KR100605907B1

KR100605907B1 - 이동 애드혹 망에서 액티브 루트 망 구조 정보를 수집하는장치 및 방법

Info

Publication number: KR100605907B1
Application number: KR1020040066297A
Authority: KR
Inventors: 모한 레디. 두기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-08-01
Also published as: GB2407941B; GB2407941A; KR20050020727A; GB0418768D0; US20050041627A1; US7415019B2

Abstract

이동 애드혹 망(MANET)에서 소스 MANET 노드에서 목적지 MANET 노드로의 첫 번째 루트와 관련된 루트정보를 수집할 수 있는 첫 번째 MANET 노드가 개시된다. 상기 첫 번째 MANET 노드는 애드혹 온-디맨드 벡터(AODV) 프로토콜에 따라서 상기 다수의 MANET 노드들과 무선으로 통신할 수 있는 무선주파수(RF) 송수신기와, 상기 RF 송수신기로부터 입력되는 수신 데이터 패킷을 수신할 수 있고 상기 RF 송수신기로 송신 데이터 패킷을 보낼 수 있는 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 소스 MANET 노드에 의해서 발생된 패스 마커 리퀘스트 메시지를 수신하고 상기 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터 상기 첫 번째 루트와 관련된 첫 번째 루트 구조 데이터를 얻는다. 상기 첫 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드에 결합시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별한다.

이동 애드혹 망, MANET, MANET 노드, 루트 정보 수집

Description

이동 애드혹 망에서 액티브 루트 망 구조 정보를 수집하는 장치 및 방법{apparatus and method for collecting active route topology information in a mobile ad hoc network}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 MANET을 보여주는 도면

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 MANET 노드를 보여주는 도면

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 MANET에서 패스 마커 리퀘스트 메시지와 패스 마커 리플라이 메시지의 사용을 보여주는 흐름도

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 MANET에서 여분의 패스 마커 리플라이 메시지의 사용을 보여주는 흐름도

본 발명은, 무선망에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AODV 프로토콜, 이와 유사한 작용을 하는 등가물, 또는 애드혹 라우팅 프로토콜들을 구현하는 IEEE 802.11 이동 애드혹 망(MANET)에 관한 것이다.

본 발명은, 2003년 8월 22일에 출원된 미 합중국 가특허 출원 제 60/497,274호를 기초로 우선권을 주장한다.

본 발명은 2003년 8월 22일에 출원된 미 합중국 가특허 출원 제 60/497,274호"COLLECTION OF ACTIVE ROUTE TOPOLOGY IN AODV PROTOCOL"에 관련된다.

무선노드들(즉, 이동국들 또는 무선단말기들)을 서로 통신하게 하거나 고정된 망과 통신하게 하는 무선망 구조들은 일반적으로 두개의 범주로 나누어진다. 하나는 인프라 기반 망 구조이고 다른 하나는 비인프라 망 구조이다. 인프라 기반 망들은 셀룰라 개념에 근거를 두고 있고 높은 수준의 인프라지원을 요구한다. 인프라 기반 망에서 무선노드들은 상기 고정망(예, 인터넷)에 접속된 액세스포인트(예, 기지국)를 통해 통신한다. 전형적인 인프라 기반 망에는 GSM(Global System for Mobile communication)망, UMTS(Universal Mobile Telecommunication)망, CDMA(Code Division Multiple Access)망, WLL(Wireless Local Loop) 망, 및 WLAN(Wireless Local Area Network) 등이 있다.

비인프라 망에서, 무선노드들(이동국들 또는 무선단말기들)은 액세스포인트들 또는 다른 기지국들을 통해 통신하기보다 직접 통신을 수행한다. 보편화되고 증가추세에 있는 비인프라 망 구조는 MANET(mobile ad hoc network)이 있다. MANET은 기존의 고정망 인프라 없이 무선노드들 서로가 동적으로 하나의 망을 형성하는 무선노드들의 그룹이다. 대부분의 경우에, MANET의 무선노드들은 CPU 성능, 메모리 크기, 및 파워 소비의 견지에서 상대적으로 한계를 가지고 있는 이동 장비들이다.

MANET은 지배적인 피어투피어(peer-to-peer) 통신기술이 되기 위해서 향후 2~3년 동안 지속적으로 성장되리라 기대된다. 셀폰들은 IEEE-802.11과 다른 무선 LAN 기술들을 갖추고 있다. 셀폰들의 확산과 경제적인 IEEE-802.11망들의 편재는 새로운 종류의 이동 망, 애드혹 망, 및 피어투피어 망들을 창출할 것이다.

