KR100931406B1 - 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법 - Google Patents

이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법 Download PDF

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Abstract

복수 개의 멤버 노드로 구성된 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리의 부하를 분산하고 억제하는 방법에 있어서, 상기 멤버 노드들을, 유니캐스트 자식 멤버 노드와, 멀티캐스트 자식 멤버 노드와, 부모 멤버 노드로 구분하여 설정하는 오버레이 멀티캐스트 트리 구성단계와, 상기 멤버 노드들의 이동에 따라, 상기 부모 자식 멤버 노드 사이에 수수되는 멤버 헬로 메시지의 유무와, 상기 부모 멤버 노드에 속하는 자식 멤버 노드의 수 중의 적어도 하나를 이용하여, 상기 트리의 부하를 분산하고 억제하도록 상기 부모 멤버 노드를 변경하는 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계를 포함하여 구성된다.
채널 경쟁과 간섭을 줄이고, 패킷 전송률을 높이기 위한, 부하 분산 및 부하 억제가 필요한 이동 애드혹(Mobile Ad-hoc) 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리 구성이 적용되는 통신분야에 광범위하게 이용될 수 있다.
애드혹, 네트워크, 멀티캐스트, 유니캐스트

Description

이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법{Method of load decentralization and load inhibition in overlay multicast tree on mobile ad-hoc network}
본 발명은, 이동 애드혹(Mobile Ad-hoc) 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리 구성에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이동 애드혹 네트워크 환경에서 멤버 노드 간에 그룹 통신을 위한 오버레이 멀티캐스트 트리 구성시, 특정 노드에 유니캐스트 자식 멤버 노드가 집중되는 것을 막아, 패킷 전송에 따른 부하를 분산하고, 더 나아가서는 멀티캐스트 자식 멤버의 수를 최대화하여 부하 생성 자체를 억제함으로써, 채널 경쟁과 간섭을 줄이고, 패킷 전송률을 높이는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이동 애드혹 네트워크는, 유선 기반망 없이 이동단말기의 노드(node)들로만 자율적으로 구성된 무선지역의 네트워크이며, 멀티캐스트는, 그룹 통신을 위한 기술로서, 일대다, 다대다 전송을 위한 기술이다. 그리고, 일반적으로, 이동 애드혹 네트워크에서의 멀티캐스트에는, (1) 네트워크 계층에서 제공하는 멀티캐스트 방법과 (2) 응용 계층에서 제공하는 오버레이 멀티캐스트 방법이 있다.
상기 네트워크 계층에서 제공하는 멀티캐스트 방법은, 그룹의 멤버 노드와 비 멤버 노드가 모두 포함되어, 멀티캐스트 데이터 패킷 전달을 위한 전달 구조(메쉬, 트리 등)를 생성한다. 따라서, 전달 구조상의 멤버 노드를 포함한 비 멤버 노드들도 그룹의 ID나 전달대상과 같은 그룹의 상태를 관리한다.
그러나 이동 애드혹 네트워크 환경에 많은 그룹이 존재하는 경우, 그룹과 관련이 없는 비 멤버 노드의 그룹 상태 관리는, 메모리 효율성을 저하하고, 노드의 이동이나 멤버십 변화가 잦을수록, 테이블 관리가 어려운 단점이 있다.
이와 대비하여, 상기 응용 계층에서 제공하는 오버레이 멀티캐스트 방법은, 그룹의 멤버 노드만이 전달 구조를 생성하는데 포함된다. 상기 멤버 노드들은 가상의 경로인 IP터널을 통해 연결된다. 그리고 상기 IP터널은, 하부의 유니캐스트 라우팅 프로토콜에 의해 생성, 유지된다. 이때, 그룹의 멤버 관리는, 멀티캐스트 자식 멤버와 유니캐스트 자식 멤버를 구분하지 않고, 일괄적인 그룹 멤버 관리가 이루어지고 있다.
이와 같이, 멤버 노드 간의 실제 물리적 링크의 생성 및 단절에 대한 복구가, 하부의 유니캐스트 라우팅 프로토콜에 의해 이루어지기 때문에, 멀티캐스트 프로토콜의 구현이 간단하고, 멤버십에 대한 관리가 용이하다. 또한, 비 멤버 노드들은, 단순 유니캐스트 라우터와 같이 패킷 전달만을 수행하므로, 관련이 없는 그룹은 상태 관리를 하지 않으므로 효율적이다.
