KR101085687B1 - 애드-혹 망에서 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법 - Google Patents

애드-혹 망에서 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 애드-혹(Ad-Hoc) 망에서 링크에러 시 시작 노드와 목적지 노드 간의 경로를 빠르게 재구성할 수 있도록 하는 기능이 구현된다. 이를 위해 본 발명은 시작 노드와 목적지 노드 사이에 다중 경로를 구성하여 링크 또는 경로 에러 시에 대체 경로를 사용함으로써 보다 빠르게 경로를 재구성할 수 있도록 한다. 그리고 본 발명에서는 시작 노드에서 경로에러 또는 중간 링크에러가 발생할지라도 이에 영향을 받지 않는 다중 경로를 구성하며, 특히 경로 탐색 시 통신 품질(Quality Of Service: QoS)을 적용하여 탐색함으로써 패킷 전송에 품질을 고려할 수 있게 된다.
라우팅, 다중 경로, Disjoint

Description

애드-혹 망에서 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법{METHOD FOR QUALITY OF SERVICE AWARED MULTI-PATH ROUTING IN AD-HOC NETWORKS}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 애드-혹 망의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 비공유 노드를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 경로탐색 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 경로응답 과정을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 무선 애드-혹(Ad-Hoc) 망에서 다중 경로 라우팅 방법에 관한 것으로, 특히 이동 노드들 사이의 라우팅을 보다 효율적이고 통신 품질(Quality Of Service: QoS)을 높일 수 있도록 하는 애드-혹(Ad-Hoc) 망에서 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법에 관한 것이다.
애드-혹 망에서 표준으로 지정된 AODV(Ad-Hoc On demand Distance Vector) 라우팅은 하나의 시작 노드가 목적지 노드로 패킷을 전송하고자 할 경우, 현재 위 치에서 무선으로 패킷 전송이 가능한 이웃 노드들을 경유해서 그 목적지 노드로 패킷을 전송하는 방식으로 라우팅이 이루어지는 것을 말한다. 이 때, 시작 노드에서 목적지 노드에 대한 정보를 가지고 있지 않을 때 그 시작 노드는 경로탐색 패킷(RREQ: Route Request Packet)을 브로트캐스트(broadcast)한다. 이에 따라 그 경로탐색 패킷이 이웃 노드 혹은 여러 경로를 거쳐 목적지 노드에 전달되면, 그 목적지 노드는 경로 탐색이 이루어진 역(reverse) 경로를 통하여 경로응답 패킷(RREP: Route Reply Packet)을 다시 시작 노드로 전달한다. 이 때, 목적지 노드는 경로응답 패킷에 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 사용하여 루프 프리(Loop free)하고, 최신의 경로임을 각 노드에게 알려주어 시작 노드까지 경로응답 패킷이 전달되면, 그 시작 노드는 목적지 노드에 대한 정보를 알게 되고, 각 경로의 연결 상태가 유지되기 전까지 그 시작 노드는 목적지 노드에 패킷을 전달할 수 있게 된다.
한편, 애드-혹 망의 시작 노드에서 브로드캐스트된 경로탐색 패킷이 목적지 노드에 도달하면, 경로탐색 패킷을 제일 먼저 보낸 이웃 노드(Neighboring Node)쪽으로만 경로응답 패킷을 보내기 때문에 시작 노드와 목적지 노드 상에는 단지 하나의 라우팅 경로(Routing Path)만이 구성된다. 따라서, 링크 에러가 발생하게 되면 전술한 바와 같은 방법으로 다시 경로를 탐색해야만 한다.
상기한 바와 같이 종래에는 중간 노드에서 링크연결(Link Connection)이 끊어졌을 때 링크에러 정보를 담고있는 에러패킷(Route Error Packet)이 시작 노드에 보내지게 된다. 그러면 시작 노드는 경로 탐색, 경로 응답의 과정 등 전술한 바와 같은 과정을 다시 수행해야 하기 때문에 라우팅 경로 재구성에 많은 시간이 소요된다. 또한, 종래의 방법은 시작 노드에서 목적지 노드까지의 경로탐색 요소로써 단지 거리(Distance Vector)에 의한 계산에 의존하기 때문에 품질을 보장할 수 없었다. 그러나, 무선 애드-혹 망 환경에서는 링크연결 상태가 매우 유동적이므로, 링크에러(Link Error) 역시 빈번히 발생하게 된다. 이에 따라 애드-혹 망의 심한 변화에 대처할 수 있는 보다 효율적이면서 품질도 보장할 수 있는 라우팅 방법이 요구된다.