상기에서 언급된 바와 같이, MANET은 기존의 망 인프라 없이 설치될 수 있다. 따라서, 상기 MANET의 설치는 언제 어디서든지 이루어 질 수 있다. MANET의 상기 무선노드들은 무선링크들에 의해 연결되고 불규칙적이고 자유롭게 움직인다. 상기 무선노들은 또한 라우터들로 동작한다. MANET은 인프라 기반 망에서 전형적으로 발견되는 트래픽 종류로부터 다른 트래픽 종류를 지원한다. MANET 트래픽은 피어투피어(peer-to-peer)트래픽, 원격대원격 트래픽, 그리고 동적 트래픽을 포함한다.

피어투피어(peer-to-peer)트래픽에서, 통신하고 있는 무선노드들 사이에 하나의 홉(hop)만이 존재한다 (즉, 직접통신). 이 트래픽에서, 망 트랙픽(bits/second)은 보통 일정하다. 원격대원격 트래픽에서, 통신하고 있는 무선노드들 사이에 두개 이상의 홉이 존재하지만, 소스와 목적지 노드들 사이에 안정적인 루트가 유지된다. 이 것은 종종 한 지역에서 몇 개의 노드들이 서로의 영역 안에 머무르거나 노드들이 그룹으로 이동하면 발생한다. 동적 트래픽은 상기 MANET 노드들이 자주 이동하여 통신 루트들이 재 설정되어야만 할 때 발생한다. 이 것은 종종 연결성을 나쁘게 하고 망 트래픽이 쇼트 버스트(short burst)로 발생한다.

각 MANET 노드는 자치화 되어있으며, 호스트와 라우터의 양 기능을 수행한다. 따라서, 각 무선노드는 기본적인 호스트 처리와 라우터 스위치 기능들을 수행한다. 그러므로, MANET에서, 엔드포이트들(endpoints)과 스위치들은 서로 구별되지 않는다. 망 동작들을 제어하는 중앙 망이 없기 때문에, MANET의 제어와 관리는 무선노드들 사이에서 시행된다. MANET 노드들은 보안과 라우팅 기능들을 구현하기 위하여 협력한다.

MANET은 여러 종류의 라우팅을 구현할 수 있다. 애드혹 라우팅 알고리즘의 기본 종류에는 싱글홉(single-hop) 및 멀티홉(multi-hop)이 있다. 이들은 상이한 링크계층의 속성과 라우팅 프로토콜들에 기초한다. 싱글홉 MANET은 멀티홉 MANET 보다 좀 더 간단하지만, 기능성과 융통성 면에서 멀티홉 MANET보다 부족하다. 데이터 패킷들이 직접 무선 통신 범주를 벗어나 소스에서 목적지로 전달될 때, 상기 데이터 패킷들은 하나 이상의 중간노드들을 경유해서 전송되어야만 한다.

MANET 노드들은 이동성을 가지고 있기 때문에 RF(radio frequency)링크들은 시간에 따라 신속하게 또는 예측 불가하게 변할 수 있다. 트래픽과 전파 환경들을 보상하기 위하여, MANET 노드들은 그 노드들이 이동할 때 각 노드 사이의 라우팅 정보를 동적으로 조정하여 새로운 망 구조를 형성한다. 바람직하게는, MANET 노드는 MANET안에서 만 동작할 뿐 아니라, 공중 고정망(예, 셀룰라 망)에 접근할 수 있다.

MANET 노드들은 그들의 이동성이 RF링크의 품질을 빈번히 변화시키는 애드혹 망 환경에서 AODV(ad hoc on-demand distance vector) 라우팅프로토콜을 이용한다. 상기 AODV 프로토콜은 상기 MANET 노드들이 동적인 링크 환경에 빨리 적응하도록 한다. AODV 알고리즘은 애드혹 망에 있는 이동성을 갖는 MANET 노드들 사이에서 동적이고, 자체 스타팅(self-starting), 멀티홉 라우팅을 가능하게 한다. 상기 AODV 프로토콜은 이동성을 갖는 MANET 노드들이 새로운 목적지에 대한 루트들을 빠르게 얻을 수 있게 하고 상기 MANET 노드들이 액티브 통신에 참여하지 않은 목적지들로의 루트들을 유지하도록 요구하지 않는다. AODV는 애드혹 망의 구조가 변할 때 빠른 컨버젼스를 제공한다 (예, 새로운 MANET 노드가 상기 망에 연결되는 경우) .

상기 AODV 프로토콜은 각 루트 엔트리(entry)를 위한 목적지 시퀀스 번호(sequence number)를 이용한다. 상기 목적지 노드는 리퀘스팅 노드에게 보내는 유용한 루트정보를 위한 목적지 시퀀스 번호를 생성한다. 시퀀스 번호를 이용하는 것은 루프 해제를 보장한다(즉, 루프를 막는다). 목적지 MANET 노드로 가는 두개의 루트들 사이에 하나의 선택이 주어진다면, 리퀘스팅 노드는 언제나 가장 큰 시퀀스번호를 가진 하나의 루트를 선택한다. 바람직하게는, 상기 AODV 프로토콜은 RF링크의 손실이 감지되면, 상기 AODV 프로토콜은 즉각적으로 영향을 받는 일련의 노드들에게만 그 사실을 보고한다. 다른 노드들은 보고 받지 못 한다.