하지만, 일반적으로 이와 같은 유니캐스트 전송은, 개별 멤버 노드에 대하여 각각의 전송이 이루어지는 측면에서, 많은 오버헤드를 갖는다. 특히, 특정 노드에 많은 자식 멤버 노드가 연결되는 경우, 해당 노드는 많은 수의 패킷을 복사하여, 각 자식 멤버 노드에 각각 전달해 주어야 한다. 이는, 제한된 전원용량을 가진 소규모 단말들의 경우, 빠른 배터리 소모와 더불어, 해당 노드 주변의 채널 경쟁과 간섭을 증가시킨다.
따라서, 이동 애드혹 네트워크에서의 오버레이 멀티캐스트 프로토콜은, 이러한 특정 노드에 과도한 자식 노드 연결로 인한 전송 부하와 빠른 에너지 고갈을 분산시킴으로써, 노드 간 형평성을 유지해야 할 필요가 있다. 그러나, 종래기술에 있어서는, 이에 대한 고려가 되어 있지 않았다.
또한, 동시 수신할 수 있는 영역에서의 개별적인 유니캐스팅은, 멀티캐스팅의 효과를 반감시킬 뿐만 아니라, 불필요한 전송으로 인한 제한된 무선 자원의 효율적 사용을 방해하고, 인접 노드 간 채널 경쟁 및 간섭으로 인해 패킷 전송률을 저하하기 때문에, 수정 보완되어야 한다. 그러나, 종래기술에 있어서는, 이에 대한 고려가 되어 있지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것이다.
본 발명의 목적은, 이동 애드혹 네트워크에서의 오버레이 멀티캐스트 트리 생성시 트래픽 부하 분산과 부하 억제 방법을 제공하고자 하는 것이다.
구체적으로는, 이동 애드혹 네트워크 환경에서 그룹 통신을 위한 오버레이 멀티캐스트 트리 구성시, 특정 노드에 유니캐스트로 연결되는 자식 멤버 노드가 집중되어 일으키는 부하를 분산하여, 에너지 소모의 형평성을 유지하고, 전달률을 향상시키는 방안을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동시 수신 가능한 자식 멤버 노드들과 유니캐스트가 필요한 자식 멤버 노드를 구분하여 트리를 구성함으로써, 부하의 생성 자체를 억제하는 방안을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 복수 개의 멤버 노드로 구성된 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리의 부하를 분산하고 억제하는 방법에 있어서, 상기 멤버 노드들을, 유니캐스트 자식 멤버 노드와, 멀티캐스트 자식 멤버 노드와, 부모 멤버 노드로 구분하여 설정하는 오버레이 멀티캐스트 트리 구성단계와, 상기 멤버 노드들의 이동에 따라, 상기 부모 자식 멤버 노드 사이에 수수되는 멤버 헬로 메시지의 유무와, 상기 부모 멤버 노드에 속하는 자식 멤버 노드의 수 중의 적어도 하나를 이용하여, 상기 트리의 부하를 분산하고 억제하도록 상기 부모 멤버 노드를 변경하는 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 부모 멤버 노드 탐색단계를 더욱 포함하며, 상기 부모 멤버 노드 탐색단계는, 상기 트리에 신규 참여하려는 자식 멤버 노드가 부모 멤버 노드를 탐색할 때, 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 우선 탐색하는 멀티캐스트 부모 멤버 노드 탐색단계와, 상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 발견하지 못하는 경우에만 유니캐스트 부모 멤버 노드를 차선 탐색하는 유니캐스트 부모 멤버 노드 탐색단계와, 상기 과정을 반복하는 반복단계를 포함한다.
그리고, 이때, 상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 멀티캐스트 해제단계를 더욱 포함하며, 상기 멀티캐스트 해제단계는, 상기 멀티캐스트 부모 자식 멤버 노드 사이의 상기 멤버 헬로 메시지가 단절되면, 상기 멀티캐스트 부모 자식 멤버 노드에 대하여 서로에 대한 정보가 삭제되는 정보 삭제단계와, 상기 자식 멤버 노드가 상기 부모 멤버 노드 탐색단계를 실행하는 신규 부모 멤버 노드 탐색단계를 포함한다.
