KR101032477B1 - Method for configuring Peer to Peer Network using Network distances and Delaunay Triangulation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화를 이용한 단대단 네트워크 구성방법에 관한 것이다. 본 발명은 우선 2차원 가상 유클리드 공간에 좌표를 가지는 각각의 노드들에 대해 네트워크 거리를 기반으로 하여 노드들의 좌표를 설정한다. 좌표 설정이 완료되면 상기 노드는 상기 설정된 좌표를 기초로 딜로니 삼각화(delaunay triangulation)를 수행하여 자신이 연결하고자 할 주변 노드들을 선정한다. 주변 노드들이 선정되면 노드 상호간을 연결하여 실시간으로 데이터가 전송되도록 네트워크를 구성한다. 만약 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 추가되면, 상기 네트워크 구조에 상기 노드가 적절한 위치에 배치되어 연결이 될 때까지 임시 노드를 선택하여 데이터 전송이 가능하게 하고, 이와 동시에 추가된 노드에 대한 좌표 계산 및 딜로니 삼각화를 수행하여 다른 노드들과의 연결이 완료되면 상기 임시 노드와의 연결을 해제한다. 또 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 이탈되더라도, 이탈된 노드에 연결되었던 노드들의 좌표를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 네트워크를 재구성한다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 노드간의 데이터 전송 지연이 줄어들고, 노드 추가 및 이탈시에도 데이터 중복이나 손실 없이 전송할 수 있어, 안정된 단대단 네트워크를 구성하는 이점이 있다.The present invention relates to a method for constructing an end-to-end network using network distance based and dillonis triangulation. The present invention first sets the coordinates of nodes based on the network distance for each node having coordinates in the two-dimensional virtual Euclidean space. When the coordinate setting is completed, the node selects peripheral nodes to which the node is to be connected by performing delaunay triangulation based on the set coordinate. When neighboring nodes are selected, the networks are connected to each other to configure data transmission in real time. If a node is added while the network is configured, a temporary node is selected to allow data transmission until the node is placed in an appropriate position and connected to the network structure, and at the same time, the coordinate calculation for the added node and When the connection with other nodes is completed by performing dillon triangulation, the connection with the temporary node is released. In addition, even if a node is separated while the network is configured, the network is reconfigured by performing dillonitrigonation based on the coordinates of the nodes connected to the detached node. According to the present invention as described above, the data transmission delay between nodes is reduced, and data can be transmitted without duplication or loss even when adding and removing nodes, thereby providing a stable end-to-end network.

네트워크 거리 기반, 딜로니 삼각화, 단대단 네트워크  Network distance based, dilling triangulation, end-to-end network

Description

네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화를 이용한 단대단 네트워크 구성방법{Method for configuring Peer to Peer Network using Network distances and Delaunay Triangulation}Method for configuring Peer to Peer Network using Network distances and Delaunay Triangulation}

본 발명은 단대단 네트워크 구조에 관한 것으로, 특히 네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화(Delaunay Triangulation)에 의해 네트워크를 구성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an end-to-end network structure, and more particularly, to a method of constructing a network by network distance based and Delaunay triangulation.

단대단 멀티미디어 스트리밍 서비스는, 소스 노드와 주변 노드들을 단대단 네트워크(Peer to Peer Network)화하고, 상기 소스 노드가 가지는 패킷 데이터를 주변 노드가 받고, 주변 노드는 다시 자신들의 주변에 존재하는 노드들에게 전송하는 방식이다. 이를 통해 네트워크에 참여하는 모든 노드에게 패킷 데이터를 전달할 수 있다.The end-to-end multimedia streaming service forms a source-to-peer network with a peer-to-peer network, receives the packet data of the source node from the neighboring node, and the neighboring nodes are nodes that exist in their surroundings. This is how you send it. This allows packet data to be delivered to all nodes participating in the network.

이러한 서비스의 일 예로, IP 기반 네트워크 상에서 방송 프로그램, 비디오, 오디오, 텍스트 등을 사용자에게 제공하는 IPTV 서비스가 있다. 상기 IPTV 서비스는 규정된 품질 이상의 서비스 품질(QoS, quality of service), 사용자 체감 품질(QoE, quality of experience), 보안, 양방향성, 신뢰성 등을 만족해야 한다. 그렇기 때문에 상기 IPTV 서비스는 패킷 손실률, 패킷 지연 시간, 또는 지터(zitter)의 발생률과 같은 통신 품질을 고품질로 유지해야 정상적인 서비스가 가능하다. An example of such a service is an IPTV service that provides a user with a broadcast program, video, audio, text, etc. on an IP-based network. The IPTV service must satisfy a quality of service (QoS), a quality of experience (QoE), security, bidirectionality, reliability, and the like of a prescribed quality or more. For this reason, the IPTV service can maintain normal communication quality such as packet loss rate, packet delay time, or jitter, so that normal service can be provided.