따라서, 본 발명은 애드-혹 망에서 다중 경로를 구성하여 링크에러 시 보다 빠르게 경로를 재구성할 수 있도록 하는 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법을 제공한다.
본 발명은 애드-혹(Ad-Hoc) 망을 구성하는 복수개의 노드 중 어느 하나의 노드에서 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법에 있어서, 상기 어느 하나의 노드가 시작 노드인 경우에, 시퀀스 넘버(Sequence Number)가 설정된 경로탐색 패킷을 이웃한 적어도 하나의 중간 노드로 브로드캐스트하는 과정과, 상기 경로탐색 패킷이 목적지 노드에 도달하면, 시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 경로탐색 패킷이 지나온 경로의 역 경로로 상기 목적지 노드로부터 경로응답 패킷을 수신하는 과정과, 시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 경로응답 패킷을 수신함으로써 중복된 중간 노드가 없는 비공유(Disjoint) 다중 경로를 구성하는 과정을 포함하고, 상기 어느 하나의 노드가 중간 노드인 경우에, 시작 노드로부터 상기 적어도 하나의 중간 노드를 거친 경로탐색 패킷을 수신하여 상기 수신된 경로탐색 패킷에 설정된 시퀀스 넘버와 라우팅 테이블에 저장된 이전 시퀀스 넘버와 비교하는 과정과, 상기 비교 과정 수행 후 중간 노드인 상기 어느 하나의 노드와 이웃하는 적어도 하나의 다른 중간 노드로 상기 경로탐색 패킷을 브로드캐스트하는 과정을 포함을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 이동 애드-혹(Ad-Hoc) 망에서 링크에러 시 시작 노드와 목적지 노드 간의 경로를 빠르게 재구성할 수 있도록 하는 기능이 구현된다. 이를 위해 본 발명은 시작 노드와 목적지 노드 사이에 다중 경로를 구성하여 링크 또는 경로 에러 시에 대체 경로를 사용함으로써 보다 빠르게 경로를 재구성할 수 있도록 한다. 그리고 본 발명에서는 시작 노드에서 경로에러 또는 중간 링크에러가 발생할지라도 이에 영향을 받지 않는 다중 경로를 구성하며, 특히 경로 탐색 시 통신 품질(Quality Of Service: QoS)을 적용하여 탐색함으로써 패킷 전송에 품질을 고려할 수 있게 된다.
이러한 기능이 구현되는 이동 애드-혹 망의 구성 요소 및 그 동작을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 애드-혹 망의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 이동 애드-혹 망은 기지국 제어장치(BSC:Base Station Center), 기지국 (BS:Base Station) 및 이동통신 교환기(MSC:Mobile Service Switching Center) 등의 중계장치 없이도 자체적으로 동작되는 망을 말한 다. 이러한 이동 애드-혹 망에서의 노드는 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 등 무선 연결을 통한 통신을 사용하는 장치가 될 수 있고, 무선 링크는 무선 랜(Wireless LAN)을 사용한다. 먼저, 시작 노드(Source node)는 목적지 노드(Destination node)에 대한 정보가 없을 경우에만 경로탐색 패킷(RREQ: Route Request Packet)을 브로드캐스트한다. 그러면, 시작 노드와 연결된 중간 노드(Intermediate node)에서는 그 경로탐색 패킷을 전달받아 목적지 노드에 대한 정보가 있으면 시작 노드쪽으로 응답 패킷을 보낸다. 이와 달리 목적지 노드에 대한 정보가 없을 경우 중간 노드는 자신과 연결과 다른 중간 노드들도 다시 경로탐색 패킷을 브로트캐스트하는 과정을 통해 목적지 노드에 경로탐색 패킷이 전달될 수 있도록 한다.
이러한 본 발명에 따른 라우팅 방법은 품질을 고려한 다중 라우팅 방법(QAMR: QoS Awared Multipath Routing)으로서, 그 특징은 크게 후술하는 바와 같다.
첫째, 본 발명은 시작 노드가 목적지 노드에 대한 정보가 없을 경우에만 경로탐색을 시작하는 On-Demand 방식이며, 경로 설정 메카니즘으로 경로 탐색(Route Request)과 경로 응답(Route Reply)과정의 2가지 사이클을 갖는다. 이와 같이 본 발명은 초기 라우팅 정보 설정 이후에는 목적지 노드로 전송해야 할 데이터가 있을 경우에만 데이터를 보내는 방식이므로, 주지적으로 보내는 로드(Load)를 피할 수 있으며 이에 따라 불필요한 라우팅 과정을 줄일 수 있게 된다.
