KR100930261B1 - 직교 좌표계에 기반한 네트워크에서 패킷을 라우팅하는장치 및 방법 - Google Patents

직교 좌표계에 기반한 네트워크에서 패킷을 라우팅하는장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크에서의 패킷의 라우팅에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 장치는, 복수의 노드로 구성된 네트워크의 각 노드에 위치하고, 상기 네트워크를 통해 패킷을 전송하기 위한 라우팅 장치로서, 이웃하는 노드로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부; 상기 패킷을 상기 이웃하는 노드 중 어느 노드로 전송할 지를 판정하는 제어부; 상기 패킷을 이웃하는 노드 중 하나 이상의 노드로 전송하는 패킷 송신부; 및 상기 제어부의 판정을 위한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함한다.
네트워크, 패킷, 라우팅, 노드

Description

직교 좌표계에 기반한 네트워크에서 패킷을 라우팅하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING PACKETS IN THE NETWORK OF RECTEANGULAR COORDINATES}
본 발명은 네트워크에서의 패킷의 라우팅에 관한 것이다.
X-Y 직교 좌표 기반의 네트워크는 전통적인 네트워크 연결 방식 중 하나로서, 최근 들어 웨어러블 컴퓨터(wearable computer)를 확장한 바디 센서 네트워크(body sensor network)의 유선 네트워크 구성 방식(웨어러블 네트워크)으로 다시 조명을 받고 있다. 이러한 X-Y 직교 좌표 기반의 네트워크가 적용될 수 있는 또 다른 예로 카펫 등에 설치되는 네트워크를 들 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 컴퓨터에 설치되는 네트워크의 경우, 단선이 되기 쉬운 환경에 노출되어 있으므로, 단선에 대한 대책이 필요하다. 종래 방법에서는 데이터 패킷을 전송할 때마다 단선 여부를 체크하므로 전력소모가 많고, 단선을 발견했을 때, 새로운 경로를 선정하기 위해 복잡한 과정을 거치므로, 효율이 떨어진다.
또한, X-Y 직교 좌표 기반의 네트워크에서는, 네트워크에서의 라우팅을 위해, 각 노드에 고유한 주소가 부여된다. 이러한 각 노드는 다음 호핑(hopping)으로 갈 때의 경로를 저장하고 있는 테이블(table)을 가지고 있다. 이러한 테이블을 라우팅 테이블이라고 한다. 이러한 라우팅 테이블을 칩 위에 구현하기 위해서는 메모리가 필요하며, 메모리는 전력과 면적을 필요로 한다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, X-Y 기반 네트워크에서 단선이 생긴 경우, 복잡한 계산 없이 신속하게 우회 경로를 선택할 수 있는 라우팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각 노드에서의 메모리에 필요한 면적 및 전력 소모가 감소된 라우팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 장치는, 복수의 노드로 구성된 네트워크의 각 노드에 위치하고, 상기 네트워크를 통해 패킷을 전송하기 위한 라우팅 장치로서, 이웃하는 노드로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부; 상기 패킷을 상기 이웃하는 노드 중 어느 노드로 전송할 지를 판정하는 제어부; 상기 패킷을 이웃하는 노드 중 하나 이상의 노드로 전송하는 패킷 송신부; 및 상기 제어부의 판정을 위한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함한다.
여기서, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 수신된 패킷을 라우팅하기 위한 라우팅부; 및 상기 라우팅 장치가 위치하는 노드와 이웃하는 노드의 단절 여부를 검출하기 위한 오류 검출부를 포함한다.
여기서, 바람직하게는, 상기 메모리부는, 상기 라우팅 장치가 위치하는 노드의 주소를 저장하는 주소 레지스터; 상기 오류 검출부의 검출 결과를 저장하는 오류 레지스터; 및 상기 패킷에 포함된 정보를 임시로 저장하기 위한 임시 레지스터 를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 네트워크는, 복수의 노드를 포함하고, 상기 노드 중 어느 한 노드로부터 다른 한 노드로 패킷이 전송되는 네트워크로서, 각각의 노드는 직교 좌표계의 x 좌표 및 y 좌표에 대응되는 주소를 가지고, 각각의 노드는 상기 패킷을 전송하기 위한 라우팅 장치를 포함하며, 상기 라우팅 장치는, 이웃하는 노드로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부; 상기 패킷을 상기 이웃하는 노드 중 어느 노드로 전송할지를 판정하는 제어부; 상기 패킷을 이웃하는 노드 중 하나 이상의 노드로 전송하는 패킷 송신부; 및 상기 제어부의 판정을 위한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 라우팅 방법은, 복수의 노드로 구성된 네트워크의 제1 노드로부터 제2 노드로 데이터 패킷을 전송하는 라우팅 방법으로서, 상기 제1 노드가 상기 제2 노드를 향해 BEQ(beacon) 패킷을 전송하는 단계; 상기 제2 노드는 상기 BEQ 패킷을 수신하면, 상기 제1 노드를 향해 ACK(acknowledgement) 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 제1 노드는 상기 ACK 패킷을 수신하면, 상기 제2 노드를 향해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 바람직하게는, 상기 ACK 패킷이 전송되는 경로는 상기 BEQ 패킷이 전송되는 경로의 역순이다.