그리고, 상기 IPTV 서비스는 시청자의 규모나 그 서비스 방식에 따라 다양한 전송 메커니즘이 사용될 수 있는데, 이러한 전송 메커니즘의 효과적인 사용을 위해 단대단 네트워크 구성으로 설계되는 경우가 많다. In addition, the IPTV service may be used in various transmission mechanisms according to the size of the viewer or the service method thereof, and is often designed in an end-to-end network configuration for effective use of such a transmission mechanism.

상기 단대단 네트워크는 다양한 방법으로 설계 가능하다. 예를 들어, 네트워크에 참여하는 각 노드들을 직접 연결하여 패킷 데이터를 전송하는 방법, 각 노드들을 트리 구조로 형성하여 네트워크를 구성하고 패킷 데이터를 전송하는 방법, 각 노드에 가상의 좌표를 설정하고 각 좌표를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 네트워크를 구성하고 패킷 데이터를 전송하는 방법 등이 제안되어 있다. The end-to-end network can be designed in various ways. For example, a method of transmitting packet data by directly connecting each node participating in a network, forming a network by forming each node in a tree structure, a method of transmitting a packet data, setting virtual coordinates for each node, and A method of constructing a network and transmitting packet data by performing Delroni triangulation based on coordinates has been proposed.

하지만, 상기한 방법 등은 많은 문제점을 초래하고 있다. However, the above-described method causes a lot of problems.

먼저, 노드들을 직접 연결할 경우에는 노드 간의 연결이 쉬울 수 있지만, 노드들 간의 거리가 효율적으로 계산되지 않은 상태에서 연결되기 때문에, 패킷 데이터의 전송 지연이 발생할 수밖에 없다. First, if the nodes are directly connected, the connections between the nodes may be easy, but since the distances between the nodes are not calculated efficiently, the transmission delay of the packet data will inevitably occur.

또 트리 구조로 네트워크 구성하여 서비스를 제공하는 경우, 서비스 도중 노드가 이탈되거나 장애 발생한 경우에는 네트워크를 재구성해야 한다. 그렇지만, 실제 네트워크를 재구성하기 위해서는 시간이 많이 소요되고 있고, 그동안에는 서비스가 중단되고, 패킷 데이터의 중복이나 손실이 발생할 문제점이 있다.In addition, when providing a network structured in a tree structure, if a node is detached or fails during service, the network must be reconfigured. However, it takes a lot of time to reconfigure the actual network, during which the service is interrupted, there is a problem that duplicate or loss of packet data occurs.

또 종래 단대단 네트워크는 노드의 좌표 계산시 가상 좌표나 임시 좌표를 사 용하고 있어 시스템에 참여하고 있는 노드 상호 간의 좌표 거리와 실제 데이터를 송수신하는 실제 거리가 다르게 설계될 수 있다. 즉 소스 노드와 주변 노드들의 좌표가 최적화되지 않은 상태에서 딜로니 삼각화가 적용되어 노드들이 서로 연결되면 설계된 거리와 실제 거리에 오차가 발생하여 패킷 데이터의 전송 지연시간이 증가하고, 전송되는 패킷 데이터가 손실될 가능성이 있다. 결국 이는 IPTV 서비스 이용시 화질 등의 서비스가 저하되는 문제점을 초래한다.In addition, the conventional end-to-end network uses virtual coordinates or temporary coordinates when calculating the coordinates of the nodes, so that the coordinate distances between the nodes participating in the system and the actual distances for transmitting and receiving actual data may be designed differently. In other words, if the coordinates of the source node and the neighboring nodes are not optimized, the dillonitrigonation is applied, and when the nodes are connected to each other, an error occurs in the designed distance and the actual distance, which increases the transmission delay time of the packet data and There is a possibility of loss. After all, this causes a problem that the service such as image quality is degraded when using the IPTV service.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네트워크를 구성하는 소스 노드와 그 주변 노드간의 거리를 최적화하기 위한 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to optimize the distance between the source node constituting the network and its neighboring nodes.

본 발명의 다른 목적은 네트워크를 구성하는 임의 노드에서 문제 발생시에도 안정되고 효율적인 상태에서 네트워크 구성이 유지되게 하는 것이다. Another object of the present invention is to ensure that the network configuration is maintained in a stable and efficient state even when a problem occurs in any node constituting the network.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 복수 개의 노드가 네트워크 거리를 기반으로 하여 자신의 좌표를 설정하는 단계; 상기 복수 개의 노드가 상기 설정된 좌표를 기초로 딜로니 삼각화(delaunay triangulation)를 수행하여 자신이 연결할 주변 노드들을 선정하는 단계; 그리고, 상기 복수 개의 노드가 상기 선정된 주변 노드들과 연결되어 상기 복수 개의 노드와 상기 주변 노드 간에 실시간으로 데이터가 전송되도록 네트워크를 구성하는 단계; 를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a plurality of nodes setting their coordinates based on the network distance; Selecting a neighboring node to which the plurality of nodes connect to each other by performing delunay triangulation based on the set coordinates; And configuring the network such that the plurality of nodes are connected to the selected neighboring nodes to transmit data in real time between the plurality of nodes and the neighboring nodes; It includes.