둘째, 본 발명은 품질을 고려한 다중 라우팅 방법 즉, QAMR 알고리즘을 사용 하므로, 경로 탐색 시 시작 노드와 목적지 노드 사이에 여러 개의 경로(Multiple routing)를 구성할 수 있으며, 다중 경로 구성시 하나의 경로가 링크 장애가 발생하여도 다른 경로들을 이용할 수 있게 된다. 특히 본 발명에서는 시작 노드와 목적지 노드 사이에 연결되는 중간 노드는 중복된 노드가 없는 비공유 노드(Disjoint node)로 구성된다. 따라서, 시작 노드에서 목적지 노드까지 연결되는 다중 경로는 각각 독립된 경로이다. 이러한 비공유 노드를 상세히 설명하기 위해 도 2를 참조한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 비공유 노드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이동 애드-혹 망에서 특정 목적지 노드로 데이터를 전송하고자 할 경우, A에서 무선으로 접근 가능한 노드 즉, B와 D로 경로탐색 패킷을 보낸다. 그러면 중간 노드인 B와 D는 시작 노드와 목적지 노드를 점검한 후 자신이 현재 가지고 있는 라우팅 테이블(routing table)과 비교하여 가장 작은 품질값인 경우에만 이웃 노드로 경로탐색 패킷을 전송한다. 이러한 방식으로 목적지 노드G에 경로탐색 패킷이 도착했을 때에는 중간노드가 중복이 없는 비공유 노드로 경로가 설정되므로, 각 경로가 독립된 경로로서 구성된다.
따라서, 본 발명에 따라 A에서 G로 데이터를 전송하고자 할 경우, 생성될 수 있는 비공유 노드 형식의 다중 경로는 다음과 같다. 먼저, A-B-C-E-G로 하는 경로 및 A-D-F-G로 하는 경로가 설정될 수 있다. 만약, A-B-C-E-G로 하는 경로를 메인 경로로 하여 시작 노드A와 목적지 노드G 간의 데이터 전송이 이루어지다가 중간 링크에러가 발생하면 A-D-F-G로 하는 경로인 서브 경로를 대체 경로로 사용한다. 따라서, 각 경로에 중복된 중간 노드가 있을 경우에는 그 중복된 중간 노드를 포함 하는 경로가 한번에 다운되지만, 본 발명에서는 비공유 노드로 구성되는 다중 경로를 설정함으로써 링크에러가 발생하더라도 하나의 경로만 다운되는 것이므로 에러가 발생하지 않은 대체 경로를 바로 이용할 수 있게 된다.
셋째, 본 발명에서는 경로 탐색에 사용되는 라우팅 매트릭스(Metrics) 요소로서, 단순한 노드들의 합인 홉 수(Hop Counter)가 아닌 품질(Qos:Quality Of Service)을 사용한다. 또한, 품질의 구성 요소로써 지연시간(Delay time), 대역폭(Bandwidth) 지터(Jitter) 등이 사용되므로, 좀 더 다양한 종류의 품질을 고려한 경로탐색이 가능하다.
이하, 이러한 특징을 가지는 이동 애드-혹 망에서 비공유 노드를 가지는 다중 경로 라우팅이 이루어지는 과정을 설명하기로 한다. 이 때, 애드-혹 망의 링크 품질은 미리 설정된 상태일 수도 있고 라우팅 시 바로 계산된다고 가정할 수도 있다. 먼저, 초기 설정 및 시작 노드, 중간 노드들의 경로탐색 과정을 살펴보기 위해 아래 표 1에 도시된 알고리즘을 참조한다.
Figure 112005006319806-pat00001
상기 표 1을 참조하여 설명하면, 애드-혹 환경에서 본 발명에 의한 QAMR 알고리즘을 이용한 라우팅 방법을 적용하기 위해서는 상기 표1의 [1]에서와 같이 모든 노드 테이블을 초기 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 0으로 설정하고, 각 노드 사이의 링크 품질인 QoS=∞, 품질 합인 total QoS=∞로 설정한다.