여기서, 바람직하게는, 상기 BEQ 패킷을 전송하는 단계 및 상기 ACK 패킷을 전송하는 단계는 일정한 시간 간격을 두고 주기적으로 수행된다.
여기서, 바람직하게는, 상기 BEQ 패킷을 전송하는 단계 및 상기 ACK 패킷을 전송하는 단계에 의하여, 상기 데이터 패킷이 전송되는 경로가 설정된다.
본 발명의 또 다른 일 실시에에 따른 라우팅 방법은, 복수의 노드로 구성된 네트워크의 제1 노드로부터 제2 노드로 데이터 패킷을 전송하는 라우팅 방법으로서, 상기 복수의 노드의 주소와 패킷의 주소를 비교하여 상기 패킷이 라우팅될 경로를 결정한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체는, 복수의 노드로 구성된 네트워크의 제1 노드로부터 제2 노드로 데이터 패킷을 전송하는 라우팅 방법을 실행하기 위한 프로그램이 탑재된 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체로서, 상기 라우팅 방법은, 상기 제1 노드가 상기 제2 노드를 향해 BEQ(beacon) 패킷을 전송하는 단계; 상기 제2 노드는 상기 BEQ 패킷을 수신하면, 상기 제1 노드를 향해 ACK(acknowledgement) 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 제1 노드는 상기 ACK 패킷을 수신하면, 상기 제2 노드를 향해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, X-Y 기반 네트워크에서 단선이 생긴 경우, 복잡한 계산 없이 신속하게 우회 경로를 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, X-Y 기반 네트워크에서 패킷의 라우팅 시 각 노드에서의 메모리에 필요한 면적 및 전력 소모를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 X-Y 기반 네트워크의 일례를 나타낸 도면이다. X-Y 기반의 네트워크에서 각 노드(스위치)에 대한 주소는 미리 부여된다.
각 노드에는 주소가 부여된다. 직교 좌표계의 주소 체계의 일례로서, X-Y 직교 좌표계의 X 좌표 및 Y 좌표를 각 노드의 주소로 이용할 수 있다.
도 1에서, A 노드의 X 좌표는 0이고, B 노드의 X 좌표는 1이고, C 노드의 X 좌표는 2이고, D 노드의 X 좌표는 3이다. A 노드의 Y 좌표는 3이고, E 노드의 Y 좌표는 2이고, I 노드의 Y 좌표는 1이고, M 노드의 Y 좌표는 0이다. 따라서, M 노드의 주소는 (0, 0)이고, K 노드의 주소는 (2, 1)이고, P 노드의 주소는 (3, 0)이고, A 노드의 주소는 (0, 3)이다. 이러한 주소체계는 예시적인 것으로서, 직교 좌표계가 복수의 레이어(layer)를 이루는 경우, 각 노드의 주소는 레이어 ID를 포함할 수 있다. 또한, 직교좌표계를 복수의 섹션으로 분할하는 경우, 각 노드의 주소는 섹션(section) ID를 포함할 수 있다.
본 발명은 예를 들어, A 노드에서 P 노드로 데이터 패킷을 전송하기 위한 라우팅 방법 및 라우팅 장치를 제공한다. 출발지 노드(A 노드) 및 목적지 노드(P 노드)는 예시적인 것으로서 임의의 노드가 출발지 노드 또는 목적지 노드가 될 수 있다.
도 2는 본 발명에서 이용되는 패킷(packet)의 구조를 나타낸 모식도이다. 패킷은 BEQ 패킷(beacon packet), ACK(acknowledgement) 패킷, 데이터(data) 패킷일 수 있다.
패킷은 물리계층(physical laler; PHY) 헤더(910), 페이로드(930), PHY 테 일(940)을 포함한다.
페이로드(payload; 930)는 패킷이 BEQ 패킷 또는 ACK 패킷인 경우, 패킷이 전송되는 경로를 저장하기 위한 스택(payload stack)을 포함한다. 패킷이 데이터 패킷인 경우, 페이로드(930)에는 데이터가 포함된다.
PHY 테일(940)은 패킷 전송에 필요한 부가적인 정보, 예를 들어 CRC(code redundancy check) 코드 등을 포함한다.
PHY 헤더(910)는 패킷 전송의 동기화를 위한 싱크(synchronization; Sync) 레코드(911), 패킷의 길이를 저장하는 길이(length) 레코드(912), 패킷이 BEQ 패킷인지 여부를 나타내는 BEQ 플래그(913), 패킷이 ACK 패킷인지 여부를 나타내는 ACK 플래그(914), 패킷이 처음 발송된 노드의 주소를 저장하기 위한 출발지 레코드(915), 패킷의 목적지의 주소를 저장하기 위한 목적지 레코드(916)를 포함한다.