그리고, 상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 멀티캐스트 전환단계를 더욱 포함하며, 상기 멀티캐스트 전환단계는, 상기 유니캐스트 부모 자식 멤버 노드 사이에 상기 멤버 헬로 메시지가 수수되면, 상기 부모 자식 멤버 노드의 서로에 대한 정보가 멀티캐스트 부모 자식 멤버 노드 정보로 갱신되도록 구성된다.
또한, 상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 멀티캐스트 부모 교체단 계를 더욱 포함하며, 상기 멀티캐스트 부모 교체단계는, 멀티캐스트 자식 멤버 노드가 신규의 멤버 헬로 메시지를 수신하면, 기존 부모 멤버 노드와 신규 부모 멤버 노드의 조건을 비교하는 비교단계와, 상기 비교 결과 상기 신규 부모 멤버 노드가 선택된 경우에는, 상기 자식 멤버 노드가 상기 신규 부모 멤버 노드에 상기 멤버 헬로 메시지를 송신하는 신규 부모 선택단계를 포함한다.
그리고, 상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 유니캐스트 부모 교체단계를 더욱 포함하며, 상기 유니캐스트 부모 교체단계는, 상기 유니캐스트 자식 멤버 노드가 신규의 멤버 헬로 메시지를 수신하면, 기존 부모 멤버 노드에 부모 노드 변경 메시지를 송신하는 변경 메시지 송신단계와, 상기 신규 부모 멤버 노드에 멤버 헬로 메시지를 송신하는 신규 부모 전환단계를 포함한다.
또한, 상기 자식 멤버 노드가 선택할 수 있는 상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 다수인 경우, 가장 많은 멀티캐스트 자식 멤버 노드를 가지는 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 선택되도록 구성된다.
그리고, 상기 자식 멤버 노드가 선택할 수 있는 상기 유니캐스트 부모 멤버 노드가 다수인 경우, 가장 적은 유니캐스트 자식 멤버 노드를 가지는 유니캐스트 부모 멤버 노드가 선택되도록 구성된다.
그리고, 상기 각 멤버 노드들은, 자신에게 속하는 유니캐스트 자식 멤버 노드들과, 자신에게 속하는 멀티캐스트 자식 멤버 노드들과, 자신이 속하는 부모 멤버 노드에 관한 정보를 저장하는 멤버 테이블을 구비하며, 상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계에 의하여, 상기 정보를 변경하도록 구성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이동 애드혹 네트워크 환경에서 오버레이 멀티캐스트 트리 구성을 통한 그룹 통신을 하고자 할 때 멤버 노드들의 유니캐스트 자식 멤버 노드의 수를 적절히 배분하여 전송에 따르는 부하를 분산시킨다. 동시에 동일한 무선 링크 내의 자식 멤버 노드들은 하나의 그룹으로 관리하여 한 번의 전송만 수행함으로써 부하의 생성 자체를 억제한다. 이를 통해 노드 주변의 채널 경쟁을 낮추고, 간섭을 줄여 패킷 전달률을 높인다. 또한, 이동 노드들의 제한된 에너지 사용을 최소화하고 형평성 있는 소모를 유도함으로써 오랜 시간 네트워크가 유지되도록 한다.
본 발명의 방법은, 이동 애드혹 네트워크 환경에서 오버레이 멀티캐스트 트리를 구성하는 과정에 적용되는 것이다. 이때, 부하의 분산과 억제를 위하여, 멀티캐스트 자식 멤버와 유니캐스트 자식 멤버로 나누어 관리한다. 이에 의하면, 멀티캐스트 자식 멤버들은, 부모 노드의 무선 링크 범위 내에 있는 자식 멤버 노드들로써, 하나의 집합으로 관리되며, 한 번의 멀티캐스트 전송만으로도, 모든 멤버들에게 패킷 전달이 가능하다. 이에 의하여, 무선 전송 범위 내에 있는 모든 멤버들이 개별적으로 유니캐스트되는 종래기술의 오버레이 멀티캐스트의 비효율성과 전송에 따르는 부하가 제거된다.
