KR100555730B1 - 애드혹 네트워크의 리더 선출방법 - Google Patents

애드혹 네트워크의 리더 선출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 애드혹 네트워크의 리더선출방법은 애드혹 네트워크의 복수의 노드에서 타 노드가 전송한 NS(Node Solicitation) 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 NS 메시지를 송신한 각 송신노드까지의 거리를 산출하는 단계, 각 노드에서 산출된 거리에 기초하여 중심위치값을 계산하여 자신이 후보리더인지를 판단하는 단계 및 각 후보리더가 전송하는 리더선출옵션메시지에 포함된 정보에 기초하여 리더노드를 선출하는 단계를 포함한다. 따라서, 애드혹 네트워크의 생성, 위상 변화 및 리더노드의 이동 등의 상황에 따라 적합한 리더노드를 선출하여, 리더노드를 이용한 애드혹 네트워크의 효율적 관리가 가능하다.
애드혹 네트워크, 리더노드 선출, 이웃노드

Description

애드혹 네트워크의 리더 선출방법{Method for electing leader of Ad-hoc Network}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 애드혹 네트워크(Ad-hoc Network)에서 리더노드를 선출하는 방법을 나타내는 흐름도,
도 2는 애드혹 네트워크의 각 노드가 유지하는 이웃노드정보목록의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 리더선출옵션 메시지의 일 예를 나타낸 도면,
도 4a는 본 발명에 따른 애드혹 네트워크의 일 예를 나타낸 도면,
도 4b는 도 4a의 소정의 노드의 이웃정보목록의 일 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 리더노드의 이동시 새로운 리더노드를 선출하는 방법을 나타내는 흐름도, 그리고
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 애드혹 네트워크의 위상 변화에 따라 새로운 리더노드를 선출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
401 내지 416 : 노드
본 발명은 애드혹 네트워크(Ad hoc network)에서 리더노드를 선출하는 방법에 관한 것으로, 특히 애드혹 네트워크의 생성, 애드혹 네트워크의 위상 변화, 일반노드 및 리더노드의 이동 등의 상황에 따라 적합한 리더노드를 선출하는 리더노드 선출방법에 관한 것이다.
이동 통신기기가 발달하고 통신 기술이 발전함에 따라, 기존의 인프라구조의 네트워크 외에도 소규모의 무선 통신 네트워크에 대한 필요성이 증가하고 있다. 특히, 비상사태나 비행기, 건물 내부나 산악 지역 등 외부 인터넷과 고립되고 유선 설비를 갖출 수 없는 환경하에서 소규모의 무선 네트워크에 대한 필요성이 커지고 있다. 이에 대한 예로서, 애드혹 네트워크를 들 수 있다.
인프라 구조의 네트워크와는 달리, 애드혹 네트워크에서는 패킷 송수신을 중계하는 라우터가 따로 존재하지 않고, 각 이동 노드가 호스트와 라우터의 역할을 동시에 수행한다. 또한, 애드혹 네트워크상의 노드는 무선 통신 장비를 갖추고 있어서, 노드의 이동이 가능하며, 따라서 애드혹 네트워크의 위상은 고정되어 있지 않다.
애드혹 네트워크상에서는 각 노드의 무선 전파의 전송 범위가 제한되어 있기 때문에, 패킷이 그 출발지 노드로부터 도착지 노드까지 직접 전송될 수 없는 경우가 발생한다. 이경우 패킷은 라우터의 역할을 수행하는 복수의 노드를 경유하여 전달된다. 이러한 방식을 멀티홉(multihop)이라 칭하며, 애드혹 네트워크에서는 멀티홉 방식 구현을 위한 라우팅 프로토콜을 필요로 한다.
애드혹 네트워크에 참여하는 노드는 해당 애드혹 네트워크에서 사용할 주소를 할당받아야 한다. 이를 위해 노드는 주소자동생성과 같은 방법으로 임시주소를 생성하고, 생성된 주소가 해당 애드혹 네트워크에서 유일한 주소인지를 확인하기 위해 DAD(Duplicate Address Detection)를 수행한다.