상기 네트워크가 구성된 이후 노드가 새롭게 추가되면, 상기 추가된 노드에게 데이터를 전송하기 위해 상기 복수 개의 노드에서 임의 노드를 선정하는 단계; 상기 추가된 노드와 임의 노드를 임시 경로를 통해 연결하여 데이터를 전송하는 단계; 상기 임의 노드를 선정하는 단계가 진행되는 도중 상기 추가된 노드에 대한 좌표를 네트워크 거리를 기반으로 하여 계산하고 이를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 상기 추가된 노드가 연결하고자 할 주변 노드들을 선정하는 단계; 및 상기 주변 노드들이 선정 완료되면 그 주변 노드를 통해 데이터 전송이 이루어지게 하고 상기 임시 경로는 연결 해제하여 네트워크를 재구성하는 단계;를 더 포함하여 이루어진다. If a node is newly added after the network is configured, selecting a node from the plurality of nodes to transmit data to the added node; Connecting the added node and an arbitrary node through a temporary path to transmit data; During the step of selecting the arbitrary node, the coordinates of the added node are calculated based on the network distance, and the neighboring nodes to which the added node is to be connected are selected by performing delodynization based on the network distance. step; And reconfiguring the network by disconnecting the temporary path when data transmission is performed through the peripheral node when the peripheral nodes are selected.

상기 네트워크 거리에 기반한 노드 좌표는 유클리드 공간에서의 거리가 실제 네트워크 거리에 근접하도록 하는 것이다. The node coordinate based on the network distance is such that the distance in Euclidean space is close to the actual network distance.

상기 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 이탈하면, 상기 이탈된 노드에 연결되었던 각 노드들은 자신과 인접한 노드 및 미 인접한 노드의 좌표를 수집하는 단계; 그리고, 상기 이탈된 노드와 연결되었던 각 노드들은 상기 수집된 좌표를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 상기 자신과 인접한 노드 및 미 인접한 노드 중 자신과 연결할 노드를 선정하고 네트워크를 재구성하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.When a node leaves the network in the configured state, each node that is connected to the detached node collects coordinates of a node adjacent to and a non-adjacent node; Each node that has been connected to the detached node may perform a delodyne triangulation based on the collected coordinates to select a node to be connected with itself among the adjacent nodes and non-adjacent nodes and reconfigure the network. It is made to include.

본 발명에서는 네트워크에 참여하는 각 노드들이 네트워크 거리를 기반으로 자신의 좌표를 설정하고, 그 설정된 좌표를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 자신과 연결될 다른 주변 노드들을 선정하여, 네트워크를 구성하고 있다. 그렇기 때문에, 종래 임의의 좌표를 사용하여 네트워크를 구성하는 것에 노드 상호간의 메시지 전송 지연 시간이 감소한다. In the present invention, each node participating in the network sets its own coordinates based on the network distance, performs dilloni triangulation based on the set coordinates, and selects other neighboring nodes to be connected to itself, thereby configuring the network. . Thus, the message transmission delay time between nodes is reduced in constructing a network using arbitrary arbitrary coordinates.

또 네트워크가 구성된 상태에서 임의 노드가 추가되는 경우, 그 노드는 임시 선택된 노드와의 임의 설정 경로를 통해 데이터를 계속 수신받을 수 있고, 그 동안 임의 노드는 자신의 좌표를 계산한 후 네트워크에 참여할 수 있다. 아울러 노드가 이탈하는 경우에도 그 주변의 노드들이 딜로니 삼각화에 의해 네트워크를 재구성하고 있다. If a node is added while the network is configured, the node can continue to receive data through a random configuration path with the temporarily selected node, during which the node can join its network after calculating its coordinates. have. In addition, even if a node leaves, the neighboring nodes are reconfiguring the network by dilling triangulation.

이에 따라 네트워크 설계의 미완성이나 불안정성으로 인해 노드가 추가되거나 이탈되더라도 데이터의 중복이나 손실 없이 전송할 수 있는 효율적이고 안정된 단대단 네트워크를 구성할 수 있다. As a result, an incomplete or unstable network design enables an efficient and stable end-to-end network that can be transmitted without duplication or loss of data even when nodes are added or removed.