그리고 시작 노드(Source Node)는 목적지 노드(Destination Node)에 대한 정보를 가지고 있는 상태에서는 [2]에서와 같이 인접한 이웃 노드들에게 목적지 노드에 대한 라우팅 정보를 포워딩하여 알려준다. 그러나, 목적지 노드에 대한 정보를 가지고 있지 않을 경우 시작 노드는 [3]에서와 같이 경로탐색 패킷을 이웃 노드들에게 브로드캐스트하는데, 이 때 경로탐색 패킷은 1로 설정된 시퀀스 넘버를 포함하고 있다. 이러한, 시퀀스 넘버는 시작 노드에서 경로탐색 패킷을 보낼 때마다 하나씩 순차적으로 카운트하여 증가된 넘버로 전송된다. 즉, 처음에 보내는 시퀀스 넘버는 1이지만, 그 다음 차례의 시퀀스 넘버는 2로 하여 그 경로탐색 패킷에 포함되어 전송된다. 또한, 이러한 시퀀스 넘버는 목적지 노드에서 최신 정보임을 알리기 위한 수단으로도 사용된다. 예를 들어 경로탐색 패킷이 목적지 노드에 도착함에 따라 그 목적지 노드에서는 경로응답 패킷을 전송하는데, 이 때 그 경로응답 패킷에 시퀀스 넘버가 실리게 되며 이를 통해 시작 노드에서는 최신 패킷임을 알 수 있게 된다.
한편, 시작 노드에서 경로탐색 패킷을 전송함으로써 중간 노드들에서는 그 경로탐색 패킷을 수신하게 되는데, 이러한 경로탐색 패킷 수신에 따른 처리 과정을 다음과 같다.
먼저, 중간 노드(Intermediated node)들에서는 시작 노드로부터 경로탐색 패킷을 수신하면 상기 표 1의 [4]에서와 같이 수신된 경로탐색 패킷에 설정된 시퀀스 넘버와 라우팅 테이블에 저장된 이전 시퀀스 넘버와 비교하는 과정을 수행한다.
이러한 비교 결과 현재 수신된 시퀀스 넘버가 이전 시퀀스 넘버보다 클 경우 중간 노드에서는 [5]에서와 같이 이웃의 후보 노드로부터 받은 경로탐색 패킷에 대해 이전 품질 합과 현재 링크 품질을 더하여 품질 합을 구한다. 여기서, 중간 노드는 목적지에 대한 정보가 없을 경우에 한해 상기한 동작을 수행함이 바람직하다.
특히 중간 노드에서의 전체 경로의 품질 계산은 [5]과정에서와 같은 방식으로 이루어진다. 상세하게는 후보 노드에서의 전체 경로의 품질 합(Total Qos[CN])은 시작 노드부터 이전 노드까지의 품질 합(total QoS[Sent Node])에 이웃 노드와 자신의 노드까지의 링크 품질(link QoS[CN])을 더했을 때 구해질 수 있다.
그리고나서 중간 노드는 [6]에서와 같이 시작 노드, 이웃 노드(Next Node), 품질 합(Total QoS), 시퀀스 넘버를 자신의 라우팅 테이블에 업데이트한 후 [7]과정으로 진행하여 경로탐색 패킷을 이웃하는 인접 노드로 브로드캐스트한다.
한편, 비교 결과 현재 수신된 시퀀스 넘버가 이전 시퀀스 넘버와 같은 경우 중간 노드는 [9]에서와 같이 이웃되는 후보 노드로부터 받은 경로탐색 패킷에 대한 이전 품질 합과 현재 링크 품질을 더하여 품질 합을 구한다. 그리고나서 중간 노드는 [10]에서와 같이 현재 받은 경로탐색 패킷의 품질 합과 자신의 라우팅 테이블의 품질 합과 비교하여 현재 받은 경로탐색 패킷의 품질 합이 이전 품질 합보다 작은 경우에 한해 [11], [12] 에서와 같은 과정을 수행한다. 즉, 중간 노드는 [11]에서와 같이 라우팅 테이블에 시작 노드, 이웃 노드, 품질 합, 시퀀스 넘버 정보를 업데이트한 후 [12]에서와 같이 경로탐색 패킷을 브로드캐스트한다. 하지만, 중간 노드는 현재 받은 경로탐색 패킷의 품질 합과 자신의 라우팅 테이블의 품질 합과 비교한 결과 경로탐색 패킷의 품질 합이 같거나 더 큰 경우에는 그 경로탐색 패킷을 삭제한다. 이러한 중간 노드에서의 경로탐색 과정은 경로탐색 패킷이 목적지 노드에 도달할 때까지 계속적으로 이루어진다.
이어, 목적지 노드에 경로탐색 패킷이 도달함에 따른 동작 처리 과정을 살펴보기 위해 표 2를 참조하여 설명한다.