DAD는 노드가 자신이 생성한 주소를 포함하는 NS(Neighbor Solicitation) 메시지를 전체 네트워크로 플러딩함으로써 시작되고 제한 시간 이내에 동일한 주소를 사용하는 노드로부터 NA(Neighbor Advertisement) 메시지를 받지 못하면 DAD는 성공하게 된다. DAD가 성공하면 해당 노드는 확정된 주소를 사용하여 애드혹 네트워크에서 통신을 수행한다.
애드혹 네트워트에서는 고정된 라우터가 따로 존재하지 않으며, 각 노드가 라우터와 호스트의 역할을 동시에 수행하므로, 각 노드간의 통신은 중앙 통제없이 이루어진다. 또한, 노드간의 통신은 출발지 노드가 전송하고자 하는 패킷을 전체 네트워크에 전송하고 지정된 도착지 노드가 이를 직접 또는 타 노드를 경우하여 수신함으로써 이루어진다.
현재까지, 애드혹 네트워크 분야의 기술 연구는, 인터넷 주소 방식인 IP를 이용해 네트워크 환경을 지원해 주는 방법 등 주로 효율적인 라우팅 방법에 대해서 이루어져 왔다. 그러나, 최근에는 애드혹 네트워크의 구성(configuration) 및 관리(Management)에 대한 연구가 활발해지고 있다.
따라서, 애드혹 네트워크의 구성 및 관리를 위한 리더노드라는 개념을 도입하여, 애드혹 네트워크에서 효율적으로 DAD를 수행하고, RA(Router Advertisement) 메시지를 송신하여 네트워크의 용이한 확장성을 도모하는 등 네트워크 관리에 응용하고 있다.
애드혹 네트워크에서 라우터와 호스트의 역할을 동시에 수행하면서 독립적으로 통신을 수행하는 노드들 간에는 특정한 우열관계가 존재하지 않는다. 따라서, 리더노드는 리더노드로서의 역할에 적합한 노드 중에서 소정의 방법에 따라 선출되어야 한다.
리더노드를 선출하는 방법으로 애드혹 네트워크에 참여하는 각 노드에 소정의 수를 ID로 부여하고, 이러한 ID를 비교하여 리더노드를 선출하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 ID는 각 노드의 애드혹 네트워크의 위상에 따른 위치와는 무관하게 부여되는 것으로서, 이러한 리더노드 선출방법은 네트워크의 위상을 반영하지 못하므로, 이러한 방법으로 선출된 리더노드는 RA 메시지 전송 및 DAD 수행시간 단축에 기여할 수 없다.
한편, 종래 기술에 따르면 이웃노드를 가장 많이 가지고 있는 노드를 리더노드로 선출하는 방법이 있다. 이러한 리더노드 선출 방법은 리더노드 선출을 위해 이웃노드 정보를 이용하지만, 전체 애드혹 네트워크의 위상을 고려하는 것은 아니므로, 전체 애드혹 네트워크의 위상을 반영하지 못한다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 네트워크의 위상이 변하고 각 노드의 이웃노드 개수가 변하여 리더노드가 그 역할에 부적합하게 된 경우에도, 일단 선출된 리더노드는 교체되지 않으므로, 네트워크 위상 변화에 대처하지 못하는 문제점이 있다.