상기 AODV 프로토콜은 일정 수준의 경로정보를 제공한다. 어떤 루트와 관련하여 완전한 경로 정보를 얻기 위하여 트레이스 라우트 어플리케이션(Trace Route application)이 이용될 수 있다. 그러나, 각 MANET 노드에 있는 AODV 프로토콜이 추적하는 유일한 라우팅 정보는 그 루트의 목적지 주소와 다음 홉에 있는 MANET 노드의 주소이다. 이 정보는 1) 상기 애드혹 망 프로토콜들을 디버깅하는 어플리케이션, 2) 애드혹 망이 진화할 때 애드혹 망의 그래픽 적인 개관을 보여주는 어플리케이션, 3) 애드혹 망에서 특별한 MANET 노드들을 찾는 어플리케이션 등과 같은 어플리케이션들을 위해서는 불충분하다.

또한 상기 트레이스 루트 어플리케이션은 또한 실시간으로 동작하지 않고 망 구조 변화에 반응이 빠르지 않다. 게다가, 소스노드에서 목적지노드의 루트루트 안에 모든 MANET 노드는 상기 완전 경로 정보를 수집하기 위하여 트레이스 메시지들을 보내야만 한다. 따라서 현재의 AODV 프로토콜의 구성은 불완전하고 비효과적이다. 그러므로, 개선된 MANET 망을 제공할 필요가 있다. 특히, MANET 망에서 이용하기 위한 개선된 라우팅 프로토콜이 필요하다.

본 발명은 액티브 루트들의 완전한 경로 정보를 효과적으로 얻을 수 있는 장치와 방법을 소개한다. 본 발명은 최소한의 오버헤드(overhead) 제어메시지들을 유지하면서, 소스루트(source route) 메커니즘을 이용함으로써 완전한 경로정보를 수집한다. 모든 액티브 루트에 대해서, 루트 발견을 위해 초기화를 수행하는 MANET 노드와, 로컬 링크를 복구하는 노드는 소스 루트 메시지들을 보내야만 한다. 상기 경로정보는 변화되는 경로들에 대해서만 수집되기 때문에, 주기적인 제어 패킷 교환이 요구되지 않는다. 본 발명은 MANET에서 유용한 서비스들이 찾아지고 전개될 수 있도록 하고 새로운 종류의 서비스들과 어플리케이션들이 구현되도록 한다.

또한 위에서 언급된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다수의 이동 애드혹 망(MANET) 노드들에 의해 형성되는 이동 애드혹 망의 이용을 위해, 소스 MANET 노드에서 목적지 MANET 노드로 첫 번째 루트와 관련된 루트정보를 수집할 수 있는 첫 번째 MANET 노드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 첫 번째 MANET 노드는 애드혹 온-디맨드 벡터(AODV) 프로토콜에 따라서 상기 다수의 MANET 노드들의 무선주파수 송수신기와 무선으로 통신할 수 있는 무선주파수(RF) 송수신기 와,상기 RF 송수신기로부터 입력되는 데이터 패킷을 수신할 수 있고 상기 RF 송수신기로 출력 데이터 패킷을 보낼 수 잇는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 소스 MANET 노드에 의해서 발생된 패스 마커 리퀘스트 메시지를 수신하고 상기 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터 상기 첫 번째 루트와 관련된 첫 번째 루트 구조 데이터를 얻고, 상기 첫 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드에 결합시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별함을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 첫 번째 얻어진 루트 구조 데이터를 상기 제어기와 과련된 루트테이블에 저장한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터의 상기 얻어진 첫 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드를 연결시키는 상기 첫 번째 루트 안에 존재하는 모든 중간 노드들의 각각에 관련된 IP 주소를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 첫 번째 MANET 노드와 관련된 IP 주소를 상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지에 덧붙인다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 덧붙여진 IP 주소 와 함께 상기 첫 번째 마커 리퀘스트 메시지를 상기 첫 번째 경로에 있는 다음 홉을 경유해서 상기 목적지 MANET 노드로 포워딩시킨다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 목적지 MANET 노드에 의해서 발생된 첫 번째 패스 마쿼 리플라이 메시지를 수신하고 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지로부터 첫 번째 경로와 관련된, 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 목적지 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별하는 두 번째 루트 구조 데이터를 얻는다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 제어기와 관련된 상기 루트테이블에 상기 두 번째 얻어진 루트 구조 데이터를 저장한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지로부터의 상기 얻어진 두 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 목적지 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 상기 모든 중간 노드들 각각과 관련된 IP 주소를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 첫 번째 MANET 노드와 관련된 IP 주소를 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지에 덧붙인다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어기는 상기 덧붙여진 IP 주소와 함께 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지를 상기 첫 번째 루트에 있는 다음 홉을 경유하여 상기 소스 MANET 노드로 포워딩시킨다.