Figure 112005006319806-pat00002
상기 표 2를 참조하여 목적지 노드에서 경로탐색 패킷 수신에 따른 처리 과정을 설명하면 다음과 같다. 표 2에 도시된 바와 같이 목적지 노드도 경로탐색 패킷 수신 시 중간 노드에서의 동작과 동일하게 [1]에서처럼 현재 수신한 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 라우팅 테이블에 있는 이전 이전 시퀀스보다 더 큰지를 확인한다. 그리고 현재 시퀀스 넘버가 이전 시퀀스 넘버보다 더 크면서 목적지 노드에 대한 정보가 없을 경우 목적지 노드는 [2]에서와 같이 이웃되는 후보 노드로부터 받은 경로탐색 패킷에 대해 이전 품질 합과 현재 링크 품질을 더하여 품질 합을 구한다.
특히 목적지 노드에서의 전체 경로에 대한 품질 합은 [6]과정에서와 같은 방식을 통해 구해진다. 상세하게는 후보 노드에서의 전체 경로의 품질 합(Total Qos[CN])은 시작 노드부터 이전 노드까지의 품질 합(total QoS[Sent Node])에 이웃 노드와 자신의 노드까지의 링크 품질(link QoS[CN])을 더했을 때 구해질 수 있다. 또한, 다르게는 후보 노드에서의 전체 경로의 품질 합(Total Qos[CN])은 표 3에 도시된 바와 같은 방식을 통해 구해질 수도 있다. 즉, 후보 노드에서의 전체 경로의 품질 합(Total Qos[CN])은 시작 노드부터 목적지 노드까지의 각 링크노드의 링크 품질의 합을 통해 구해질 수도 있다.
Figure 112005006319806-pat00003
상기 표 3에서, 각 링크 노드의 링크 품질은 link QoS(Previous, Current node)이며, Ns는 시작 노드, Nm , Nn , Nq …는 중간 노드들, Nd는 목적지 노드를 나타낸다.
그리고나서 목적지 노드는 [3]에서와 같이 시작노드(Source Node),이웃노드(Next Node), 품질 합(Total QoS), Sequence Number 정보를 자신의 라우팅 테이블에 업데이트를 한 후, [4]과정에서 경로탐색 패킷에 대한 경로응답 패킷을 경로탐색 패킷(RREP:Route Reply Packet)을 보낸 이웃 노드쪽으로 유니케스트(Unicast)로 보낸다. [4]에서는 메인 경로로 경로응답 패킷이 전송되는 경우를 나타낸다.
한편, [5]에서와 같이 수신한 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 라우팅 테이블에 있는 이전 시퀀스 넘버와 같은 경우에 다중 경로를 설정하기 위해서는 목적지 노드는 [6]에서 우선 이웃되는 후보 노드로부터 받은 경로탐색 패킷에 대해 이전 품질 합과 현재 링크 품질을 더하여 품질 합을 구한다. 그리고나서 목적지 노드는 [7]에서와 같이 현재 받은 경로탐색 패킷의 품질 합과 자신의 라우팅 테이블의 품질 합과 비교하여 현재 받은 경로탐색 패킷의 품질 합이 크거나 같고, [8]에서와 같이 대체 경로(Alternative Path)의 품질 합보다는 더 작은지를 판단한다. 만약, [7] 및 [8]에서와 같은 조건을 만족하는 경우 목적지 노드는 [9]에서와 같이 메인 경로와 대체 경로의 라우팅 테이블에 시작노드(Source Node), 이웃노드(Next Node), 품질 합(Total QoS), Sequence Number 정보를 업데이트한다. 그리고나서 목적지 노드는 [10]과정에서 경로탐색 패킷을 전송한 이웃 노드쪽으로 경로응답 패킷을 유니케스트 하여 보낸다. [10]에서는 대체 경로로 경로응답 패킷이 전달됨을 나타낸다.
전술한 바와 같은 과정을 통해 경로 탐색 결과 1개 이상의 경로가 탐색되면, 목적지 노드에서는 경로탐색 패킷을 받은 이웃 경로로, 즉 역 경로로, 경로응답 패 킷(RREP: Route Reply Packet)을 보낸다. 그러면, 목적지 노드로부터 경로응답 패킷을 받은 중간 노드들은 경로 라우팅 테이블의 값을 업데이트하고 경로 탐색된 역 경로를 이용해 다시 시작 노드 쪽으로 경로응답 패킷을 전달한다. 이에 따라 시작 노드가 경로응답 패킷을 받으면, 목적지노드에 대하여 이웃 노드, 품질 합(Total QoS), 시퀀스 넘버 정보를 얻게 된다. 이 때, 목적지 노드가 경로응답 패킷을 시작 노드 쪽으로 보낼 때에는 시퀀스 번호를 순차적으로 발행함으로써, 루프를 방지하고 최신 정보임을 다른 노드에게 알려줄 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 경로탐색, 경로응답 과정에서의 시퀀스 넘버, 품질 합 비교를 통해 시작 노드와 목적지 노드 사이의 중간 노드들은 서로 다른 경로들간에 중복된 노드들이 없는 비공유 노드로 이루어진 다중 경로(Disjoint Path)로 구성된다.