리더노드를 선출하는 방법으로 상기한 두가지 방법 외에, 애드혹 라우팅 프 로토콜인 TORA(Temporally-Ordered Routing Algorithm)를 기반으로 하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 특정 라우팅 프로토콜에 의존하는 방법으로서 TORA 이외의 다른 라우팅 프로토콜에는 적용할 수 없다는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 애드혹 네트워크의 위상을 반영하여 리더노드를 선출하고, 네트워크의 위상의 변화에 따른 선출된 리더노드의 적합성 여부를 판단하여, 네트워크의 위상 변화, 일반노드 및 리더노드의 이동 등의 상황에 따라 적합한 리더노드를 선출하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 애드혹 네트워크의 리더선출방법은 애드혹 네트워크의 복수의 노드에서 타 노드가 전송한 NS(Node Solicitation) 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 NS 메시지를 송신한 각 송신노드까지의 거리를 산출하는 단계, 상기 각 노드에서 산출된 상기 거리에 기초하여 중심위치값을 계산하여 자신이 후보리더인지를 판단하는 단계 및 상기 각 후보리더가 전송하는 리더선출옵션메시지에 포함된 정보에 기초하여 리더노드를 선출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 각 노드에서 산출된 상기 거리에 기초하여 이웃노드정보목록을 작성하는 단계를 더 포함한다. 상기 거리는, 상기 NS 메시지의 IP 헤더에 포함된 홉 한계(Hop Limit) 정보를 이용하여 상기 송신노드로부터 상기 NS 메시지가 전달된 홉수로서 산출되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 각 노드의 이웃노드정보목록은 상기 각 노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 상기 송신노드의 개수를 포함하며, 여기서 "K"는 자연수이다. 또한, 상기 각 후보노드가 전송하는 상기 리더선출옵션메시지에는 상기 이웃노드정보목록이 포함되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 각 후보노드의 이웃노드정보목록에 따라 계산된 다음의 수학식의 값이 가장 큰 상기 후보노드가 상기 리더로 선출되며,
Figure 112003041600660-pat00001
여기서 "M"은 소정의 자연수, "αK"는 가중치(a1 ≠a2 ≠a3 ≠a4 ≠...αK), 그리고 "NK"는 상기 각 후보노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 상기 송신노드의 개수이다.
또한, 다음의 수학식을 만족하는 노드가 상기 후보노드로 결정되며,
Figure 112003041600660-pat00002
여기서 "M"은 소정의 자연수, "T"는 소정의 문턱값, "αK"는 가중치, 그리고 "NK"는 상기 후보노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 상기 송신노드의 개수인 것이 바람직하다.
바람직하게는 선출된 상기 리더가 주기적으로 자신이 리더임을 알리는 헬로메시지를 전송하는 단계, 상기 헬로메시지를 수신하지 못한 상기 각 노드가 상기 이웃노드정보목록에 기초하여 자신이 후보리더인지를 판단하는 단계 및 후보리더가 아닌 것으로 판단된 상기 노드가 소정의 시간동안 타 후보노드로부터 상기 리더선출옵션메시지를 수신하지 못하면 자신을 후보노드로 결정하는 단계를 더 포함한다.
또한, 새로운 노드가 상기 애드혹 네트워크에 참여하여 NS 메시지를 전송하는 단계, 새로 참여한 상기 노드가 기존의 타 노드에 이웃노드정보목록을 요청하여 자신의 이웃노드정보목록을 작성하는 단계 및 상기 기존의 타 노드가 수신된 상기 NS 메시지에 포함된 정보를 이용하여 새로 참여한 상기 노드까지의 거리를 산출하고 상기 이웃노드정보목록을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 리더노드가 다음의 수학식을 만족하는 경우 리더선출옵션메시지를 전송하는 단계를 더 포함하고,
Figure 112003041600660-pat00003
여기서 "I"는 "1"보다 큰 소정의 자연수, "M"은 "I"보다 큰 소정의 자연수, "αK"는 가중치이고(a1 ≠a2 ≠a3 ≠a4 ≠...αK), "NK"는 상기 리더노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 이웃노드의 개수이며, "T'"는 소정의 문턱값이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 리더노드를 선출하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 애드혹 네트워크 형성시 네트워크에 참여하는 노드는 네트워크내에서 사용할 자신의 주소를 생성하고, DAD를 수행하기 위해 생성된 주소를 포함하는 NS 메시지를 전체 네트워크에 송신한다(S110) 따라서, 각 노드는 네트워크에 참여하는 모든 노드로부터 NS 메시지를 수신하게 된다.
애드혹 네트워크의 각 노드는 NS 메시지를 수신하고 수신된 상기 NS 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 NS 메시지를 송신한 송신노드까지의 거리를 산출한다(S120). 본 발명에 따른 NS 메시지는 그 IP 헤더에 홉한계(Hop Limit) 정보를 포함한다. 따라서, 각 노드는 NS 메시지에 포함된 홉한계 정보를 통하여 메시지를 송신한 송신노드로부터 상기 NS 메시지가 전달되어 온 경로의 홉의 개수, 즉 홉수를 산출할 수 있다.