이하 본 발명의 상세한 설명을 시작하기 전에, 본 명세서 전반에서 사용되는 특정 단어들과 문구들의 정의를 설명하도록 한다. 용어 "포함하다"와 "구비하다" 그리고 그들의 파생어들은 제한 없이 포함을 의미한다. 용어 "또는"은 그리고/또는 의 의미를 포함한다. 문구 "~와 관계되다" 와 "그것과 관계되다" 그리고 그것들의 파생어들은 "포함하다", "~안에 포함되다", "~와 함께 상호 연결되다", "함유하다", "~안에 함유되다", "~에 또는 ~와 연결하다", "~와 또는 ~에 결합하다", "~와 연통 되다", "협동하다", "삽입되다", "병행 배열되다", "에 근접하다", "~에 또는 ~와 묶이다", "갖다", ~의 특성을 갖다", 등을 의미한다. 용어 "제어기"는 하나 이상의 동작을 제어하는 장비, 시스템 또는 그 일 부분을 의미한다. 그와 같은 장비는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 두개이상의 결합으로 구현될 수 있다. 특별한 제어기와 관련된 기능은 국부적으로 또는 원격 적으로 집중되거나 분산될 수 있음을 알아야한다. 상기 단어들과 구어들에 대한 정의는 본 명세서 전반을 통해서 제공된다. 당업자들에게 있어서, 상기 정의된 단어들과 구어들의 대부분은 종래 기술에서 뿐만 아니라 미래에도 적용될 수 있음을 자명하게 알 것이다.

이하, 본 발명 및 그 장점들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동

일 요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여되었다.

또한 이하 기술될 도1 내지 도4 및 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 사용되는 여러 가지 실시 예들은 단지 예시에 불과하며, 본 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 원리는 적절하게 설치된 애드혹 망에서 구현될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 MANET(100)을 예시하고 있다. MAENT(100)은 MANET 노드(MN)들(101~106)을 포함한다. 각 MANET 노드들(101~106)은 종래의 MANET 노드로서 동작하는 셀폰 및 IEEE 802.11 장비와 같은 종래의 무선노드들이다. 본 발명의 바람직한 일실시 예 따르면, 적어도 MANET 노드들(101~106) 중의 몇 개는 한 종류 이상의 무선망에서 기능을 수행할 수 있는 다목적 무선장비들이다. 예로서, MN(105)은 공중셀폰망들(public cell phone networks)에 접근하는 CDMA2000 셀 폰과 MANET(100)에서 동작할 수 있는 IEEE-802.11 무선 단말기로서 동작하는 이중 목적의 송수신기로 구성된다.

또한, MN(101~106)들 중 적어도 하나는 기지국이나 액세스포인트 또는 셀 폰 망과 같은 고정 인프라 기반 망의 무선 단말기로 구성된다. 예로, MN(106)은 유선 IP에 결합되는 IEEE-802.11 무선망의 액세스포인트가 될 수 있다. 그리하여, MN(106)은 MANET(100)에서 자치적으로 기능을 수행하거나 예로 MN(105)를 인터넷에 접근하게 할 수 있는 액세스포인트로서 동작 할 수 있다.

각 MANET 노드들(101~106)은 모든 MANET 노드들(101~106)의 IP 주소를 인식하고 각각의 개별적인 RF 링크들(또는 홉)을 통해 다른 MANET 노드들(101~106)과 직접적으로 통신할 수 있다. 상기 RF 링크들(또는 홉)은 도 1에서 점선으로 보여진다. MN(101)과 MN(102)는 홉(111)을 통해서 통신한다. MN(102)와 MN(103)은 홉(112)를 통해서 통신한다. MN(103)과 MN(104)는 홉(113)을 통해서 통신한다. MN(101)과 MN(105)는 홉(121)을 통해서 통신한다. MN(105)과 MN(104)는 홉(122)을 통해서 통신한다. MN(102)과 MN(105)는 홉(131)을 통해서 통신한다. MN(105)과 MN(106)는 홉(132)을 통해서 통신한다. MN(106)과 MN(104)는 홉(133)을 통해서 통신한다. 다른 홉들이 MANET(100)에서 존재한다. 그러나, 본 발명을 명확하고 간단 하게 설명하기 위하여 이들 다른 홉들은 보여지지 않는다.

첫 번째 MANET 노드와 두 번째 MANET 노드를 연결하는 루트들은 첫 번째와 두 번째 노드들을 연결하는 홉의 측면에서 자세하게 설명될 것이다. 예로, MN(101) 는 홉(121)와 홉(122)으로 구성된 첫 번째 루트(루트A), 홉(111), 홉(112)과 홉(113)으로 구성된 두 번째 루트(루트B), 홉(111), 홉(131), 홉(132)과 홉(133)으로 이루어진 세 번째 루트(루트C)에 의해 MN(104)과 통신한다. 상기 루트A는 최소수의 홉을 포함하고 상기 루트C는 최대수의 홉을 포함한다.