또한, 새롭게 그룹에 참여하고자 하는 멤버 노드는, 어느 영역에서 탐색을 하는지에 따라 부모가 될 멤버 노드의 선택기준을 달리한다. 즉, 멀티캐스트 영역에서 멤버 노드를 찾는 경우에는, 부하 생성 자체를 억제하기 위하여, 멀티캐스트 자식 멤버 수가 최대인 멤버 노드에 연결하고, 유니캐스트 영역에서 멤버 노드를 찾는 경우에는, 유니캐스트 자식 멤버 수가 최소인 멤버 노드에 연결을 결정한다. 이에 의하여, 특정 노드에 유니캐스트해야 할 자식 멤버 노드가 집중되는 것을 해결함으로써, 다수의 패킷 복사와 전송에 따른 부하 집중을 분산시킨다.
보다 구체적으로는, 본 발명은 다음과 같이 이루어져도 좋다. 즉,
오버레이 멀티캐스트 트리 구성 과정에서 멀티캐스트 지역에서 멤버 노드를 찾기 위한 멀티캐스트 참여 요청 메시지를 전송하는 단계, 멀티캐스트 지역에서 멤버 노드를 찾지 못하는 경우 유니캐스트 지역에서 멤버 노드를 찾기 위한 유니캐스트 참여 요청 메시지를 전송하는 단계, 각각의 요청에 대한 응답 메시지를 전송하는 단계, 멀티캐스트 멤버 노드로부터 응답 메시지를 수신하는 경우 부하 생성을 적게 할 수 있는 멤버 노드를 선택하는 단계, 유니캐스트 멤버 노드로부터 응답 메시지를 수신하는 경우 부하 집중을 최소화할 수 있는 멤버 노드를 선택하는 단계, 노드의 이동에 따른 멀티캐스트 멤버와 유니캐스트 멤버로의 전환을 판단하기 위해 각 멤버 노드들이 멤버 헬로 메시지를 멀티캐스트 영역에 주기적으로 전송하는 단계, 주기적인 멤버 헬로 메시지에 담긴 멀티캐스트 자식 멤버 노드 수, 소스 노드로부터의 거리 정보를 활용하여 부하 분산과 부하 억제를 위한 최적의 부모 노드를 계속하여 갱신하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따라 이동 애드혹 네트워크 환경에서 오버레이 멀티캐스트 트리를 구성하고자 할 때, 상기의 부하 분산 및 부하 억제를 위해 요구되는 멤버 테이블 관리 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 멤버 테이블은, 유니캐스트 자식 멤버 노드(100, 102, ..., 110), 멀티캐스트 자식 멤버 노드(111, 112, ..., 120), 및, 유니캐스트 또는 멀티캐스트 부모 멤버 노드(130)로 구성된다.
상기 멤버 테이블은, 상기 이동 애드혹 네트워크 환경을 구성하는 모든 멤버 노드들이 구비하는 것이며, 상기 멤버 테이블의 저장내용은, 멤버 노드들의 이동성에 수반하여, 동적으로 변화된다.
도 2는, 본 발명에 따른 이동 애드혹 네트워크 환경에서, 새로운 멤버 노드가 그룹에 참여하고자 할 때, 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 탐색하여, 멀티캐스트 자식 멤버 노드로 연결되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 상기 새롭게 그룹에 참여하고자 하는 멤버 노드는, 멀티캐스트 지역에서, 그룹 멤버 노드를 찾기 위한 멀티캐스트 참여 메시지를, 예컨대 1홉 내에 브로드캐스트(S200)한다. 이후 여러 멤버 노드들로부터 응답 메시지를 수신하기 위하여, 일정 시간 대기한다(S205). 수신한 응답 메시지는 캐시에 저장되는데, 상기 캐시를 통하여, 멀티캐스트 지역의 멤버 노드로부터 응답 메시지가 있는 지를 판단한다(S210). 수신 가능 영역 내에 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 존재한다면, 특별한 사정이 없는 한 반드시 상기 응답 메시지가 수신되어, 상기 캐시에 저장된다.