출발지 레코드(915) 및 목적지 레코드(916)는 노드의 X, Y 좌표를 각각 저장하는 노드 ID 레코드(919, 920)를 포함한다. 또한, 출발지 레코드(915) 및 목적지 레코드(916)는 직교 좌표계가 아니라 입체적인 좌표계에서 이용될 수 있는 레이어 ID 레코드(917) 및 섹션 ID 레코드(918)를 포함할 수도 있다.
[라우팅 장치]
다음으로, 도 1에 나타낸 예시적인 직교 좌표계에서 도 2에 나타낸 예시적인 패킷을 라우팅하기 위한, 본 발명에 따른 라우팅 장치에 관하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 장치(100)를 나타낸 블록도이다. 라우팅 장 치(100)는 앞서 설명한 각 노드에 위치한다. 또는 앞서 설명한 각 노드를 이러한 라우팅 장치(100)로 구성할 수 있다.
라우팅 장치(100)는 패킷을 수신하는 패킷 수신부(110), 패킷을 송신하는 패킷 송신부(120), 패킷을 라우팅하고, 해당 노드와 이웃하는 노드의 단절 여부를 검출하기 위한 제어부(130)를 포함한다. 또한, 라우팅 장치(100)는 해당 노드의 상태를 저장하기 위한 메모리부(140)를 포함한다.
제어부(130)는 수신된 패킷을 라우팅하기 위한 라우팅부(132)와 해당 노드와 이웃하는 노드의 단절 여부를 검출하기 위한 오류 검출부(134)를 포함한다. 오류 검출부(134)는 시간 측정을 위한 타이머(timer; 미도시)를 포함한다.
메모리부(140)는 해당 노드와 이웃하는 노드의 단절 여부를 저장하기 위한 오류 레지스터(142)를 포함한다. 또한, 메모리부(140)는 임시로 데이터를 저장하기 위한 임시 레지스터(143)를 포함한다. 또한, 메모리부(140)는 라우팅 장치(100)가 위치하는 노드의 주소를 저장하기 위한 주소 레지스터(144)를 포함한다.
<라우팅부(132)의 동작>
도 4는 라우팅부(132)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 라우팅부(132)는 패킷 수신부(110)가 패킷을 수신했는지 여부를 감시한다(S101). 패킷이 수신된 경우, 라우팅부(132)는 수신된 패킷이 ACK 패킷인지 여부를 판단한다(S102). 수신된 패킷이 ACK 패킷인지 여부를 판단하기 위해, 라우팅부(132)는 수신된 패킷의 ACK 플래그가 1인지 여부를 판단한다. 수신된 패킷이 ACK 패킷인 경우, ACK 전송 루틴을 실행한다(S200). ACK 전송 루틴에 관해서는 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
수신된 패킷이 ACK 패킷이 아닌 경우, 라우팅부(132)는 수신된 패킷이 BEQ 패킷인지 여부를 판단한다(S103). 수신된 패킷이 BEQ 패킷인지 여부를 판단하기 위해, 라우팅부(132)는 수신된 패킷의 BEQ 플래그가 1인지 여부를 판단한다.
수신된 패킷이 BEQ 패킷인 경우, 라우팅부(132)는 오류 검출부(134)의 동작을 개시시킨다(S104). 오류 검출부(134)의 동작에 관해서는 도 7을 참조하여 후술하도록 한다. 또한, 수신된 패킷이 BEQ 패킷인 경우, 라우팅부(132)는 수신된 패킷을 송신한 곳으로 반송한다(S105). 패킷의 반송을 위해 라우팅부(132)는 패킷의 페이로드 스택의 정보를 참조한다. 그 후, 라우팅부(132)는 수신된 패킷의 페이로드 스택에 현재 노드 주소를 기입하고(S106), 데이터 전송 루틴을 실행한다(S300). 데이터 전송 루틴에 관해서는 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.
<ACK 전송 루틴>
도 5는 도 4의 ACK 전송 루틴(S200)을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
ACK 전송 루틴이 시작되면, 라우팅부(132)는 수신된 패킷에 포함된 목적지 좌표와 현재 노드의 좌표가 동일한지 여부를 판단한다(S201). 수신된 패킷에 포함된 목적지 좌표와 현재 노드의 좌표가 동일한 경우, 라우팅부(132)는 ACK 패킷이 목적지에 도착한 것으로 판단한다.
수신된 패킷에 포함된 목적지 좌표와 현재 노드의 좌표가 동일하지 않은 경 우, 라우팅부(132)는 패킷의 페이로드 스택 마지막 주소를 임시 레지스터(143)에 저장하고, 스택의 마지막 주소를 패킷의 페이로드 스택으로부터 삭제한다(S202). 다음으로, 라우팅부(132)는 그 패킷을 임시 레지스터(143)에 저장된 주소로 송신한다(S203).