본 발명의 원리에 따르면, MANET 노드들(101~106)은 AODV 프로토콜의 개선된 버전을 이용하여 통신한다. 본 발명은 MANET 노드들(101~106)속에 있는 다른 어플리케이션들에 의해 이용될 수 있는 완전한 루트 정보를 수집하기 위한 세개의 메시지 형태들을 정의한다. 여기서 다른 어플리케이션들은 상기 애드혹 망을 디버깅하는 어플리케이션, 상기 애드혹 망에서 MANET 노드들의 개관을 그래픽으로 보여주는 어플리케이션, 상기 애드혹 망에 특정한 MANET 노드들을 배치시키는 어플리케이션을 포함한다. 상기 세개의 메시지들은 패스 마커 리퀘스트 메시지(Path Marker Request message), 패스 마커 리플라이 메시지(Path Marker Reply message), 그리고 잉여 패스 마커 리플라이 메시지(Gratuitous Path Marker Reply message)이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 바람직한 MANET 노드(MN)(105)를 보여준다. MN(105)은 RF(radio frequency)송신기(210), 데이터처리기(220), 그리고 메모리(230)로 구성된다. 이들 중에서, 상기 메모리(230)는 MANET제어프로그램(240)과 루트테이블들(250)을 저장한다. 상기 MANET제어프로그램(240)은 AODV 프로토콜 알고리즘(241)을 포함한다. 상기 데이터처리기(220)는 AODV 프로토콜 프로그램(241)에 저장된 명령어들을 포함하여 상기 MANET제어프로그램(240)안에 있는 명령어들을 실행시킨다. 동시에, 데이터처리기(220)와 메모리(230)는 MN(105)에서 본 발명을 구현하는 제어기를 형성한다.

MN(105)가 MANET(100)에서 동작할 때, 데이터처리기(220)는 이웃하는 MANET 노드들에 의해 수신되는 루트정보를 저장함으로써 상기 루트테이블(250)을 구성한다. 데이터처리기(220)는 상기 AODV 프로토콜 알고리즘(241)의 제어 하에, 기존의 AODV 프로토콜 메시지들, 가령 루트요청메시지(RREQ), 루트응답메시지(RREP), 루트에러메시지(RERR), 루트응답인식메시지(RREP ACK) 등을 이용하여 상기 루트테이블(250)을 구성한다.

상기 AODV 프로토콜 알고리즘(241)은 유니캐스트 및 멀티캐스트 라우팅을 수행할 수 있다. 상기 AODV 프로토콜 알고리즘(241)은 하나의 소스 노드(source node)에 의해서 요구된 때에만 MANET 노드들 사이에서 하나의 루트를 구성한다. 상기 AODV 알고리즘(241)은 상기 소스 노드가 상기 루트를 필요로 하는 동안만 각 루트를 유지한다. 상기 AODV 프로토콜 알고리즘(241)은 루트들의 갱신을 보장하기 위하여 시퀀스 번호(sequence number)를 유지한다. 상기 라우팅 테이블(250)에 있는 각 루트에 대한 루트정보는 전형적으로 목적지 IP 주소, 목적지 시퀀스 번호, 유효한 목적지 시퀀스 번호 플래그, 홉 카운트(목적지에 이르기 위하여 요구되는 홉의 갯수), 다음 홉, 그리고 프리커서 노드(precursor nodes)들의 목록을 포함한다.

상기에서 언급한 바와 같이, 각 액티브 루트에 대해서, 상기 루트테이블 (250)안에 프리커서 노드들의 목록이 존재한다. 여기서, 프리커서 노드는 패킷들이 목적지 MANET 노드로 전송될 수 있도록 시작하는 노드이다. 상기 AOCV 프로토콜에 따르면, 각 프리커서 노드는 다음 홉으로의 링크가 끊어지게 될 때 이를 알 수 있도록 한다.

상기 AODV 프로토콜 알고리즘(241)은 루트 요구들과 루트 응답들의 질의 사이클을 이용하여 루트들을 구성한다. 소스 MANET 노드(예, MN(101))는 상기 소스 MANET 노드가 목적지 MANET 노드로 가는 기존의 루트를 가지고 있지 않고 목적지 MANET 노드(예, MN(104))로 데이터를 보내기 원할 때, 상기 소스 MANET 노드(101)는 MANET(100)을 횡단하여 하나의 루트 요청(RREQ) 메시지를 브로드캐스트 한다. 이 패킷을 받은 MANT 노드들은 소스 MN(101)에 대한 루트테이블들을 갱신하고 상기 루트테이블에서 상기 소스 MN(101)로의 백워드 포인터들을 구성한다.