판단 결과,
(1) 수신된 응답 메시지가 없는 경우, 즉 멀티캐스트 지역에 그룹 멤버 노드가 없으면, 차선책으로 유니캐스트 지역에서 멤버 노드를 찾기 위한 유니캐스트 참여 메시지를 정해진 범위만큼 브로드캐스트(S300)한 후, 도 3의 단계로 진행한다.
(2) 수신된 응답 메시지가 있는 경우, 범위 내의 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 응답한 것이다. 이때, 상기 응답 메시지 내부에는 멀티캐스트 자식 멤버 수가 기록되어 있다. 따라서, 상기 응답 메시지 내부의 정보로부터, 멀티캐스트 자식 멤버 수가 가장 많은 것으로 판단되는 멤버 노드를, 자신의 멀티캐스트 부모 노드로 선택한다(S220). 그리고, 도 1의 멤버 테이블의 부모 멤버 노드 기억장소에 이를 등록한다.
그 후, 상기 선택한 멀티캐스트 부모 노드에 확인 메시지를 전송한다(S225). 상기 확인 메시지를 수신한 상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드는, 새로운 멤버 노드를 자신의 멀티캐스트 자식 멤버 노드로서, 도 1의 멤버 테이블에 등록한다(S230).
이로써, 새로운 멤버 노드가, 가장 부하가 적은 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 탐색할 수 있게 된다.
도 3은, 본 발명에 따른 이동 애드혹 네트워크 환경에서, 새로운 멤버 노드 가 그룹에 참여하고자 할 때, 유니캐스트 자식 멤버 노드로 연결되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 새로운 멤버 노드는, 멀티캐스트 지역에서 멤버 노드 찾기에 실패한 후, 유니캐스트 지역에서 멤버 노드를 찾기 위한 유니캐스트 참여 메시지를 브로드캐스트(S300)한다. 이후 여러 멤버 노드들로부터 응답 메시지를 수신하기 위해 일정 시간 대기한다(S305). 수신한 응답 메시지는 캐시에 저장되는데, 상기 캐시를 통하여, 유니캐스트 지역의 멤버 노드로부터 응답 메시지가 있는지를 판단한다(S310). 수신 가능 영역 내에 유니캐스트 부모 멤버 노드가 존재한다면, 특별한 사정이 없는 한 반드시 상기 응답 메시지가 수신되어, 상기 캐시에 저장된다.
판단 결과,
(1) 수신된 응답 메시지가 없는 경우, 즉 유니캐스트 지역에 그룹 멤버 노드가 없으면, 멀티캐스트 지역에서 멤버 노드를 찾기 위한 시도가 재개(S200)되어, 도 2로 진행한다.
(2) 수신된 응답 메시지가 있는 경우, 범위 내의 유니캐스트 부모 멤버 노드가 응답한 것이다. 이때, 상기 응답 메시지 내부에는 유니캐스트 자식 멤버 수가 기록되어 있다. 따라서, 상기 응답 메시지 내부의 정보로부터, 근접한 멤버 노드 중에서, 응답 메시지 내부에 기록된 유니캐스트 자식 멤버 수가 가장 적다고 판단되는 멤버 노드를 자신의 유니캐스트 부모 노드로 선택한다(S320). 그리고, 도 1의 멤버 테이블의 부모 멤버 노드 기억장소에 이를 등록한다.
그 후, 상기 선택한 유니캐스트 부모 노드에 확인 메시지를 전송한다(S325). 상기 확인 메시지를 수신한 유니캐스트 부모 멤버 노드는 새로운 멤버 노드를 자신의 유니캐스트 자식 멤버 노드로서, 도 1의 멤버 테이블에 등록한다(S330).
이로써, 새로운 멤버 노드가, 멀티캐스트 부모 멤버 노드에 대한 탐색에 실패한 경우이더라도, 차선책으로 가장 부하가 적은 유니캐스트 부모 멤버 노드를 탐색할 수 있게 된다.
상기 도 2와 도 3의 과정은, 부모 멤버 노드를 찾을 때까지 계속 반복된다.
도 4는, 노드의 이동성에 따른 멀티캐스트 멤버에서 유니캐스트 멤버로 전환 과정을 도시한 도면이다. 즉, 멀티캐스트 자식 멤버가, 이동성에 의하여, 멀티캐스트 부모 멤버로부터 이탈된 경우, 새로운 부모를 탐색 개시하기까지의 과정이다.