이하 본 발명의 네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화를 이용한 단대단 네트워크 구성방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of a method for constructing an end-to-end network using network distance-based and dillonitrigonation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 소정 개수의 노드가 존재하고 있는 상태에서 네트워크 거리 기반과 딜로니 삼각화를 이용하여 단대단 네트워크를 구성하는 방법을 보인 흐름도가 도시되어 있다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of constructing an end-to-end network using network distance-based and dillonis triangulation in a state where a predetermined number of nodes exist according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 우선 2차원 유클리디 공간에 존재하는 각각의 노드들은 네트워크 구성을 위한 프로그램이 실행되면 자신들의 좌표를 결정하기 위해 노드간 거리를 측정한다(s101). 상기 거리측정은 어느 하나의 노드가 주변에 있는 몇 개의 노드에 대해 네트워크 거리를 기반으로 한 좌표 계산법을 이용하여 실시한다. 실시 예에서 상기 좌표 계산법은 특정한 좌표 계산법을 이용하지는 않는다. 좌표 계산법의 예로는 'GNP(Golbal network positioning)', 'Vivaldi' 등이 있다. Referring to FIG. 1, first, each node present in the 2D Euclidean space measures the distance between nodes to determine their coordinates when a program for network configuration is executed (S101). The distance measurement is performed by using a coordinate calculation method based on the network distance with respect to several nodes in which one node is located. In an embodiment, the coordinate calculation method does not use a specific coordinate calculation method. Examples of coordinate calculation methods include 'Golbal network positioning (GNP)' and 'Vivaldi'.

그와 같이 노드 간의 거리 측정이 완료되면 각각의 노드는 자신의 좌표를 계산하여 설정한다(s102). 상기 노드들의 좌표가 설정되면, 노드는 자신과 실제로 가까운 곳에 위치한 노드들이 주변 노드로 선정된다. 이는 임의 좌표를 사용하지 않고 네트워크 거리기반 좌표를 이용하였기 때문이다. 그와 같이 네트워크 거리에 기반한 좌표를 사용하기 때문에 메시지 송수신 시간과 실제 노드 간의 거리가 비슷하게 구성할 수 있다. 이는 노드 간의 메시지 지연시간을 감소시킬 수 있다. As such, when the distance measurement between the nodes is completed, each node calculates and sets its coordinates (S102). When the coordinates of the nodes are set, the node is selected as the neighboring nodes that are actually located close to the node. This is because network distance-based coordinates are used instead of arbitrary coordinates. As such, using coordinates based on network distances, the time between message transmission and reception and the actual node can be configured similarly. This can reduce message latency between nodes.

상기 노드들의 좌표가 설정되면, 각 노드는 주변 노드들 중에서 연결할 노드 를 선택한다(s103). 이는 딜로니 삼각화를 수행하여 자신의 주변 노드를 검색하면서 주변 노드와의 관계를 결정한다. When the coordinates of the nodes are set, each node selects a node to connect from among neighboring nodes (s103). It searches through its neighbors by performing dillonitrigonation to determine its relationship with the neighbors.

상기 딜로니 삼각화에 의해 노드 간의 네트워크 구성이 완료되면(s104), DT 프로토콜의 패킷 전송방식에 따라 패킷 데이터 전송이 가능하게 된다(s105). When the network configuration between the nodes is completed by the dilling triangulation (s104), packet data transmission is possible according to the packet transmission scheme of the DT protocol (s105).

즉 그와 같이 네트워크 거리 기반에 의한 좌표 설정 및 딜로니 삼각화에 의해 주변 노드를 결정하여 네트워크가 구성되면, 어느 하나의 노드는 자신과 가까운 노드가 주변 노드로 선정되기 때문에, 주변 노드로의 패킷 데이터의 전송 지연이 감소하고, 네트워크 구조의 안정성이 향상된다. That is, when the network is configured by determining the neighboring nodes by setting the coordinates based on the network distance and dilling triangulation as described above, any one node is selected as the neighboring node, and thus the packet to the neighboring node is selected. The transmission delay of data is reduced, and the stability of the network structure is improved.

한편, 상기 도 1의 방법에 의해 구성된 네트워크 구조의 예를 도 2에 나타내고 있다. 2 shows an example of the network structure constructed by the method of FIG.

즉, 도 2는 각 노드들이 네트워크 거리를 기반으로 노드 간의 거리를 측정하여 자신의 좌표값을 부여받고, 상기 좌표값을 기초로 딜로니 삼각화 방식을 수행하여 주변 노드를 선택한 상태의 네트워크 구성이다. 그리고 상기 도 2의 구성은 아래에서 설명되는 노드의 추가 또는 이탈될 경우에 대한 실시 예를 설명하기 위한 것이다. That is, FIG. 2 is a network configuration in which each node receives its own coordinate value by measuring the distance between nodes based on the network distance, and selects a neighboring node by performing a dillon triangulation method based on the coordinate value. . In addition, the configuration of FIG. 2 is for explaining an embodiment of the case of adding or detaching a node described below.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 단대단 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 추가되는 경우, 네트워크를 구성하는 방법을 보인 흐름도이고, 도 4에는 도 3의 과정을 보인 네트워크 구성도로서, 이는 도 2의 네트워크 구성을 인용한다.3 is a flowchart illustrating a method of configuring a network when a node is added in a state where an end-to-end network is configured according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a network of the process of FIG. Cite the network configuration of 2.

일단, 도 4a와 같이 단대단 네트워크가 구성된 상태에서 노드 'p'가 추가되 었다고 가정한다(s110). First, it is assumed that the node 'p' is added in a state where the end-to-end network is configured as shown in FIG. 4A (s110).