상기 RREQ 메시지는 소스 MN(101)의 IP 주소, 현재 시퀀스 번호, 브로드캐스트 ID 값, 그리고 소스 MANET 노드가 '101'인 목적지 MN(104)에 대한 가장 최근의 시퀀스 번호를 포함한다. 상기 RREQ 메시지를 수신한 MANET 노드는 만약 그것이 목적지 MN(104)이거나 상기 RREQ 메시지에 포함된 시퀀스 번호보다 같거나 큰 시퀀스 번호를 갖는 목적지 MN(104)로의 루트를 가지고 있다면 루트응답(RREP) 메시지를 뒤로 보낸다. 만약에 그렇다면, 상기 수신 MANET 노드는 소스노드 MN(101)로 하나의 RREP 메시지를 유니캐스트한다. 그렇지 않다면, 수신 노드들은 상기 RREQ 메시지를 다시 브로드캐스트 한다. 각 수신한 노드들은 상기 RREQ 메시지의 상기 소스 IP 주소와 상기 브로드캐스트 ID를 유지한다. 만약 하나의 수신 노드가 그 수신 노 드가 이미 처리한 RREQ 메시지를 수신한다면, 그 RREQ 메시지를 앞으로 진행 시키지 않고 버린다.

상기 RREP 메시지가 소스 MN(101)로 진행할 때, 상기 중간 노드들은 목적지 MN(104)로의 포워드 포인터들을 구성한다. 일단 소스 MN(101)이 상기 RREP 메시지를 수신하면, 소스 MN(101)은 데이터 패킷들을 목적지 MN(104)로 포워드 시키기 시작한다. 만약 소스 MN(101)이 후에 더 작은 홉 카운트를 가지고 같은 시퀀스 번호를 포함하거나 더 큰 시퀀스 번호를 포함하는 RREP 메시지를 수신한다면, 목적지에 대한 라우팅 정보를 갱신하고 더 나은 루트를 이용하기 시작한다.

상기 AODV 프로토콜 알고리즘(241)은 루트가 액티브로 있는 한 상기 루트에 대한 루트 정보를 유지한다. 데이터 패킷들이 소스 MN(101)에서 목적지 MN(104)로 루트에 의해서 정의된 경로를 따라 주기적으로 전달되는 한 상기 루트는 액티브한 것으로 간주된다. 만약 소스 MN(101)이 데이터 패킷들을 보내는 것을 중지한다면, 상기 링크들은 타임아웃 되고 중간 노드들의 루트테이블로부터 삭제된다. 상기 루트가 액티브에 있는 동안 링크가 끊어지면, 끊어진 링크의 상향에 있는 노드는 루트에러(RERR)메시지를 소스 MN(101)노드에게 보내어 링크가 끊어졌음을 MN(101)에게 보고한다. 소스 MN(101)은 그 다음 목적지 MN(104)로의 새로운 경로를 설정한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 MANET(100)에서 상기 패스 마커 리케스트 메시지와 상기 패스 마커 리플라이 메시지의 사용을 보여주는 흐름도(300)를 보여준다. 처음에, 소스 MANET 노드(예, MN(101))는 새로운 목적지 MANET 노드(예, MN(104))를 소스 MANET 노드의 루트테이블(250)에 추가한다(단계 305). 만약 상기 프리커서 노드 목록이 목적지 MANET 노드(104)에 대해서 널(null)이라면, 소스 MANET 노드(101)는 패스 마커 리궤스트(PMRQ;path marker request)메시지를 목적지 MANET 노드(104)로 보낸다(단계 310).

중간 MANET 노드(예, MN(105))가 상기 PMRQ메시지를 수신할 때, 중간 MANET 노드(105)는 상기 루트테이블(250)에 소스 MANET 노드로의 모든 길에 대한 경로정보를 저장한다. 중간 MANET 노드(105)는 그 다음 자신의 IP 주소를 상기 PMRQ메시지에 추가하여 목적지 MANET 노드(104)로 가는 경로에 있는 다음 홉을 가로질러 상기 PMRQ메시지를 전한다(단계 315).

최종적으로, 목적지 MANET 노드(104)는 상기 PMRQ메시지로부터 소스 MANET 노드(101)까지의 완전한 경로정보를 추출한다. 목적지 MANET 노드(104)는 그 다음 목적지 MANET 노드(104)의 IP 주소를 포함하는 패스 마커 리플라이(PMRP)메시지를 보낸다(단계 320). 중간 MANET 노드(105)가 상기 PMRP메시지를 수신할 때, 중간 MANET 노드(105)는 루트테이블(250)에 목적지 MANET 노드(104)로 돌아가는 모든 길에 대한 경로정보를 저장한다. 중간 MANET 노드(105)는 그 다음 자신의 IP 주소를 상기 PMRP메시지에 추가하여 소스 MANET 노드(101)로의 루트에 있는 다음 홉을 가로질러 상기 PMRP메시지를 전달한다(단계 325). 소스 MANET 노드(101)가 최종적으로 상기 PMRP메시지를 수신할 때, 소스 MANET 노드(101)는 그 자신으로부터 목적지 노드(104)로의 모든 경로 정보를 저장한다(단계 330).