<BEQ/데이터 패킷 전송 루틴>
도 6은 도 4의 데이터 전송 루틴(S300)을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
데이터 전송 루틴이 시작되면, 라우팅부(132)는 현재 노드의 오류 레지스터의 값이 1인지 여부를 판정한다(S301). 현재 노드의 오류 레지스터의 값이 1이 아닌 경우, 정상모드(S310)가 실행되고, 현재 노드의 오류 레지스터의 값이 1인 경우, 비정상모드(S320)가 실행된다.
정상모드가 실행되는 경우(S310), 라우팅부(132)는 우선 수신된 패킷의 목적지 주소의 X 좌표와 현재 노드의 X 좌표를 비교하고, X 좌표가 서로 동일한 경우, Y 좌표를 비교한다. 목적지 주소의 X 좌표가 현재 노드의 X 좌표보다 큰 경우, 라우팅부(132)는 현재 노드보다 X 좌표가 1만큼 큰 노드(이하, 오른쪽 노드)로 패킷을 전송한다. 목적지 주소의 X 좌표가 현재 노드의 X 좌표보다 작은 경우, 라우팅부(132)는 현재 노드보다 X 좌표가 1만큼 작은 노드(이하, 왼쪽 노드)로 패킷을 전송한다.
수신된 패킷의 목적지 주소의 X 좌표와 현재 노드의 X 좌표가 동일한 경우, 라우팅부(132)는 목적지 주소의 Y 좌표와 현재 노드의 Y 좌표를 비교하고, 목적지 주소의 Y 좌표가 더 큰 경우에는 현재 노드보다 Y 좌표가 1만큼 큰 노드(이하 위쪽 노드)로 패킷을 전송하고, 목적지 주소의 Y 좌표가 더 작은 경우에는 현재 노드보다 Y 좌표가 1만큼 작은 노드(이하 아래쪽 노드)로 패킷을 전송한다. 목적지 주소와 현재 노드의 X, Y 좌표가 모두 동일한 경우에는, 라우팅부(132)는 패킷이 목적지에 도착한 것으로 판단한다. 라우팅부(132)는 패킷이 목적지에 도착한 것으로 판단한 경우, 그 패킷이 BEQ 패킷인 경우, ACK 발송 루틴을 실행한다(S330). ACK 발송 루틴에 관해서는 도 8을 참조하여 후술하도록 한다.
비정상 모드가 실행되는 경우(S320), 라우팅부(132)는 우선 수신된 패킷의 목적지 주소의 Y 좌표와 현재 노드의 Y 좌표를 비교하고, Y 좌표가 서로 동일한 경우, X 좌표를 비교한다. 즉, 정상모드와 비정상 모드가 다른 점은, 목적지 주소와 현재 노드의 주소를 비교함에 있어, X 좌표를 먼저 비교하는지 Y 좌표를 먼저 비교하는 지이다.
<오류 검출부(134)의 동작>
도 7은 오류 검출부(134)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
오류 검출부(134)가 동작을 개시하면, 오류 검출부(134)는 타이머를 작동시킨다(S401). 타이머는 작동 개시 이후에 경과한 시간을 측정한다.
오류 검출부(134)는 현재 노드에서 송신한 BEQ 패킷이 다시 수신되었는지 여부를 판단한다(S402). 현재 노드에서 송신한 BEQ 패킷이 다시 수신되었는지 여부를 판단하기 위해, 오류 검출부(134)는 패킷 수신부(110)가 패킷을 수신했는지 여부, 수신된 패킷의 BEQ 플래그가 1인지 여부, 수신된 패킷의 페이로드 스택에 포함된 마지막 주소가 현재 노드의 주소인지 여부를 판단한다. 앞서 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 현재 노드가 BEQ 패킷을 송신하는 경우, 그 패킷의 페이로드 스택에 현재 노드의 주소를 기입하여(S106) 송신하였기 때문에, 수신된 BEQ 패킷의 페이로드 스택의 마지막 주소가 자신의 주소인 경우, 스스로 송신한 BEQ 패킷이 되돌아온 것으로 판단할 수 있다.
BEQ 패킷이 재수신된 경우, 오류 검출부(134)는 오류 레지스터의 값을 0으로 설정한다(S403).
일정 시간이 경과해도, 스스로 송신한 BEQ 패킷이 재수신되지 않는 경우(S404), 오류 검출부(134)는 오류 레지스터(142)의 값을 1로 설정한다(S405).
<ACK 발송 루틴>
도 8은 ACK 발송 루틴을 나타낸 흐름도이다. 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, BEQ 패킷이 목적지에 도착한 것으로 라우팅부(132)가 판단한 경우, 라우팅부(132)는 ACK 발송 루틴을 실행한다(S330).