상기 단대단 네트워크 구성에서는 그와 같이 상기 노드 'p'가 추가되면(s111), 곧바로 임의 노드를 랜덤(random)하게 선택한다(여기서는 노드 'b'라고 한다)(s112). 그러면 상기 노드 'p'는 상기 임의 노드인 노드 'b'와 임시 경로를 통해 연결을 설정하고, 상기 임시 경로를 통해 상기 노드 'p'는 그 임의 노드 'b'로부터 패킷 데이터를 수신하게 된다(s113). 이때 상기 임시 경로는 상기 노드 'p'가 네트워크 거리 기반에 의해 좌표 계산이 완료되고 네트워크 구조에서 정확한 위치에 배치되어 연결이 될 때까지 유지된다. In the end-to-end network configuration, when the node 'p' is added as described above (s111), a random node is randomly selected (herein referred to as node 'b') (s112). Then, the node 'p' establishes a connection with the node 'b' which is the arbitrary node through the temporary path, and the node 'p' receives the packet data from the node 'b' via the temporary path ( s113). At this time, the temporary path is maintained until the node 'p' is coordinated based on the network distance and is connected to the correct position in the network structure.

한편, 상기 추가된 노드 'p'와 임의 노드(b)와의 연결을 설정하는 이유는 그 노드 'p' 가 네트워크에 완전하게 참여하기 이전에 다른 노드들로부터 송신되는 데이터의 손실을 방지하기 위함이다. 즉 상기한 바와 같이 단대단 네트워크에 참여하는 노드는 자신의 좌표를 설정하고, 이를 기초로 딜로니 삼각화에 의해 주변 노드와의 연결을 하고 있는바, 상기 노드 'p'도 자신의 좌표를 계산하는 과정이 반드시 필요하다. 하지만 이 경우 상기 좌표 계산은 그 자체만으로 소정 시간이 소요되기 때문에 그 좌표 계산 동안 다른 노드로부터 패킷 데이터를 전송받지 못하는 상황이 발생할 수 있기 때문이다. On the other hand, the reason for establishing a connection between the added node 'p' and any node (b) is to prevent the loss of data transmitted from other nodes before the node 'p' fully participates in the network. . That is, as described above, the node participating in the end-to-end network sets its own coordinates, and based on this, the node is connected to the neighboring nodes by dillonitrigonization, and the node 'p' also calculates its own coordinates. The process is essential. In this case, however, since the coordinate calculation takes a predetermined time by itself, a situation may occur in which packet data is not transmitted from another node during the coordinate calculation.

또한, 상기 임의 노드 선택과정은 랜덤 워크(random walk) 방식 등이 적용된다. 상기 랜덤 워크 방식은 단대단 네트워크 구성에서 상기와 같이 노드 'p'가 추가되었다고 가정했을 때, 상기 노드 'p'는 임의 노드가 선택되도록 요청하는데, 이러한 요청 메시지를 전달받은 노드가 자신의 주변 노드에게 전달하고, 상기 요청 메시지를 받은 노드는 다시 자신의 주변 노드들에게 요청 메시지를 전달하는 과정을 반복 수행하면, 최종적으로 요청 메시지를 전달받은 노드가 임의 노드가 되게 하는 방식이다. 하지만, 상기 방식으로 임의 노드를 반드시 선택하지 않고 다른 방식에 의해 얼마든지 선택 가능하다.In addition, the random node selection process is applied to a random walk (random walk) method. In the random walk scheme, assuming that node 'p' has been added as described above in the end-to-end network configuration, the node 'p' requests that a random node be selected. If the node receiving the request message repeatedly transmits the request message to its neighboring nodes, the node finally receiving the request message becomes an arbitrary node. However, it is possible to select any node by any other way without necessarily selecting any node in the above manner.

한편, 상기 노드 'p'가 임시 경로를 통해 노드 'd'로부터 데이터를 수신하는 도중, 동시에 단대단 네트워크에서는 상기 노드 'p'의 좌표를 계산하기 시작한다(s114). 상기 좌표 계산은 주변 노드와 'Linear least square' 방식과 같은 근사 해법을 사용한다. On the other hand, while the node 'p' receives data from the node 'd' via the temporary path, at the same time, the end-to-end network starts calculating the coordinates of the node 'p' (s114). The coordinate calculation uses an approximate solution such as a 'linear least square' method with neighboring nodes.

상기 노드 'p'의 좌표가 계산되면 상기 좌표를 기초로 하여 딜로니 삼각화를 수행하여 자신의 주변 노드, 즉 노드 'a', 노드 'b', 노드 'c'를 선정한다(s115). When the coordinates of the node 'p' are calculated, the neighboring nodes, that is, the node 'a', the node 'b', and the node 'c' are selected by performing dillon triangulation based on the coordinates (s115).