애드혹 네트워크에 있어서 1홉의 범위는 각 노드의 전파도달 범위와 관계가 있으며, 애드혹 네트워크 내에서의 각 노드간의 홉수는 통신에 소요되는 시간과 밀접한 연관이 있으므로, 본 발명에서는 산출된 상기 홉수를 각 노드에서 각 송신노드까지의 거리를 대표하는 값으로 사용하여 애드혹 네트워크의 실질적인 위상을 반영할 수 있다.
한편, 애드혹 네트워크의 각 노드는 다른 모든 노드로부터 NS 메시지를 수신하므로, 다른 모든 노드까지의 홉수를 산출할 수 있고, 이를 이용하여 이웃노드정보목록을 작성한다(S130). 각 노드는 다른 노드까지의 홉수를 기초로 자신과의 거리가 1홉인 이웃노드의 개수, 2홉인 이웃노드의 개수 등을 산출하고 이를 이웃노드정보목록에 기록한다.
도 2는 각 노드가 기록하여 유지하는 이웃노드정보목록의 일 예를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 해당 노드로부터 거리가 1홉인 이웃노드의 개수로부터 거리가 10홉인 이웃노드의 개수까지 기록되어 있다. 그러나, 이웃노드정보목록에는 애드혹 네트워크의 크기나 환경 등을 고려하여 상기 예보다 큰 범위까지의 정보를 기록할 수도 있다. 각 노드는 이웃노드정보목록을 기록하며, 최신의 정보를 유지하도록 소정의 시간간격에 따라 이웃노드정보목록을 갱신한다.
이어서, 각 노드는 상기 이웃노드정보목록에 기록된 각 홉에 해당하는 거리에 위치하는 노드의 개수를 이용하여, 네트워크 내에서의 자신의 중심위치값을 계산한다(S140). 중심위치값을 계산하는 수학식의 일 예는 다음과 같다.
Figure 112003041600660-pat00004
여기서 "M"은 소정의 자연수, "αK"는 가중치이고(a1 ≠a 2 ≠a3 ≠a4 ≠...αK), "NK"는 해당 노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 송신노드의 개수이다. 가중치 "αK"는 애드혹 네트워크의 특성에 따라 결정하여 적용할 수 있다.
예를 들어, "M=3"인 경우 중심위치값 "P"는 "P=α1 x N1 + α2 x N2 + α3 x N3 "이 된다. 각 노드는 계산된 중심위치값 "P"와 소정의 문턱값 "T"를 비교하여 중심위치값 "P"가 문턱값 "T"보다 크거나 같으면 자신을 후보리더로 결정한다(S150). 문턱값 "T"는 예를 들면 "5"가 될 수 있다.
자신을 후보리더로 결정한 노드들은 리더선출옵션 메시지를 전체 네트워크로 전송한다(S160).
도 3은 본 발명의 리더선출옵션 메시지의 일 예를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 후보리더는 자신의 이웃노드정보목록에서 각 홉수에 해당하는 거리에 위치한 이웃노드의 개수에 관한 정보를 리더선출옵션 메시지에 포함시켜 전송한다. 또한, 후보리더는 도 3의 "L" 비트를 세팅하여 자신이 리더임을 알린다.
타 후보리더로부터 리더선출옵션 메시지를 수신한 후보리더는 수신된 리더선출옵션 메시지에 포함된 정보를 이용하여 타 후보리더의 중심위치값을 계산하고 자신의 중심위치값과 비교한다. 리더선출옵션 메시지를 수신한 후보리더는 자신의 중심위치값이 타 후보리더의 중심위치값보다 작으면 리더노드를 포기, 즉 자신이 리더노드가 아닌 것으로 결정한다. 따라서, 가장 큰 중심위치값을 갖는 후보리더가 리더노드로 선출된다(S170).
도 4a는 본 발명에 따른 애드혹 네트워크의 일 예를 나타낸 도면이고 도 4b는 도 4a의 소정의 노드의 이웃정보목록의 일 예를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 애드혹 네트워크는 제1노드 내지 제16노드(401 내지 416)를 포함한다.