상술한 바와 같이 초기 라우팅 정보 설정에 따라 비공유 노드로 이루어진 다중 경로가 구성되면, 시작 노드에서는 보낼 데이터가 있을 경우에만 목적지 노드로 데이터를 보내게 된다. 이 때, 애드-혹 망의 변화에 따라 링크 에러가 발생할 수도 있다. 만약 다중 경로 중 현재 사용되는 메인 경로에 대해 링크 에러가 발생하게 되면, 시작 노드쪽으로 경로에러 패킷(REPP:Route Error Packet)이 브로드캐스트된다. 그리고 중간 노드들은 링크 에러 패킷을 받은 후 라우팅 테이블에 에러가 발생한 노드가 있는지 체크하여 에러가 발생한 노드가 있는 경우에는 그 해당 노드를 삭제한 후 다시 상위로 링크에러 패킷을 전송한다. 이에 따라 시작 노드가 에러 패킷을 수신하게 되면, 시작 노드에서는 다중 경로 중 라우팅 테이블에 대체 경로가 있는지의 여부를 확인한다. 이와 같이 메인 경로에 에러가 발생할지라도 대체 경로를 즉시 확인하여 그 대체 경로를 사용함으로써 시작 노드는 경로 재설정 과정을 수행할 필요없이 해당 패킷을 전송할 수 있게 된다.
이어서, 본 발명이 적용되는 구체적인 예를 상세히 설명하기 위해 도 3 및 도 4를 참조한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 경로탐색 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 경로응답 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하여 경로탐색 과정을 설명한다. 이하에서는, N3은 시작노드로써 목적지 노드에 해당하는 N4에 보낼 패킷이 있지만, 그 목적지 노드인 N4에 대한 정보가 없을 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
시작 노드인 N3은 목적지 노드에 대한 정보를 얻기 위해 우선 인접한 이웃 노드들로 경로탐색 패킷(RREQ:Route Request Packet)를 방사한다. 이에 따라 이웃 노드에 해당하는 N0, N1이 그 경로탐색 패킷을 수신하게 되면, 시작 노드이면서 이웃 노드인 N3, 품질(QoS), 시퀀스 넘버에 대한 정보를 업데이트한다. 도 3에 도시된 N1에서의 (N3, 0.1, N3)는 처음 N3는 시작 노드이며, 그 시작 노드부터 이전 노드까지의 품질 합은 0.1이고, 마지막 N3는 이전 노드를 나타낸다. 이 때 링크 품질(QoS)는 미리 설정된 값이거나 라우팅 시 바로 계산된 값일 수도 있다.
그리고 N0 및 N1에서도 목적지 노드인 N4에 대한 정보가 없으므로 다시 경로탐색 패킷을 인접 이웃 노드들로 브로드캐스트한다. N7에서의 (N3, 0.3, N1)은 시작 노드가 N3이며, 그 시작 노드부터 이전 노드까지의 품질 합은 0.1+ 0.2 인 0.3 이 되고, 그 이전 노드는 N1임을 나타낸다.
이와 같이 N6, N7, N8도 마찬가지로 시작 노드, 이웃 노드, 품질 합, 시퀀스 넘버를 업데이트 후에 패킷을 브로드캐스트한다. 예를 들어, N8에서 경로탐색 패킷 수신 시 현재 수신된 시퀀스 넘버가 이전 시퀀스 넘버와 동일하면서 그 N8에서의 품질 합이 라우팅 테이블에 저장된 품질 합보다 작을 경우에는 시작 노드, 이웃 노드, 품질 합, 시퀀스 넘버를 업데이트하지만 그렇지 않으면 경로탐색 패킷을 삭제한다. 이렇게 함으로써 N8이 후보 노드에서 제외된다. 이러한 과정을 통해 브로드캐스트된 경로탐색 패킷이 목적지 노드 N4에 도착하게 되면, N4SMS 시작 노드, 이웃 노드, 품질 합, 시퀀스 넘버에 대한 라우팅 테이블 정보를 업데이트 한다. 도 3에서는 N3에서 N4로 패킷을 전송하고자 하는 경우 N3-N1-N7-N5-N4의 경로 및 N3-N0-N6-N2-N4의 경로의 비공유 노드로 구성되는 다중 경로가 설정된다. 여기서, N3-N1-N7-N5-N4의 경로를 통한 전체 품질의 합은 0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.1인 0.7임을 알 수 있으며, N3-N0-N6-N2-N4의 경로를 통한 전체 품질의 합은 0.9가 됨을 알 수 있다.