도 4에 따르면, 멀티캐스트 자식 멤버 노드와 멀티캐스트 부모 멤버 노드는, 멀티캐스트 지역에만 전송되는 주기적인 멤버 헬로 메시지를 통해 연결성을 유지한다(S400, S405). 상기 멤버 헬로 메시지를 수신한 노드는, 각각 상기 멤버 테이블의 해당 엔트리를 갱신함으로써, 유효한 상태를 유지한다(S410, S415).
그런데, 멤버 노드들의 이동성에 의해 무선 전송 범위를 벗어날 수 있다. 이 경우, 주기적인 멤버 헬로 메시지를 수신하지 못하게 된다(S420, S425). 일정 시간 동안 멤버 헬로 메시지를 통해 갱신되지 못한 멀티캐스트 멤버 엔트리는, 상기 멤버 테이블에서 삭제된다(S430, S435).
이와 같이, 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 삭제된 자식 멤버 노드는, 우선적으로 새로운 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 찾기 위한 시도를 재개(S440)하여, 도 2 의 과정으로 진행하고, 필요시 도 3의 과정까지 반복한다.
이에 의하여, 멀티캐스트 부모 자식 관계가 이탈된 경우에도, 자식 멤버 노드는, 다시 멀티캐스트 자식 멤버 노드가 되거나, 유니캐스트 자식 멤버 노드가 될 수 있게 된다.
도 5는, 노드의 이동성에 따른 유니캐스트 멤버에서 멀티캐스트 멤버로 전환 과정을 도시한 도면이다. 즉, 이동성에 의하여 멤버 헬로 메시지를 받게 되는 경우에, 보다 효율성이 높은 멀티캐스트 부모 자식 관계를 형성할 수 있도록 하는 과정이다.
도 5에 따르면, 유니캐스트 자식 멤버 노드와 유니캐스트 부모 멤버 노드는, 상대방 노드의 무선 전송 범위에 있지 않기 때문에, 멀티캐스트 지역에만 전송되는 주기적인 멤버 헬로 메시지는 수신하지 못한다(S500, S505).
그런데, 노드가 이동하여 서로의 무선 전송 범위에 들어올 수 있다. 이 경우, 주기적인 멤버 헬로 메시지를 수신하게 된다(S510, S515). 일정 횟수 이상 안정적으로 멤버 헬로 메시지를 수신하는 경우, 유니캐스트 자식 멤버 노드는 유니캐스트 부모 멤버 노드가 멀티캐스트가 가능한 지역으로 완전히 들어왔음을 인식하고, 도 1의 멤버 테이블에 멀티캐스트 부모 멤버 노드로 엔트리를 갱신한다(S520). 새로 갱신된 정보를 포함하는 멀티캐스트 멤버 헬로 메시지(S525)를 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 수신하면, 상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드는, 도 1의 멤버 테이블에 상기 유니캐스트 자식 멤버 노드를 새로운 멀티캐스트 자식 멤버 노드로 갱신한 다(S530).
이로써, 효율성이 낮은 유니캐스트 트리에 존재하던 자식 멤버 노드이더라도, 이동성에 의하여 보다 효율성이 높은 멀티캐스트 트리에 편입될 가능성이 있다고 판단되면, 상기 멀티캐스트 트리로 이전할 수가 있게 된다.
도 6은, 이동성에 따른 멀티캐스트 지역 내에서 새로 발견된 멤버 노드와, 현재 부모 멤버 노드와 비교하여, 부하 분산 및 부하 억제를 위한 최적화된 부모 노드로 갱신하는 과정을 도시한 도면이다. 즉, 유니캐스트 자식 멤버 노드가 새로이 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 발견한 경우, 또는 멀티캐스트 자식 멤버 노드가 새로이 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 발견한 경우의 거동에 관한 것이다.
도 6에 의하면, 멤버 노드들이 이동하여 인접하는 경우, 주기적인 멤버 헬로 메시지를 통해 자식이나 부모 노드가 아닌 새로운 멤버 노드를 발견한다(S600, S605).