라우팅부(132)는 수신된 패킷이 목적지에 도착했는지 여부를 판정한다(S501). 라우팅부는 수신된 패킷이 목적지에 도착했는지 여부를 판정하기 위해, 수신된 패킷의 목적지 좌표와 현재 노드의 좌표를 비교하고, 수신된 패킷의 목적지 좌표와 현재 노드의 좌표가 동일한 경우, 수신된 패킷이 목적지에 도착한 것으로 판정한다. 라우팅부(132)는 목적지에 도착한 패킷이 BEQ 패킷인지 여부를 판정한 다. 데이터 패킷이 목적지에 도착한 경우에는 ACK를 발송할 필요가 없다. 목적지에 도착한 패킷이 BEQ 패킷인 경우, 라우팅부(132)는 수신된 패킷에서 출발지 주소와 목적지 주소를 서로 교환하여 기입한다. 또한, 라우팅부(132)는 패킷의 BEQ 플래그값을 0으로 설정하고, ACK 플래그값을 1로 설정한다. 그 후, 라우팅부(132)는 ACK 전송 루틴을 실행한다. ACK 전송 루틴은 도 5를 참조하여 앞에서 설명하였다.
[실시예 1]
이하, 앞서 설명한 본 발명에 따른 라우팅 장치 및 방법의 실시예에 관하여 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기위한 예시적인 것으로서 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 1에서, A 노드로부터 P 노드로 데이터를 전송하는 과정을 설명한다. 본 발명에 따른 라우팅 방법에 의하면, 우선 A 노드로부터 P 노드까지 데이터 패킷이 전송될 수 있는지 여부를 확인하기 위해 BEQ 패킷을 전송한다. A 노드에서 출발한 BEQ 패킷이 P 노드에 도착하면, P 노드는 A 노드를 향해 ACK 패킷을 전송한다. A 노드는, ACK 패킷을 수신하면, A 노드에서 P 노드까지 데이터 패킷이 전송될 수 있는 것으로 판단하고, P 노드로 데이터 패킷을 전송한다.
<BEQ 패킷 전송 과정>
BEQ 패킷은 출발지 주소(A 노드 좌표; 915), 목적지 주소(P 노드 좌표; 916), 자신이 BEQ 패킷임을 나타내는 플래그(913)를 포함한다. 모든 노드는 오류 레지스터(142)를 포함한다. 모든 오류 레지스터(142)는 최초에 0의 값을 가진다.
A 노드의 오류 레지스터(142)는 0의 값을 가지므로, A 노드의 라우팅부(132)는 전송해야 할 BEQ 패킷에 포함된 목적지 주소(916)의 X 좌표(919)와 주소 레지스터(144)에 저장된 자신의 주소의 X 좌표를 비교한다. BEQ 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표가 자신의 X 좌표보다 크므로, A 노드(구체적으로는 A 노드의 라우팅부(100), 이하 각 노드의 라우팅부(100)를 그 노드로 지칭한다)는 BEQ 패킷을 B 노드로 전송한다. A 노드는 BEQ 패킷을 B 노드로 전송하기 전에, 수신된 패킷의 페이로드 스택에 자신의 주소(A 노드 좌표)를 기입하고, 페이로드 스택에 자신의 주소(A 노드 좌표)를 기입한 패킷을 B 노드로 전송한다. 따라서, A 노드에서 B 노드로 전송되는 BEQ 패킷의 페이로드 스택에는 A 노드의 주소가 기입되어 있다. 만약, A 노드의 오류 레지스터의 값이 1인 경우, A 노드는 전송해야 할 BEQ 패킷에 포함된 목적지 주소의 Y 좌표와 자신의 Y 좌표를 비교하고, 목적지의 Y 좌표가 자신의 Y 좌표보다 크므로, A 노드는 BEQ 패킷을 E 노드로 전송한다.
B 노드는 패킷을 수신하면, 수신된 패킷이 BEQ 패킷인 경우, 그 패킷을 그대로 전송한 곳(A 노드)으로 반송한다. 또한, B 노드는, B 노드의 오류 레지스터가 0이므로, 수신된 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표와 자신의 X 좌표를 비교한다. 수신된 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표가 자신의 X 좌표보다 크므로, B 노드는 BEQ 패킷을 C 노드로 전송한다. B 노드는 BEQ 패킷을 C 노드로 전송하기 전에, 수신된 패킷의 페이로드 스택에 자신의 주소(B 노드 좌표)를 기입하고, 페이로드 스택에 자신의 주소(B 노드 좌표)를 기입한 패킷을 C 노드로 전송한다. 따라서, B 노드에서 C 노드로 전송되는 BEQ 패킷의 페이로드 스택에는 A 노드의 주소, B 노드의 주소가 순서대로 기입되어 있다. B 노드에서 A 노드로 반송되는 BEQ 패킷의 페이로드 스택에서는 A의 주소가 기입되어 있다.
A 노드는 이웃하는 노드(B 노드)로 전송한 패킷과 동일한 패킷을 수신한 경우(S402), A 노드의 오류 레지스터값을 0으로 설정한다(S403). 전술한 바와 같이, 초기에 오류 레지스터값은 0으로 초기화 되어 있다. 오류 레지스터값이 이미 0으로 설정되어 있는 경우 오류 레지스터값은 그대로 유지된다.