이어, 전술한 바와 같은 라우팅 설정 과정을 통해 목적지 노드 N4에서는 도 4에 도시된 바와 같이 경로탐색 패킷이 지나온 경로를 거슬러 올라가는 역 경로를 통해 경로탐색 패킷에 대한 경로응답 패킷을 보낸다. 예를 들어, 도 4에서는 N3-N1-N7-N5-N4로 이어지는 경로가 메인 경로(Main path)이며, N3-N0-N6-N2-N4의 경로를 대체 경로라고 할 수 있다.
따라서, N3-N1-N7-N5-N4로 이어지는 경로로 경로탐색 패킷이 전달된 경우에 는 목적지 노드 N4에서는 이웃노드인 N5로 경로응답 패킷(RREP)을 전달하고, 이에 따라 N5에서는 N7로, N7은 N1으로, N1은 N3 경로로 경로응답 패킷을 전달하게 된다. 또한, N3-N1-N7-N5-N4로 이어지는 경로로 경로탐색 패킷이 전달된 경우에도 전술한 바와 같은 방식으로 경로응답 패킷(RREP_AP)이 전달되게 된다. 이 때, 중간 노드들은 경로응답 패킷이 도착하면 경로 탐색 시 저장된 시작노드, 이웃노드, 품질 합, 시퀀스 넘버에 대한 라우팅 테이블을 업데이트한다. 이와 같은 과정을 통해 경로응답 패킷이 시작노드 N3에 도착하게 되면, 그 시작 노드는 목적지 노드에 대한 이웃 노드와 품질 합에 대한 라우팅 정보를 업데이트하고, 패킷 전송 준비를 완료한다. 이렇게 함으로써 시작노드는 목적지 노드 N4에 대한 두 개의 라우팅 경로를 갖게 되고, 이러한 두 경로는 중간 노드가 서로 중복되지 않는 비공유 노드를 가지는 다중 경로이다.
만약, N3-N1-N7-N5-N4의 경로가 메인 경로가 될 경우 N3-N0-N6-N2-N4의 경로가 대체 경로로서 라우팅 테이블에 저장된다. 이에 따라 시작 노드에서는 경로응답 패킷이 제일 먼저 도착한 경로를 메인 경로로 하여 패킷을 전송한다. 이 때, 시작 노드에서는 메인 경로에 에러가 발생함에 따라 경로에러 패킷을 수신하게 되면, 즉시 라우팅 테이블에 저장된 대체 경로를 확인하여 그 대체 경로로 패킷 전송을 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 품질을 고려한 다중 경로 라우팅(QAMR) 방 법에 의하면, 이동 애드-혹 망에서 효율적인 라우팅을 이용한 패킷 전송이 가능하게 하며, 경로 에러 및 중간 링크 에러 시 시작 노드에서 경로 재설정을 불필요하게 반복할 필요가 없는 이점이 있다. 또한, 본 발명에서는 시작 노드에서 경로에러 또는 중간 링크에러가 발생할지라도 이에 영향을 받지 않는 다중 경로를 구성하며, 특히 경로 탐색 시 통신 품질(Quality Of Service: QoS)을 적용하여 탐색함으로써 패킷 전송에 품질을 고려할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 애드-혹(Ad-Hoc) 망을 구성하는 복수개의 노드 중 어느 하나의 노드에서 품질을 고려한 다중 경로 라우팅 방법에 있어서,
    상기 어느 하나의 노드가 시작 노드인 경우에,
    시퀀스 넘버(Sequence Number)가 설정된 경로탐색 패킷을 이웃한 적어도 하나의 중간 노드로 브로드캐스트하는 과정과,
    상기 경로탐색 패킷이 목적지 노드에 도달하면, 시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 경로탐색 패킷이 지나온 경로의 역 경로로 상기 목적지 노드로부터 경로응답 패킷을 수신하는 과정과,
    시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 경로응답 패킷을 수신함으로써 중복된 중간 노드가 없는 비공유(Disjoint) 다중 경로를 구성하는 과정을 포함하고,
    상기 어느 하나의 노드가 중간 노드인 경우에,
    시작 노드로부터 상기 적어도 하나의 중간 노드를 거친 경로탐색 패킷을 수신하여 상기 수신된 경로탐색 패킷에 설정된 시퀀스 넘버와 라우팅 테이블에 저장된 이전 시퀀스 넘버와 비교하는 과정과,
    상기 비교 과정 수행 후 중간 노드인 상기 어느 하나의 노드와 이웃하는 적어도 하나의 다른 중간 노드로 상기 경로탐색 패킷을 브로드캐스트하는 과정을 포함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    전송해야할 데이터가 있는 경우 시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 다중 경로 중 상기 경로응답 패킷이 지나온 메인 경로를 통해 상기 목적지 노드까지 데이터를 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 메인 경로 상의 에러 발생에 따른 경로에러 패킷 수신 시 상기 다중 경로 중 상기 메인 경로를 제외한 대체 경로를 이용하여 상기 데이터를 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 중간 노드인 상기 어느 하나의 노드와 이웃하는 적어도 하나의 다른 중간 노드로 상기 경로탐색 패킷을 브로드캐스트하는 과정은,