그와 같이 임시 경로가 연결된 상태에서 상기 노드 'p'가 딜로니 삼각화에 의해 선정된 자신의 주변 노드들과 연결되어 패킷 데이터를 전송받게 되면(s116), 상기 임시 경로의 연결은 해제한다(s117). 임시 경로가 해제된 네트워크 구성은 도 4b에 도시하고 있다. 만약 노드 'p'가 자신의 주변 노드인 노드 'a', 노드 'b', 노드 'c'와 연결이 설정되지 않으면 상기 임시 경로를 통해 계속 데이터를 수신한다. As such, when the node 'p' is connected to its neighboring nodes selected by dillonitriangulation and receives packet data in the state in which the temporary path is connected (s116), the connection of the temporary path is released (s116). s117). The network configuration in which the temporary path is released is shown in FIG. 4B. If the node 'p' is not connected to the nodes 'a', the nodes 'b', and the nodes 'c' which are peripheral nodes thereof, the node 'p' continues to receive data through the temporary path.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 단대단 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 이탈되는 경우, 네트워크를 재 구성하는 방법을 보인 흐름도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 5 및 도 6에서 노드가 이탈할 때의 과정을 보인 네트워크 구성도로서, 이는 도 2의 네트워크 구성을 인용한다.5 and 6 are flowcharts illustrating a method of reconfiguring a network when a node is detached in a state where an end-to-end network is configured according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. A network diagram showing the process when a node leaves, which refers to the network diagram of FIG. 2.

우선, 단대단 네트워크에서 노드가 이탈하는 경우는, 2가지로 생각할 수 있 다. 첫 번째는 네트워크를 구성하는 노드 중 임의의 노드가 정상적으로 이탈하는 경우, 두 번째는 네트워크를 구성하는 노드 중 임의의 노드가 비정상적으로 이탈하는 경우이다. 이를 구분하여 설명한다.First, there are two ways in which a node can leave the end-to-end network. The first is when any node of the network constituting the normal departure, the second is when any node of the node constituting the network abnormally. This will be described separately.

노드의 정상적 이탈 Normal exit of node 모드mode

이 경우는 도 5 및 도 7을 참조한다. In this case, refer to FIGS. 5 and 7.

도 7a에서 이탈되는 노드를 'd'라고 가정한다. 네트워크가 구성된 상태에서(s120), 정상적인 이탈 모드는 상기 노드 'd'가 이탈할 때(s121), 자신의 주변 노드인 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'에게 자신의 좌표를 모두 제공한다(s122). Assume that the node leaving in FIG. 7A is 'd'. In the state where the network is configured (s120), the normal leaving mode is when the node 'd' leaves (s121), its neighbor nodes node 'b', node 'e', node 'f', and node 'g' , All the coordinates of the node 'c' are provided to the node 'c' (s122).

그러면, 상기 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'은 다른 노드들에 대한 좌표를 알 수 있다. 예컨대, 노드 'b' 는 노드 'c' 및 노드 'e'와는 직접 연결되어 있어, 그로부터 좌표를 직접 전달받을 수 있고, 노드 'f'와 노드 'g'의 좌표는 상기 노드 'd'로부터 전달받는 것이다. 물론 상기 노드 'c' 및 노드 'e'의 좌표도 상기 노드 'd'로부터 전달받을 수 있다.Then, the node 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' may know coordinates of other nodes. For example, node 'b' is directly connected to node 'c' and node 'e' and can receive coordinates directly therefrom, and coordinates of node 'f' and node 'g' are transmitted from node 'd'. To receive. Of course, the coordinates of the node 'c' and the node 'e' may also be transmitted from the node 'd'.

이와 같이 노드 'd'는 주변 노드들에게 자신이 가지고 있는 정보를 제공한 후 이탈하기 때문에, 상기 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'은 서로 각각의 좌표를 알게 된다. 그렇기 때문에, 상기 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'은 네트워크 거리 기반에 의한 좌표를 계산할 필요가 없다. In this way, since the node 'd' leaves the neighboring nodes after providing its own information, the node 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' Know each other's coordinates. Therefore, the node 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' do not need to calculate coordinates based on network distance.

이후, 상기 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'은 딜로니 삼각화를 수행하여 각각의 노드는 자신과 연결하게 될 주변 노드를 선택하고(s123), 네트워크 재 구성을 완료한다(s124). 이 상태는 도 7b에 도시되어 있다. 도 7b는 딜로니 삼각화가 수행되어 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'의 내부가 최적의 삼각형으로 되었다고 하기로 한다. Then, the node 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' perform dillonitrigonation so that each node selects a neighboring node to which it will connect ( s123), network reconfiguration is completed (s124). This state is shown in FIG. 7B. In FIG. 7B, it is assumed that dillonia triangulation is performed so that the nodes 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' become optimal triangles.

노드의 비정상적 이탈 Unhealthy exit of node 모드mode

이 경우는 도 6 및 도 7을 참조한다. In this case, see FIGS. 6 and 7.