(1) 원래의 부모 노드가 유니캐스트 부모 노드인 경우, 즉, 유니캐스트 자식 멤버 노드가 새로이 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 발견한 경우에는, 부하 억제를 위해 새로운 멤버 노드인 멀티캐스트 부모 노드를 선택함은 당연하다. 상기 선택에 따라, 도 1의 멤버 테이블에 변경사항을 등록한다. 상기 선택과정을 실행하기 위하여, 원래의 부모 노드에, 부모 노드 변경 메시지를 전송하여 알리는 과정이 필요하다(S625). 상기 부모 노드도, 도 1의 멤버 테이블에 변경사항을 등록한다.
(2) 원래의 부모 노드가 멀티캐스트 부모 노드인 경우, 즉, 멀티캐스트 자식 멤버 노드가 새로이 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 발견한 경우에는, 어느 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 부하 분산을 위하여 유리한지를 판단할 필요가 있다. 이때, 두 부모 멤버 노드 중에서, 소스 노드로부터 거리(가상 링크의 홉 수)가 가깝고, 멀티캐스트 자식 멤버 노드가 많은 멤버 노드를, 앞으로의 멀티캐스트 부모 멤버 노드로 선택한다(S620). 상기 변경사항은, 도 1의 멤버 테이블에 등록한다. 그리고, 다음번 멤버 헬로 메시지를 통해 변경 정보를 알려 줄 수 있기 때문에, 원래의 부모 노드에는 별도의 통보가 불필요하다. 상기 부모 노드도, 상기 멤버 헬로 메시지에 의하여, 도 1의 멤버 테이블에 변경사항을 등록한다.
그 후, 상기 (1), (2)의 경우 모두, 새롭게 선택한 멀티캐스트 부모 멤버 노드에 변경 정보를 통보한다(S630). 변경 정보를 수신한 부모 멤버 노드는, 도 1의 멤버 테이블에 해당 멤버 노드를 멀티캐스트 자식 멤버 노드로 등록한다(S635).
이로써, 이미 자식 멤버 노드로 등록된 경우에도, 보다 효율적인 멀티캐스트 부모를 선택할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시 등은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
본 발명은, 채널 경쟁과 간섭을 줄이고, 패킷 전송률을 높이기 위한, 부하 분산 및 부하 억제가 필요한 이동 애드혹(Mobile Ad-hoc) 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리 구성이 적용되는 통신분야에 광범위하게 이용될 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따라 이동 애드혹 네트워크 환경에서 오버레이 멀티캐스트 트리를 구성하고자 할 때, 상기의 부하 분산 및 부하 억제를 위해 요구되는 멤버 테이블 관리 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 이동 애드혹 네트워크 환경에서, 새로운 멤버 노드가 그룹에 참여하고자 할 때, 멀티캐스트 자식 멤버 노드로 연결되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 이동 애드혹 네트워크 환경에서, 새로운 멤버 노드가 그룹에 참여하고자 할 때, 유니캐스트 자식 멤버 노드로 연결되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 노드의 이동성에 따른 멀티캐스트 멤버에서 유니캐스트 멤버로 전환 과정을 도시한 도면이다.
도 5는, 노드의 이동성에 따른 유니캐스트 멤버에서 멀티캐스트 멤버로 전환 과정을 도시한 도면이다.
도 6은, 이동성에 따른 멀티캐스트 지역 내에서 새로 발견된 멤버 노드와, 현재 부모 멤버 노드와 비교하여, 부하 분산 및 부하 억제를 위한 최적화된 부모 노드로 갱신하는 과정을 도시한 도면이다.

