 상기 경로복구응답 패킷을 수신하면, 상기 경로복구응답 패킷에 상기 하위노드의 주소를 포함시켜 상기 제2노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 중계노드는, 상기 하위 노드를 경유하여, 상기 제1노드 및 상기 상위 노드 중 어느 하나와 상기 제2노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 경로복구요청 패킷은 상기 제2노드의 주소 및 상기 패킷의 브로드캐스트 ID 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 경로복구응답 패킷은 상기 제2노드의 주소, 상기 중계노드의 주소 및 상기 중계노드로부터 상기 제2노드까지의 홉수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특 징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구요청 패킷에 상기 제2노드로부터 상기 중계노드까지의 홉수의 한계값을 설정하여 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2노드는 소정의 시간동안 상기 경로복구응답 패킷이 수신되지 않으면 상기 홉수의 한계값을 증가시켜 상기 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구응답 패킷을 전송한 상기 적어도 하나의 노드 중 상기 제2노드까지의 홉수에 기초하여 상기 중계노드를 선택하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구응답 패킷을 전송한 상기 적어도 하나의 노드 중 상기 트리 계층 구조에서의 순위에 기초하여 상기 중계노드를 선택하는 것을 특 징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 경로복구알림 패킷은 상기 경로복구알림 패킷을 전송하는 상기 노드의 주소 및 상기 제2노드의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 중계노드는 상기 제4노드와 상기 제2노드 사이의 상기 라우팅 경로를 기록한 라우팅 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 제4노드와 상기 제2노드 사이의 상기 라우팅 경로를 구성하는 각 노드는 상기 라우팅 경로를 기록한 라우팅 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  15. 제 2항에 있어서,
    상기 제4노드는, 상기 제2노드와의 상기 라우팅 경로를 구성하는 각 노드의 주소를 포함하는 경로복구확인 패킷을 상기 제2노드에 전송하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  16. 트리 계층 구조의 무선 네트워크를 구성하는 복수의 노드 중 상위의 제1노드와의 연결을 상실한 하위의 제2노드가 상기 네트워크 내에서 라우팅 경로를 복구하는 라우팅 경로 복구방법에 있어서,
    상기 제2노드가 상기 제1노드와의 라우팅 경로의 복구를 요청하는 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 제1노드가 상기 경로복구요청 패킷을 수신하면, 상기 경로복구요청 패킷이 전송된 경로 중 어느 일 경로를 대체경로로 선택하고, 선택된 상기 대체경로를 구성하는 노드들을 경유하여 상기 제2노드에 경로복구응답 패킷을 전송하는 단계; 및
    선택된 상기 대체경로를 통해 상기 제2노드와 상기 제1노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 제2노드는 소정의 시간동안 상기 경로복구응답 패킷이 수신되지 않으면 상기 제1노드가 상기 네트워크에 접속되어 있지 않은 것으로 판단하고, 상기 제1노드의 상위노드와의 라우팅 경로의 복구를 요청하는 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제1노드의 상기 상위노드는 상기 경로복구요청 패킷이 전송된 경로 중 어느 일 경로를 대체경로로 선택하고, 선택된 상기 대체경로를 구성하는 노드를 경유하여 상기 제2노드에 경로복구응답 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 라우팅 경로 설정단계에서는, 선택된 상기 대체경로를 통해 상기 제1노드의 상기 상위노드와 상기 제2노드 사이의 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 경로복구응답 패킷은, 상기 대체경로를 구성하는 노드들의 주소, 상기 대체경로의 이름, 상기 대체경로의 홉수, 상기 제1노드의 주소 및 상기 제2노드의 주소 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 대체경로를 구성하는 상기 노드들은 상기 대체 경로를 통한 라우팅 경로에 대한 라우팅 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구요청 패킷이 전송되는 홉수한계를 미리 설정하고,
    상기 경로복구요청 패킷을 수신한 노드는, 상기 제2노드로부터의 홉수가 설정된 상기 홉수한계를 초과하지 않으면 수신된 상기 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 제2노드는 소정의 시간동안 상기 경로복구응답 패킷이 수신되지 않으면 상기 홉수한계를 증가시켜 상기 경로복구요청 패킷을 다시 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  24. 제 17항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구요청 패킷을 전송하여 상기 제1노드가 고장인지 상기 제2노드와 상기 제1노드 사이의 연결이 끊어졌는지를 알아내는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  25. 제 17항에 있어서,
    선택된 상기 대체경로(Agent link)를 구성하는 노드들을 대체노드(Agent node)로 정의하고, 상기 제2노드를 BB(Bottom Boundary of the agent link)로, 상기 제1노드 및 상기 상위노드 중 상기 대체경로를 구성하는 노드를 TB(Top Boundary of the agent link)로 정의하여 상기 TB와 상기 BB 사이의 라우팅 경로를 복구하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  26. 제 17항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구요청 패킷을 브로드캐스팅하는 방법으로 상기 상위노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  27. 제 17항에 있어서,
    상기 제2노드는 상기 경로복구요청 패킷을 유니캐스팅하는 방법으로 상기 상위노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  28. 제 17항에 있어서,
    상기 제1노드 또는 상기 상위노드는 상기 경로복구응답 패킷을 사용하여 상기 제1노드 또는 상기 상위노드와 상기 제2노드 사이의 상기 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  29. 제 17항에 있어서,
    선택된 상기 대체경로를 구성하는 상기 노드들에 각각 상기 라우팅 경로 설정을 위한 정보를 저장하여 상기 제1노드 또는 상기 상위노드와 상기 제2노드 사이의 상기 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
  30. 제 17항에 있어서,
    상기 제1노드 또는 상기 상위노드는 상기 제2노드로 전송하는 데이터 패킷에 상기 제1노드의 주소 정보, 상기 제1노드 또는 상기 상위노드로부터 상기 제2노드까지의 홉수, 및 상기 제1노드의 각 하위노드를 구분하는 비트를 저장하는 것을 특징으로 하는 라우팅 경로 복구방법.
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