애드혹 네트워크 생성시 각 노드는 NS 메시지를 전체 네트워크에 전송하며, 각 노드는 타 노드로부터 수신된 NS 메시지에 포함된 정보를 이용하여 타 노드까지의 홉수를 산출하고 이를 이용하여 이웃노드정보목록을 작성한다.
각 노드는 자신의 이웃노드정보목록에 기록된 정보를 이용하여 자신의 중심위치값을 계산하고, 중심위치값이 소정의 수, 예를 들면 "5" 이상이면 자신을 후보리더로 결정한다. 도 4b는 후보리더인 제6 노드, 제7 노드 및 제12 노드(406, 407 및 412)가 각각 유지하는 이웃노드정보목록을 나타낸다.
예를 들어, 수학식 1의 가중치 "αK"를 "1"로, 소정의 자연수 "M"을 "3"으로, 문턱값 "T"는 "5"로 설정한다. 이에따라, 본 예에서 이웃노드정보목록을 이용하여 계산된 제6 노드(406)의 중심위치값은 "1X4 +1X7 +1X4 =15" 이고, 제7 노드(407)의 중심위치값은 "1X4 +1X5 +1X4 =13" 이며, 제12 노드(412)의 중심위치값은 "1X4 +1X4 +1X3 =11"이다. 따라서, 제6 노드, 제7 노드 및 제12 노드(406, 407 및 412)의 중심위치값은 각각 "5" 이상이므로 제6 노드, 제7 노드 및 제12 노드(406, 407 및 412)는 후보리더로 결정되었다.
후보리더인 제6노드, 제7노드 및 제12노드(406, 407 및 412)는 자신의 이웃노드정보를 포함하는 리더선출옵션 메시지를 전체 네트워크로 전송한다. 각 후보리더는 수신된 리더선출옵션 메시지에 포함된 정보를 이용하여 타 후보리더의 중심위치값을 계산하고, 자신의 중심위치값과 비교한다.
제7노드(407)는 자신의 중심위치값이 "13"으로서, 제6노드(406)로부터 수신받은 리더선출옵션 메시지에 포함된 정보에 따른 제6 노드(406)의 중심위치값인 "15"보다 작으므로 리더를 포기한다.
또한, 제12노드(412)는 자신의 중심위치값이 "11"로서, 제6노드(406) 또는 제7노드(407)로부터 수신받은 리더선출옵션 메시지에 포함된 정보에 따른 제6노드(406) 또는 제7노드(407)의 중심위치값인 "15" 또는 "13"보다 작으므로 리더를 포기한다.
한편, 제6노드(406)는 자신의 중심위치값이 "15"로서, 제7노드(407) 및 제12노드(412)로부터 수신받은 리더선출옵션 메시지에 포함된 정보에 따른 제7노드(407) 및 제12노드(412)의 중심위치값인 "13" 및 "11"보다 작지 않으므로, 결국 리더노드로 선출된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 리더노드의 이동시 새로운 리더노드를 선출하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 애드혹 네트워크의 각 노드는 이동성이 있으므로, 리더노드 또한 현재 네트워크에서 이동하여 다른 애드혹 네트워크로 이동할 수 있다. 이렇게 리더노드가 이동에 의해 네트워크를 이탈하는 경우에는 새로운 리더노드를 선출하여야 한다. 이 경우의 리더노드 선출방법을 도 5를 참조하여 설명한다.
리더노드는 주기적으로 헬로(Hello) 메시지를 전체 네트워크에 전송한다(S510). 헬로 메시지는 MANET(Mobile Ad-hoc Network) 라우팅 프로토콜에 따르면 주변의 이웃노드 정보를 유지하기 위해 이용하는 메시지이다. 본 발명에 따른 리더노드는 헬로 메시지에 자신이 리더노드임을 표시하여 주기적으로 전송하는 것이 바람직하다. 따라서, 주변 노드는 리더노드로부터의 헬로 메시지 수신 여부를 판단하여(S520), 리더노드로부터 헬로 메시지를 수신한 이웃노드는 리더노드의 존재를 확인할 수 있고, 리더노드로부터 헬로 메시지를 받지 못하면 리더노드의 이동을 감지할 수 있다.