이는 임의의 노드가 장애 발생하였거나 또는 전원이 갑자기 오프(off) 된 상태 등을 가리킨다. 따라서, 이때에는 상기한 노드의 정상적 이탈 모드에서와 같이 노드가 이탈될 때 주변 노드로 좌표 정보를 제공할 수 없다.This indicates that any node has failed or the power is suddenly turned off. Therefore, it is not possible to provide the coordinate information to the neighboring nodes when the node is detached, as in the normal detachment mode of the node.

상기 예와 마찬가지로 도 7a에서 비정상적으로 이탈되는 노드를 'd'라고 가정한다. 네트워크가 구성된 상태에서(s130), 상기 노드 'd'는 이탈하면(s131), 자신의 주변 노드인 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'에게 자신이 가지고 있는 노드들의 좌표값을 제공하지 못한다. As in the above example, it is assumed that a node abnormally detached in FIG. 7A is 'd'. When the network is configured (s130), when the node 'd' is separated (s131), its neighboring nodes 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' Does not provide the coordinates of its own nodes.

그래서, 노드 'b'는 노드 'c' 및 노드 'e'의 좌표값만을 알 수 있고, 노드 'e'는 노드 'b' 및 노드 'f'의 좌표값만을 알 수 있고, 노드 'f', 'g', 'c'도 각각 인접한 두 개의 노드에 대한 좌표값만을 알고 있다. 다시 말해 노드 'b'는 노드 'd'의 이탈로 인하여 노드 'g' 및 노드 'f'와는 연결 경로가 단절되기 때문에, 그 노드 'g' 및 노드 'f'의 좌표값은 알지 못한다. Thus, node 'b' knows only the coordinate values of node 'c' and node 'e', node 'e' knows only the coordinate values of node 'b' and node 'f', and node 'f' , 'g' and 'c' also know only the coordinates of two adjacent nodes. In other words, since the node 'b' is disconnected from the node 'g' and the node 'f' due to the departure of the node 'd', the coordinate values of the node 'g' and the node 'f' are not known.

이 경우, 주변 노드 중 하나의 노드가 소정 방향으로 자신의 좌표값을 전송하고, 상기 방향에 위치한 노드는 상기 전송된 좌표값과 함께 자신의 좌표값을 함께 같은 방향으로 전송한다. 이러한 과정을 통하면 제일 처음 자신의 좌표값을 전송한 노드는 모든 노드들의 좌표값을 알 수 있게 된다. 예컨대, 노드 'b'가 자신의 좌표값을 노드 'e'에게 전송하고, 노드 'e'는 노드 'b'의 좌표값과 자신의 좌표값을 노드 'f'에게 전송하고, 노드 'f'는 노드 'b', 'c' 및 자신의 좌표값을 노드 'g'에게 전송하고, 노드 'g'는 노드 'b', 'e', 'f' 및 자신의 좌표값을 노드 'c'에 전송하고, 노드 'c'는 노드 'b', 'e', 'f', 'g' 및 자신의 좌표값을 노드 'b'에게 전송한다. 그러면 상기 노드 'b'는 상기 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'의 좌표값을 알 수 있는 것이다.In this case, one of the neighboring nodes transmits its coordinate value in a predetermined direction, and a node located in the direction transmits its coordinate value together with the transmitted coordinate value in the same direction. Through this process, the first node that transmits its coordinates can know the coordinates of all nodes. For example, node 'b' sends its coordinates to node 'e', node 'e' sends its coordinates and its coordinates to node 'f', and node 'f' Sends node 'b', 'c' and its coordinates to node 'g', and node 'g' sends node 'b', 'e', 'f' and its coordinates to node 'c' Node 'c' transmits node 'b', 'e', 'f', 'g' and its coordinates to node 'b'. Then, the node 'b' can know the coordinate values of the node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c'.

상기 모든 노드들의 좌표값을 제공받은 노드 'b'는 다른 노드인 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'에게 각 노드의 좌표값을 통보한다(s132). 그렇게 하면 상기 이탈된 노드 'd'를 중심으로 인접하고 있던 노드 'b', 노드 'e', 노드 'f', 노드 'g', 노드 'c'은 각각의 좌표값을 알 수 있다.The node 'b' provided with the coordinate values of all the nodes notifies the node 'e', the node 'f', the node 'g', and the node 'c' that are other nodes (s132). Then, the adjacent nodes 'b', node 'e', node 'f', node 'g', and node 'c' which are adjacent to the separated node 'd' may know their respective coordinate values.

이후, 상기 각 노드의 좌표값을 기초로 하여 딜로니 삼각화를 수행하고, 상기 딜로니 삼각화에 의해 각각의 노드는 자신과 연결하게 될 주변 노드를 새롭게 선택한다(s133). 이후 각각의 노드는 선택된 노드와 연결하여 네트워크 재 구성을 완료한다(s134). 네트워크 재 구성된 실시 예의 상태는 도 7b와 같다. Thereafter, dillonia triangulation is performed based on the coordinate values of each node, and each node newly selects a neighboring node to be connected to itself by the dillion triangulation (S133). Thereafter, each node connects with the selected node to complete network reconfiguration (s134). The state of the network reconfigured embodiment is shown in FIG. 7B.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 소정 개수의 노드가 존재하고 있는 상태에서 네트워크 거리 기반과 딜로니 삼각화를 이용하여 단대단 네트워크를 구성하는 방법을 보인 흐름도1 is a flowchart illustrating a method of constructing an end-to-end network using network distance-based and dillonis triangulation in a state where a predetermined number of nodes exist according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 의한 네트워크 구성도2 is a diagram illustrating the network configuration of FIG. 1.