마찬가지 방식으로 C 노드는 B 노드로부터 BEQ 패킷을 수신한다. C 노드는 B 노드로부터 수신된 BEQ 패킷을 그대로 B 노드로 반송하고(S105), B 노드로부터 수신된 패킷의 페이로드 스택에 자신의 주소를 기입한 후(S106), D 노드로 전송한다(S300). 따라서, B노드에서 C 노드로 전송된는 BEQ 패킷의 페이로드 스택에는 A 노드의 주소, B 노드의 주소, C 노드의 주소가 순서대로 기입되어 있다. C 노드에서 B 노드로 반송되는 BEQ 패킷의 레이로드 스택에는 A 노드의 주소, B 노드의 주소가 순서대로 기입되어 있다. B 노드는 이웃하는 노드(C 노드)로 전송한 패킷과 동일한 패킷을 수신했으므로(S402), B 노드의 오류 레지스터 값을 0으로 설정한다(S403).
D 노드는 패킷을 수신하면, 수신된 패킷이 BEQ 패킷인 경우, 그 패킷을 그대로 전송한 곳(C 노드)으로 반송한다(S105). 또한, D 노드는, D 노드의 오류 레지스터가 0이므로(S301), 수신된 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표와 자신의 X 좌표를 비교한다. 수신된 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표가 자신의 X 좌표와 동일하므로, 수신된 패킷에 포함된 목적지 주소의 Y 좌표와 자신의 Y 좌표를 비교한다. 수신된 패킷에 포함된 목적지 주소의 Y 좌표가 자신의 Y 좌표보다 작으므로, D 노드는 수신된 패킷의 페이로드 스택에 자신의 주소를 기입하여 H 노드로 전송한다.
이와 같은 방식으로, BEQ 패킷은 A-B-C-D-H-L-P 의 순서로 P 노드로 전송된다.
<ACK 패킷 전송 과정>
P 노드는 BEQ 패킷을 수신하면 수신된 BEQ 패킷을 ACK 패킷으로 전환한다. 전술한 바와 같이, 수신된 BEQ 패킷은, 출발지 주소(A 노드 좌표), 목적지 주소(P 노드 좌표), 자신이 BEQ 패킷임을 나타내는 플래그를 포함한다. 또한 BEQ 패킷은 페이로드 스택에 자신이 전송되어 온 경로, 즉 A-B-C-D-H-L-P 노드의 주소를 순서대로 포함하고 있다. P 노드는 BEQ 패킷을 ACK 패킷으로 전환하기 위해, BEQ 패킷의 BEQ 플래그를 ACK 플래그로 전환하고(S504), 출발지 주소와 목적지 주소를 서로 바꾸어 기입한다(S503). 그 후, P 노드는 ACK 패킷을 페이로드 스택의 마지막 주 소, 즉 L 노드로 송신한다(S505).
L 노드는 수신한 패킷이 ACK 패킷인 경우, 페이로드 스택에서 자신의 주소를 삭제하고, 페이로드 스택의 마지막 주소, 즉 L 노드로 ACK 패킷을 송신한다.
이와 같은 방식으로 ACK 패킷은 P-L-H-D-C-B-A의 순서로 A 노드로 전송된다.
<데이터 패킷 전송 과정>
A 노드는, BEQ 패킷을 송신하고, 일정 시간 이내에 ACK 패킷을 수신하면, 목적지 노드까지 경로가 확보된 것으로 판단하고, 데이터 패킷을 전송하기 시작한다. A 노드에서 P 노드까지 데이터 패킷이 전송될 수 있는 것으로 판단하고, P 노드로 데이터 패킷을 전송한다.
데이터 패킷의 전송 과정은 BEQ 패킷의 전송 과정과 유사하다. 다만, BEQ 패킷을 수신한 노드는 수신된 BEQ 패킷을 송신한 노드로 반송하지만, 데이터 패킷을 수신한 노드는 그 데이터 패킷을 반송하지 않고, 목적지를 향해 전송한다. 즉, 데이터 패킷을 수신한 노드는, 자신의 오류 레지스터가 0인 경우, 전송해야 할 데이터 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표와 자신의 X 좌표를 비교하고, 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표가 자신의 X 좌표보다 큰 경우, 오른쪽 노드로 패킷을 전송하고, 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표가 자신의 X 좌표보다 작은 경우, 왼쪽 노드로 패킷을 전송하고, 패킷에 포함된 목적지 주소의 X 좌표와 자신의 X 좌표가 동일한 경우, 목적지 주소의 Y 좌표와 자신의 Y 좌표를 비교한다. 데이터 패킷을 수신한 노드는, 자신의 오류 레지스터가 1인 경우, 전송해야 할 데이터 패킷에 포함된 목적지 주소의 Y 좌표와 자신의 Y 좌표를 비교하고, 목적지 주소의 Y 좌표 가 더 크거나 작은 경우, 패킷을 위쪽 또는 아래쪽으로 전송하고, 목적지 주소의 Y 좌표와 자신의 Y 좌표가 동일한 경우, 목적지 주소의 X 좌표와 자신의 X 좌표를 비교한다.