리더노드로부터 헬로 메시지를 수신받지 못하면, 리더노드의 주변 노드는 리더노드의 이동을 감지하고 자신이 후보리더인지를 판단한다(S530). 후보리더인지를 판단하는 방법은 상기한 바와같다. 후보리더로 판단된 노드가 있으면 해당하는 후 보리더인 노드는 리더선출옵션 메시지를 전체 네트워크에 전송하고(S550), 상기한 바와 같이 후보리더 중에서 리더노드를 선출한다(S560).
한편, 후보리더가 아닌 노드는 소정의 시간(Random_Delay_Time) 동안 타 노드로부터 리더선출옵션 메시지가 수신되는지를 판단한다(S540). 주변 노드 중에 후보리더가 없다면, 소정의 시간이 경과할 때까지 주변 노드는 리더선출옵션 메시지를 수신하지 못할 것이다. 따라서, 이 경우 주변 노드는 자신을 후보리더로 결정하고 리더선출옵션메시지를 전송하여(S550), 후보리더 중에서 리더노드를 선출한다(S560).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 애드혹 네트워크의 위상 변화에 따라 새로운 리더노드를 선출하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 현재 형성되어 있는 애드혹 네트워크에 새로운 노드가 참가하는 등의 이유로 네트워크의 위상이 변화하게 된다.
새로운 노드가 애드혹 네트워크에 참가하면, 참가한 노드는 DAD를 수행하기위해 NS 메시지를 전체 네트워크에 전송한다. 애드혹 네트워크에 있는 기존의 노드들은 전송된 NS 메시지를 수신하고 포함된 정보를 이용하여 자신의 이웃노드정보목록을 갱신하게 된다. 한편, 새로 참여한 노드는 네트워크의 기존의 노드가 유지하는 이웃노드정보목록을 요청하여 수신받고, 이를 이용해 자신의 이웃노드정보목록을 작성한다.
새로운 노드가 참가하여 이웃노드정보목록을 갱신하게 되면 리더노드는 자신의 외곽위치값을 계산한다(S610). 외곽위치값 "OP"는 다음의 수학식으로 정의된다.
Figure 112003041600660-pat00005
여기서 "I"는 "1"보다 큰 소정의 자연수 "M"은 "I"보다 큰 소정의 자연수, "αK"는 가중치이고(a1 ≠a2 ≠a3 ≠a4 ≠...α K,이거나 동일할 수 있다.), "NK"는 해당 노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 이웃노드의 개수이다. 가중치 "αK"는 애드혹 네트워크의 특성에 따라 결정하여 적용할 수 있다.
예를 들어, "I=4", "M=10"이고, "αK =1" 인 경우, 리더노드의 외곽위치값 "OP = α4 x N4 + α5 x N5 + α6 x N 6 + ... + α10 x N10" 이 된다.
리더노드는 외곽위치값과 소정의 문턱값 "T'"를 비교하여(S620), 외곽위치값 "T'"가 문턱값 "T'"보다 크면, 리더노드를 다시 선출하기 위해 리더선출옵션 메시지를 전체 네트워크에 전송한다(S630). 문턱값 "T'"는 예를 들면 "10"이 될 수 있다.
리더노드가 전송한 리더선출옵션 메시지를 수신한 각 노드는 리더노드의 중심위치값을 자신의 이웃노드정보목록에 의한 중심위치값과 외곽위치값을 감한 후 비교하여, 자신의 중심위치값과 외곽위치값을 감한 값이 리더노드의 중심위치값과 외곽위치값을 감한 값보다 더 크면, 자신이 후보리더가 되는 것으로 결정하고 "L" 비트를 세팅한 리더선출옵션 메시지를 전체 네트워크에 전송한다.
후보리더는, 소정의 시간동안 타 후보리더로부터의 리더선출옵션 메시지 전 송이 없거나, 타 후보리더가 전송한 리더선출옵션 메시지에 포함된 정보와 비교하여 자신의 중심위치값이 더 크면 최종적으로 리더노드로 선출된다(S640).