도 3은 도 2의 단대단 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 추가되는 경우, 네트워크를 구성하는 방법을 보인 흐름도3 is a flowchart illustrating a method of configuring a network when a node is added in the state where the end-to-end network of FIG. 2 is configured.

도 4는 도 3의 과정을 보인 네트워크 구성도4 is a diagram illustrating a network configuration of the process shown in FIG. 3.

도 5 및 도 6은 도 2의 단대단 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 이탈되는 경우, 네트워크를 재 구성하는 방법을 보인 흐름도5 and 6 are flowcharts illustrating a method of reconfiguring a network when a node is separated while the end-to-end network of FIG. 2 is configured.

도 7은 도 5 및 도 6에서 노드가 이탈할 때의 과정을 보인 네트워크 구성도FIG. 7 is a diagram illustrating a network configuration when a node leaves in FIGS. 5 and 6.

Claims (4)

복수 개의 노드가 네트워크 거리를 기반으로 하여 자신의 좌표를 설정하는 단계;A plurality of nodes setting their coordinates based on the network distance; 상기 복수 개의 노드가 상기 설정된 좌표를 기초로 딜로니 삼각화(delaunay triangulation)를 수행하여 자신이 연결할 주변 노드들을 선정하는 단계; 그리고,Selecting a neighboring node to which the plurality of nodes connect to each other by performing delunay triangulation based on the set coordinates; And, 상기 복수 개의 노드가 상기 선정된 주변 노드들과 연결되어 상기 복수 개의 노드와 상기 주변 노드 간에 실시간으로 데이터가 전송되도록 네트워크를 구성하는 단계; 를 포함하고,Configuring a network such that the plurality of nodes are connected to the selected neighboring nodes so that data is transmitted in real time between the plurality of nodes and the neighboring nodes; Including, 상기 네트워크가 구성된 이후 노드가 새롭게 추가되면,If a node is newly added after the network is configured, 상기 추가된 노드에게 데이터를 전송하기 위해 상기 복수 개의 노드에서 임의 노드를 선정하는 단계;Selecting an arbitrary node from the plurality of nodes for transmitting data to the added node; 상기 추가된 노드와 임의 노드를 임시 경로를 통해 연결하여 데이터를 전송하는 단계;Connecting the added node and an arbitrary node through a temporary path to transmit data; 상기 임의 노드를 선정하는 단계가 진행되는 도중 상기 추가된 노드에 대한 좌표를 네트워크 거리를 기반으로 하여 계산하고 이를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 상기 추가된 노드가 연결하고자 할 주변 노드들을 선정하는 단계; 및During the step of selecting the arbitrary node, the coordinates of the added node are calculated based on the network distance, and the neighboring nodes to which the added node is to be connected are selected by performing delodynization based on the network distance. step; And 상기 주변 노드들이 선정 완료되면 그 주변 노드를 통해 데이터 전송이 이루어지게 하고 상기 임시 경로는 연결 해제하여 네트워크를 재구성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화를 이용한 단대단 네트워크 구성방법.Reconfiguring a network by disconnecting the temporary path when data transmission is performed through the peripheral nodes when the peripheral nodes are selected; End-to-end network configuration method using a network distance-based and dillonis triangulation comprising a. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 네트워크 거리에 기반한 노드 좌표는 유클리드 공간에서의 거리가 실제 네트워크 거리에 근접하도록 하는 것을 특징으로 하는 네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화를 이용한 단대단 네트워크 구성방법.The node coordinates based on the network distance is such that the distance in the Euclidean space is closer to the actual network distance. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 네트워크가 구성된 상태에서 노드가 이탈하면, 상기 이탈된 노드와 연결되었던 각 노드들은 자신과 인접한 노드 및 미 인접한 노드의 좌표를 수집하는 단계; 그리고, When a node leaves the network in the configured state, each node that has been connected to the detached node collects coordinates of a node adjacent to and a non-adjacent node; And, 상기 이탈된 노드와 연결되었던 각 노드들은 상기 수집된 좌표를 기초로 딜로니 삼각화를 수행하여 상기 자신과 연결할 노드를 선정하고 네트워크를 재구성하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 네트워크 거리기반과 딜로니 삼각화를 이용한 단대단 네트워크 구성방법.Selecting nodes to be connected to the node and reconfiguring a network by performing dillonitrigonation based on the collected coordinates for each node that has been connected to the detached node; End-to-end network configuration method using a network distance-based and dillonis triangulation characterized in that it further comprises.
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