    상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 상기 이전 시퀀스 넘버보다 큰 지를 비교하는 과정과,
    상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 클 경우 상기 경로탐색 패킷을 중간 노드인 상기 어느 하나의 노드와 이웃하는 적어도 하나의 다른 중간 노드로 브로드캐스트하는 과정임을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 클 경우 이웃하는 후보 노드에 대한 전체경로 품질(QoS) 합을 구하는 과정과,
    상기 시작 노드, 이웃한 다음 중간 노드, 상기 전체경로 품질 합 및 상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버 정보를 자신의 라우팅 테이블에 업데이트하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 중간 노드인 상기 어느 하나의 노드와 이웃하는 적어도 하나의 다른 중간 노드로 상기 경로탐색 패킷을 브로드캐스트하는 과정은,
    상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 상기 이전 시퀀스 넘버와 같은지를 비교하는 과정과,
    비교 결과 같을 경우 이웃하는 후보 노드에 대한 전체경로 품질(QoS) 합을 구하는 과정과,
    상기 구해진 전체경로 품질 합이 자신의 라우팅 테이블에 저장된 품질 합보다 작을 경우 상기 경로 탐색 패킷을 브로트캐스트하는 과정임을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 구해진 전체경로 품질 합이 자신의 라우팅 테이블에 저장된 품질 합보다 작을 경우
    상기 시작 노드, 이웃한 다음 중간 노드, 상기 전체경로 품질 합 및 상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버 정보를 자신의 라우팅 테이블에 업데이트하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 구해진 전체경로 품질 합이 자신의 라우팅 테이블에 저장된 품질 합보다 작지 않을 경우
    상기 경로탐색 패킷을 삭제하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  9. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 전체경로 품질(QoS) 합은
    상기 시작 노드부터 이전 중간 노드까지의 상기 경로패킷에 대한 품질 합에 이웃한 중간 노드와 자신 노드까지의 현재 링크 품질을 합하여 구해지는 것을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 시작 노드인 상기 어느 하나의 노드가 상기 경로탐색 패킷이 지나온 경로의 역 경로로 상기 목적지 노드로부터 경로응답 패킷을 수신하는 과정은,
    상기 수신된 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 상기 이전 시퀀스 넘버보다 큰 지를 비교하는 과정과,
    상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 클 경우 이웃하는 후보 노드에 대한 전체경로 품질(QoS) 합을 구하는 과정과,
    상기 시작 노드, 이웃한 다음 중간 노드, 상기 전체경로 품질 합 및 상기 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버 정보를 자신의 라우팅 테이블에 업데이트하는 과정과,
    상기 업데이트 완료 후 상기 경로응답 패킷을 메인 경로로 수신하는 과정임을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 비교 결과 상기 수신된 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버가 상기 이전 시퀀스 넘버와 같을 경우 이웃하는 후보 노드에 대한 전체경로 품질(QoS) 합을 구하는 과정과,
    상기 전체경로 품질 합이 자신의 라우팅 테이블의 품질 합 이상이면서 대체 경로의 품질 합보다는 작은 경우 상기 시작 노드, 이웃한 다음 중간 노드, 상기 전체경로 품질 합 및 상기 수신된 경로탐색 패킷의 시퀀스 넘버 정보를 자신의 라우팅 테이블에 업데이트하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 전체경로 품질 합이 자신의 라우팅 테이블의 품질 합 이상이면서 대체 경로의 품질 합보다는 작은 경우가 아닌 경우 상기 수신된 경로탐색 패킷을 삭제하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 라우팅 방법.
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