본 발명에 따른 애드혹 네트워크의 리더노드 선출방법에 따르면 애드혹 네트워크의 생성, 애드혹 네트워크의 위상 변화 및 리더노드의 이동 등의 상황에 따라 적합한 리더노드를 선출하여, 선출된 리더노드를 이용하여 빠르게 DAD를 수행하거나 네트워크 확장에 응용하는 등 애드혹 네트워크의 효율적 관리가 가능하다.
또한, 네트워크의 합병 또는 네트워크간 DAD에 응용할 수 있으며, 애드혹 네트워크를 지역적으로 구분하거나 클러스터링(Clustering)을 하는 데 적용할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (10)

  1. 애드혹 네트워크의 복수의 노드에서 타 노드가 전송한 NS(Node Solicitation) 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 NS 메시지를 송신한 각 송신노드까지의 거리를 산출하는 단계;
    상기 각 노드에서 산출된 상기 거리에 기초하여 중심위치값을 계산하여 자신이 후보리더인지를 판단하는 단계; 및
    상기 각 후보리더가 전송하는 리더선출옵션메시지에 포함된 정보에 기초하여 리더노드를 선출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각 노드에서 산출된 상기 거리에 기초하여 이웃노드정보목록을 작성하는 단계;를 더 포함하고, 상기 각 노드는 상기 이웃노드정보목록에 기초하여 상기 중심위치값을 계산하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 거리는, 상기 NS 메시지의 IP 헤더에 포함된 홉 한계(Hop Limit) 정보를 이용하여 상기 송신노드로부터 상기 NS 메시지가 전달된 홉수로서 산출되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 노드의 이웃노드정보목록은 상기 각 노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 상기 송신노드의 개수를 포함하며, 여기서 "K"는 자연수인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 각 후보리더가 전송하는 상기 리더선출옵션메시지에는 상기 이웃노드정보목록이 포함되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 각 후보리더의 이웃노드정보목록에 따라 계산된 다음의 수학식의 값이 가장 큰 상기 후보리더가 상기 리더로 선출되며,
    Figure 112005078089629-pat00006
    여기서 "M"은 소정의 자연수, "αK"는 가중치, 그리고 "NK"는 상기 각 후보리더로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 상기 송신노드의 개수인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    다음의 수학식을 만족하는 노드가 상기 후보리더로 결정되며,
    Figure 112005078089629-pat00007
    여기서 "M"은 소정의 자연수, "T"는 소정의 문턱값, "αK"는 가중치, 그리고 "NK"는 상기 후보리더로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 상기 송신노드의 개수인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    선출된 상기 리더가 주기적으로 자신이 리더임을 알리는 헬로메시지를 전송하는 단계;
    상기 헬로메시지를 수신하지 못한 상기 각 노드가 상기 이웃노드정보목록에 기초하여 자신이 후보리더인지를 판단하는 단계; 및
    후보리더가 아닌 것으로 판단된 상기 노드가 소정의 시간동안 타 후보리더로부터 상기 리더선출옵션메시지를 수신하지 못하면 자신을 후보리더로 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    새로운 노드가 상기 애드혹 네트워크에 참여하여 기존의 타 노드에 이웃노드정보목록을 요청하고 자신의 이웃노드정보목록을 작성하는 단계; 및
    상기 기존의 타 노드가 새로 참여한 상기 노드로부터 수신한 NS 메시지에 포 함된 정보를 이용하여 새로 참여한 상기 노드까지의 거리를 산출하고 상기 이웃노드정보목록을 업데이트하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 리더노드가 다음의 수학식을 만족하는 경우 리더선출옵션메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하고,
    Figure 112003041600660-pat00008
    여기서 "I"는 "1"보다 큰 소정의 자연수, "M"은 "I"보다 큰 소정의 자연수, "αK"는 가중치이고, "NK"는 상기 리더노드로부터 홉수 "K"에 해당하는 거리에 위치하는 이웃노드의 개수이며, "T'"는 소정의 문턱값인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크의 리더선출방법.
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