Claims (9)

  1. 복수 개의 멤버 노드로 구성된 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리의 부하를 분산하고 억제하는 방법에 있어서,
    상기 멤버 노드들을, 유니캐스트 자식 멤버 노드와, 멀티캐스트 자식 멤버 노드와, 부모 멤버 노드로 구분하여 설정하는 오버레이 멀티캐스트 트리 구성단계와,
    상기 멤버 노드들의 이동에 따라, 상기 부모 자식 멤버 노드 사이에 수수되는 멤버 헬로 메시지의 유무와, 상기 부모 멤버 노드에 속하는 자식 멤버 노드의 수 중의 적어도 하나를 이용하여, 상기 부모 멤버 노드를, 상기 멤버 헬로 메시지가 없는 부모 멤버 노드로 변경하거나, 또는 상기 자식 멤버 노드의 수가 적은 부모 멤버 노드로 변경하는 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계
    를 포함하며,
    상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 부모 멤버 노드 탐색단계를 더욱 포함하며,
    상기 부모 멤버 노드 탐색단계는,
    상기 트리에 신규 참여하려는 자식 멤버 노드가 부모 멤버 노드를 탐색할 때, 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 우선 탐색하는 멀티캐스트 부모 멤버 노드 탐색단계와,
    상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드를 발견하지 못하는 경우에만 유니캐스트 부모 멤버 노드를 차선 탐색하는 유니캐스트 부모 멤버 노드 탐색단계와,
    상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드 탐색 단계와 상기 유니캐스트 부모 멤버 노드 탐색단계를 반복하는 반복단계
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 멀티캐스트 해제단계를 더욱 포함하며,
    상기 멀티캐스트 해제단계는,
    상기 멀티캐스트 부모 자식 멤버 노드 사이의 상기 멤버 헬로 메시지가 단절되면, 상기 멀티캐스트 부모 자식 멤버 노드에 대하여 서로에 대한 정보가 삭제되는 정보 삭제단계와,
    상기 자식 멤버 노드가 상기 부모 멤버 노드 탐색단계를 실행하는 신규 부모 멤버 노드 탐색단계
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 멀티캐스트 전환단계를 더욱 포함하며,
    상기 멀티캐스트 전환단계는,
    상기 유니캐스트 부모 자식 멤버 노드 사이에 상기 멤버 헬로 메시지가 수수되면, 상기 부모 자식 멤버 노드의 서로에 대한 정보가 멀티캐스트 부모 자식 멤버 노드 정보로 갱신되도록 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 멀티캐스트 부모 교체단계를 더욱 포함하며,
    상기 멀티캐스트 부모 교체단계는,
    멀티캐스트 자식 멤버 노드가 신규의 멤버 헬로 메시지를 수신하면, 기존 부모 멤버 노드와 신규 부모 멤버 노드의 조건을 비교하는 비교단계와,
    상기 비교 결과 상기 신규 부모 멤버 노드가 선택된 경우에는, 상기 자식 멤버 노드가 상기 신규 부모 멤버 노드에 상기 멤버 헬로 메시지를 송신하는 신규 부모 선택단계
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계는, 유니캐스트 부모 교체단계를 더욱 포함하며,
    상기 유니캐스트 부모 교체단계는,
    상기 유니캐스트 자식 멤버 노드가 신규의 멤버 헬로 메시지를 수신하면, 기존 부모 멤버 노드에 부모 노드 변경 메시지를 송신하는 변경 메시지 송신단계와,
    상기 신규 부모 멤버 노드에 멤버 헬로 메시지를 송신하는 신규 부모 전환단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  7. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자식 멤버 노드가 선택할 수 있는 상기 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 다수인 경우, 가장 많은 멀티캐스트 자식 멤버 노드를 가지는 멀티캐스트 부모 멤버 노드가 선택되도록 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  8. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자식 멤버 노드가 선택할 수 있는 상기 유니캐스트 부모 멤버 노드가 다수인 경우, 가장 적은 유니캐스트 자식 멤버 노드를 가지는 유니캐스트 부모 멤버 노드가 선택되도록 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 멤버 노드들은, 자신에게 속하는 유니캐스트 자식 멤버 노드들과, 자신에게 속하는 멀티캐스트 자식 멤버 노드들과, 자신이 속하는 부모 멤버 노드에 관한 정보를 저장하는 멤버 테이블을 구비하며,
    상기 오버레이 멀티캐스트 트리 변경단계에 의하여, 상기 정보를 변경하도록 구성됨을 특징으로 하는, 이동 애드혹 네트워크상의 오버레이 멀티캐스트 트리에 있어서의 부하 분산 및 부하 억제방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20050259595A1 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Alcatel Process for generating and updating a hierarchical tree in a MANET multicast routing protocol ad hoc network
KR100684178B1 (ko) 2004-11-06 2007-02-20 한국전자통신연구원 강건한 오버레이 멀티캐스트 트리 관리 방법 및 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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