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 MANET(100)에서의 잉여 패스 마커 리플 라이(Gratuitous Path Marker Reply) 메시지의 사용을 보여주는 흐름도(400)를 보여준다. 중간 노드(예, MN(105))가 성공적으로 로컬 링크 복구를 수행할 때, 중간 MANET 노드(105)는 PMRQ 메시지를 상기 복구된 링크와 관련된 목적지 MANET 노드(예, MN(104))로 전송한다(단계 405). 중간 MANET 노드(105)가 상기 PMRP 메시지를 수신할 때, 중간 MANET 노드(105)는 목적지 MANET 노드(104)로의 경로정보를 결정한다(단계 410).

이어서, 중간 MANET 노드(105)는 중간 MANET 노드(105)로부터 목적지 MANET 노드(104)까지의 부분 경로정보를 포함하는 잉여 패스 마커 리플라이(GPMR;Gratuitous Path Marker Reply)메시지를 발생시켜 상기 프리커서 노드 리스트가 하나 이상의 엔트리를 가지고 있다면 상기 GPMR메시지를 브로드캐스트한다. 만약 복구된 링크 목적지에 대한 프리커서 노드 리스트가 하나의 엔트리만 가지고 있다면, 중간 MANET 노드(105)는 상기 GPMR메시지를 유니캐스트한다. 두 번째 중간 MANET 노드(105)가 상기 GPMR메시지를 수신할 때, 두 번째 중간 MANET 노드는 상기 GPMR메시지의 홉 카운트와 라우트 테이블(250)이 복구된 링크와 관련된 목적지 MANET 노드(104)에 대해서 유지하고 있는 홉 카운트를 비교한다(단계 420). 만약 상기 홉 카운트들이 다르다면, 두 번째 중간 MANET 노드는 상기 GPMR 메시지를 버린다. 만약 상기 홉 카운트들이 같다면, 상기 두 번째 중간 MANET 노드는 상기 복구된 링크에 대한 목적지 MANET 노드로의 경로정보를 익힌다. 만약 상기 프리커서가 널(NULL)이 아니라면, 중간 MANET 노드는 그 자신의 IP주소를 상기 GPMR메시지에 붙이고 홉 카운트를 증가시시켜서 상기 GPMR메시지를 전송한다(단계 425).

이상에서 설명한 바와 같이, 상기 PMRQ 메시지와 상기 PMRP 메시지는 상기 소스 MANET 노드, 상기 목적지 MANET 노드, 그리고 루트 속에 있는 모든 중간 MANET 노드들이 완전한 일련의 루트정보를 수집하도록 해준다. 이것은 각 노드에서 처리되는 각 루트에 대해서 행해진다. 따라서, 예로, 루트 A와 루트 C의 부분인 도 1의 MANET 노드(105)는 루트 A와 루트 C에 대한 완전한 루트정보를 얻는다. MANET 노드(105)는 소스 MANET 노드(101)와 루트 A와 관계된 첫 번째 PMRQ 메시지로부터 루트정보를 수집하고 목적지 MANET 노드(104)와 루트 A와 관련된 첫 번째 PMRP 메시지로부터 루트정보를 수집한다. MANET 노드(105)는 소스 MANET 노드(101)와 루트 C와 관계된 두 번째 PMRQ 메시지로부터 루트정보를 모으고 목적지 MANET 노드(104)와 루트 C와 관련된 두 번째 PMRP 메시지로부터 루트정보를 수집한다. MANET 노드(105)는 그 다음 루트 A와 루트 C에대한 완전한 루트정보를 망 구조를 디버깅하거나 MANET 노드(105)의 유저에게 망 구조를 디스플레이 하는 등 다양한 어플리케이션에 이용할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해저서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 루트들을 설정한 후에만 소스 루트 메시지를 이용함으로써 망 구조 정보를 수집함에 있어 오버헤드를 바람직하게 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 망 구조를 얻기 위하여 각 노드에서 루트 리퀘스트 메시지를 보내지 않는다. 본 발명은 로컬 링크를 복구한 후에 MANET에 있는 모든 노드에게 브로드캐스팅하는 것이 아니라 그 복구된 루트를 실제로 이용하는 노드들에게만 보고함으로써 오버헤드를 줄인다.