데이터 패킷의 전송 과정과 BEQ 패킷의 전송 과정의 또 다른 점은, 데이터 패킷의 전송 과정에서는, 데이터 패킷을 수신한 노드는 데이터 패킷의 페이로드의 정보를 변경하지 않는다는 점이다.
[실시예 2]
도 9는 본 발명에 따른 라우팅 방법이 적용될 수 있는 예시적인 직교 좌표계이다. 이 직교 좌표계에서는, B 노드와 C 노드 사이가 단선되어 있다. A 노드에서부터 P 노드로 데이터 패킷을 전송해야하는 경우, BEQ 패킷의 전송, ACK 패킷의 전송, 데이터 패킷의 전송 과정에 관하여 설명한다. 앞서 실시예 1에서 설명한 내용과 동일한 내용은 설명을 생략하도록 한다.
<BEQ 패킷 전송>
최초로 모든 노드의 오류 레지스터는 0으로 설정되어 있다. A 노드는 BEQ 패킷을 B 노드로 전송한다. B 노드는 수신된 BEQ 패킷을 A 노드로 전송하고, 수신된 BEQ패킷의 페이로드 스택에 자신의 주소를 추가하여 C 노드로 전송한다.
A 노드는 B 노드로부터 BEQ 패킷의 반송을 받은 때, A 노드의 오류 레지스터를 0으로 설정한다. B 노드는 일정 시간이 경과해도 BEQ패킷의 반송을 받지 못하므로, B 노드의 오류 레지스터를 1로 설정한다.
A 노드는 BEQ 패킷을 전송하고 일정 시간 경과 후에도 ACK 패킷을 전송받지 못한 경우, 다시 BEQ 패킷을 전송한다. A노드는 BEQ 패킷을 B 노드로 전송한다. B 노드는 수신된 BEQ패킷을 A 노드로 반송한다. 또한, B 노드는, 수신된 BEQ 패킷의 페이로드 스택에 자신의 주소를 기입하고, B 노드의 오류레지스터가 1이므로, 수신된 BEQ패킷에 포함된 목적지 주소의 Y 좌표와 자신의 Y 좌표를 비교하고, 목적지 주소의 Y 좌표가 자신의 Y 좌표보다 작으로므로 BEQ 패킷을 F 노드로 전송한다.
이와 같은 과정으로 BEQ패킷은 A-B-G-F-H-L-P의 순서로 P 노드로 전송된다.
<ACK 패킷 전송>
P 노드는 ACK 패킷을 전송한다. ACK 패킷은 P-L-H-G-F-B-A의 순서로 A 노드로 전송된다.
BEQ 패킷의 전송 과정, ACK 패킷의 전송 과정이 종료되면, B 노드의 오류 레지스터는 1로 설정되고, 나머지 노드의 오류 레지스터는 0으로 설정된다.
<데이터 패킷 전송>
A 노드는 P 노드를 향해 데이터 패킷을 전송한다. B 노드의 오류 레지스터는 1로 설정되어 있고, 나머지 노드의 오류 레지스터는 0으로 설정되어 있으므로, 데이터 패킷은, A-B-G-F-H-L-P의 순서로 P 노드로 전송된다.
이상 실시예를 예로 들어 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 라우팅 방법 및 장치는 주기적으로 출발지에서 목적지 사이에 단선이 있는지 여부를 확인한다. 단선이 있는 경우에도 네트워크 복원을 위해 특별한 과정을 거치는 것이 아니라, 각 노드의 오류 레지스터 값을 변경함으로써, 데이터 패킷이 목적지까지 안전하게 도달할 수 있다. 따라서, 라우팅 시에 소모되는 전력이 상당히 감소된다. 또한, 본 발명에 따른 라우팅 방법 및 장치는 각 노드는 라우팅 테이블을 포함하지 않아도 되기 때문에, 라우팅 테이블을 위해 필요한 전력 및 면적을 필요로 하지 않는다.
도 10은 본 발명에 따른 라우팅 방법 및 장치가 적용될 수 있는 일례로서, 의복형 네트워크를 나타낸 도면이다. 옷에 구현된 네트워크를 통해 MP3 재생장치에서 재생된 음악을 이어폰을 통해 들을 수 있다. 중간에 단선이 생긴 경우에도, 본 발명에 따른 라우팅 방법 및 장치에 의하면, 새로운 전송 경로를 통해 데이터 패킷이 전송되므로, 끊김 없이 음악을 감상할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시예를 들어 설명하였다. 이러한 실시예들은 예시적인 것이지 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 결정되어야 하며, 전술한 실시예뿐만 아니라 당업자가 전술한 실시예를 참조하여 변형 가능한 변형예 등도 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 X-Y 기반 네트워크의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에서 이용되는 패킷(packet)의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 장치(100)를 나타낸 블록도이다.