Claims

다수의 이동 애드혹 망(MANET) 노드들에 의해 형성되는 이동 애드혹 망에 사용되며, 소스 MANET 노드에서 목적지 MANET 노드로의 첫 번째 루트와 관련된 루트정보를 수집할 수 있는 첫 번째 MANET 노드에 있어서,

애드혹 온-디맨드 벡터(AODV) 프로토콜에 따라서 상기 다수의 MANET 노드들과 무선으로 통신할 수 있는 무선주파수(RF) 송수신기; 및

상기 RF 송수신기로부터 수신 데이터 패킷을 수신할 수 있고 상기 RF 송수신기로 송신 데이터 패킷을 보낼 수 잇는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 소스 MANET 노드에 의해서 발생된 패스 마커 리퀘스트 메시지를 수신하고 상기 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터 상기 첫 번째 루트와 관련된 첫 번째 루트 구조 데이터를 얻고, 상기 첫 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드에 결합시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별함을 특징으로 하는 상기 첫 번째 MANET 노드.
제1항에 있어서,

상기 제어기는 상기 얻어진 첫 번째 루트 구조 데이터를 상기 제어기와 관련된 라우팅 테이블에 저장하는것을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제2항에 있어서,

상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터의 상기 얻어진 첫 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드를 연결시키는 상기 첫 번째 루트 안에 존재하는 모든 중간 노드들의 각각에 관련된 IP 주소를 포함함을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제3항에 있어서,

상기 제어기는 상기 첫 번째 MANET 노드와 관련된 IP 주소를 상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지에 덧붙임을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제4항에 있어서,

상기 제어기는 상기 덧붙여진 IP 주소와 함께 상기 첫 번째 마커 리퀘스트 메시지를 상기 첫 번째 경로에 있는 다음 홉을 경유해서 상기 목적지 MANET 노드로 포워딩 시킴을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제5항에 있어서,

상기 제어기는 상기 목적지 MANET 노드에 의해서 발생된 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지를 수신하고 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지로부터 첫 번째 경로와 관련된, 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 목적지 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별하는 두 번째 루트 구조 데이터를 얻음을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제6항에 있어서,

상기 제어기는 상기 제어기와 관련된 상기 라우팅 테이블에 상기 두 번째 얻어진 루트 구조 데이터를 저장함을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제7항에 있어서,

상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지로부터의 상기 얻어진 두 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 목적지 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 상기 모든 중간 노드들 각각과 관련된 IP 주소를 포함함을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제8항에 있어서,

상기 제어기는 상기 첫 번째 MANET 노드와 관련된 IP 주소를 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지에 덧 붙이는 것을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
제9항에 있어서,

상기 제어기는 상기 덧붙여진 IP 주소와 함께 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지를 상기 첫 번째 루트에 있는 다음 홉을 경유하여 상기 소스 MANET 노드로 포워딩 시킴을 특징으로 하는 첫 번째 MANET 노드.
다수의 이동 애드혹 망(MANET) 노드들에 의해 형성되는 이동 애드혹 망의 이용을 위해, 첫 번째 MANET 노드에서 소스 MANET 노드로부터 목적지 MANET 노드로의 첫 번째 루트와 관련된 루트 정보를 수집하는 방법에 있어서,

상기 첫 번째 MANET 노드에서 상기 소스 MANET 노드에 의해 발생되는 패스 마커 리퀘스트 메시지를 수신하는 과정; 및

상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터 상기 첫 번째 루트와 관련된, 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별하는 첫 번째 루트 구조 데이터를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 첫 번째 MANET 노드에 있어서 상기 첫 번째 얻어진 루트 구조 데이터를 라우팅 테이블에 저장하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지로부터 상기 얻어진 첫 번째 루트 구조 데이터는 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 소스 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 상기 모든 중간 노드들의 각각과 관련된 IP 주소를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 첫 번째 MANET 노드와 관련된 IP 주소를 상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지에 덧붙이는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 덧붙여진 IP 주소와 함께 상기 첫 번째 패스 마커 리퀘스트 메시지를 상기 첫 번째 루트에 있는 다음 홉을 경유하여 상기 목적지 MANET 노드로 포워딩시키는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 목적지 MANET 노드에 의해 발생되는 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지를 수신하는 과정; 및

상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지로부터 상기 첫 번째 루트와 관련된, 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 목적지 MANET 노드로 결합시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 MANET 노드들을 식별하는 두 번째 루트 구조 데이터를 얻는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 두 번째 얻어진 루트 구조 데이터를 상기 라우팅 테이블에 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지로부터의 상기 얻어진 두 번째 루트 구조 데이터가 상기 첫 번째 MANET 노드를 상기 목적지 MANET 노드로 연결시키는 상기 첫 번째 루트에 있는 모든 중간 노드들 각각과 관련된 IP 주소를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 첫 번째 MANET 노드와 관련된 IP 주소를 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지에 덧붙이는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서,

상기 덧붙여진 IP 주소와 함께 상기 첫 번째 패스 마커 리플라이 메시지를 상기 첫 번째 경로에 있는 다음 홉을 경유하여 상기 소스 MANET 노드로 포워딩시 킴을 특징으로 하는 방법.