도 4는 라우팅부(132)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 ACK 전송 루틴(S200)을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 도 4의 데이터 전송 루틴(S300)을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 오류 검출부(134)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 ACK 발송 루틴을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 라우팅 방법이 적용될 수 있는 예시적인 직교 좌표계이다.
도 10은 본 발명에 따른 라우팅 방법 및 장치가 적용될 수 있는 일례로서, 의복형 네트워크를 나타낸 도면이다.

Claims (10)

  1. 복수의 노드로 구성된 네트워크의 각 노드에 위치하고, 상기 네트워크를 통해 패킷을 전송하기 위한 라우팅 장치에 있어서,
    이웃하는 노드로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부;
    상기 패킷을 상기 이웃하는 노드 중 어느 노드로 전송할 지를 판정하는 제어부;
    상기 패킷을 이웃하는 노드 중 하나 이상의 노드로 전송하는 패킷 송신부; 및
    상기 제어부의 판정을 위한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    수신된 패킷이 BEQ(beacon) 패킷일 경우, 상기 BEQ 패킷을 송신한 노드의 라우팅 장치로 상기 BEQ 패킷을 반송하고, 상기 수신된 패킷을 라우팅하기 위한 라우팅부; 및
    상기 BEQ 패킷의 반송 여부에 따라, 이웃하는 노드 사이의 단절 여부를 검출하는 오류 검출부를 포함하며,
    상기 오류 검출부의 검출 결과에 따라, 이웃하는 노드 중 상기 패킷의 전송 경로로서 이용될 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메모리부는,
    상기 라우팅 장치가 위치하는 노드의 주소를 저장하는 주소 레지스터;
    상기 오류 검출부의 검출 결과를 저장하는 오류 레지스터; 및
    상기 패킷에 포함된 정보를 임시로 저장하기 위한 임시 레지스터를 포함하는, 라우팅 장치.
  4. 복수의 노드를 포함하고, 상기 복수의 노드 중 어느 한 노드로부터 다른 한 노드로 패킷이 전송되는 네트워크 시스템에 있어서,
    각각의 노드는 직교 좌표계의 x 좌표 및 y 좌표에 대응되는 주소를 가지고,
    각각의 노드는 상기 패킷을 전송하기 위한 라우팅 장치를 포함하며,
    상기 라우팅 장치 각각은,
    이웃하는 노드로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부;
    상기 패킷을 상기 이웃하는 노드 중 어느 노드로 전송할지를 판정하는 제어부;
    상기 패킷을 이웃하는 노드 중 하나 이상의 노드로 전송하는 패킷 송신부; 및
    상기 제어부의 판정을 위한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하며,
    상기 제어부 각각은,
    수신된 패킷이 BEQ(beacon) 패킷일 경우, 상기 BEQ 패킷을 송신한 노드의 라우팅 장치로 상기 BEQ 패킷을 반송하고, 상기 수신된 패킷을 라우팅하기 위한 라우팅부; 및
    상기 BEQ 패킷의 반송 여부에 따라, 이웃하는 노드 사이의 단절 여부를 검출하는 오류 검출부를 포함하며,
    상기 오류 검출부의 검출 결과에 따라, 이웃하는 노드 중 상기 패킷의 전송 경로로서 이용될 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  5. 제4항에 따른 네트워크 시스템의 제1 노드로부터 제2 노드로 데이터 패킷을 전송하는 라우팅 방법에 있어서,
    상기 제1 노드가 상기 제2 노드를 향해 BEQ(beacon) 패킷을 전송하는 단계;
    상기 제2 노드는 상기 BEQ 패킷을 수신하면, 상기 제1 노드를 향해 ACK(acknowledgement) 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 제1 노드는 상기 ACK 패킷을 수신하면, 상기 제2 노드를 향해 데이터 패킷을 전송하되, 상기 오류 검출부의 검출 결과에 따라 결정된 노드들을 통해 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 라우팅 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 ACK 패킷이 전송되는 경로는 상기 BEQ 패킷이 전송되는 경로의 역순인, 라우팅 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 BEQ 패킷을 전송하는 단계 및 상기 ACK 패킷을 전송하는 단계는 일정한 시간 간격을 두고 주기적으로 수행되는, 라우팅 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 BEQ 패킷을 전송하는 단계 및 상기 ACK 패킷을 전송하는 단계에 의하여, 상기 데이터 패킷이 전송되는 경로가 설정되는, 라우팅 방법.
  9. 제4항에 따른 네트워크 시스템의 제1 노드로부터 제2 노드로 데이터 패킷을 전송하는 라우팅 방법에 있어서,
    상기 복수의 노드의 주소와 패킷의 주소를 비교하여 상기 데이터 패킷이 라우팅될 경로를 결정하되, 상기 오류 검출부의 검출 결과에 따라 상기 데이터 패킷이 라우팅될 경로를 결정하는 라우팅 방법.
  10. 제5항에 따른 라우팅 방법을 실행하기 위한 프로그램이 탑재된, 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체.
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