KR101505617B1 - 6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법 및 시스템 - Google Patents

6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법 및 시스템 Download PDF

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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 6LoWPAN 환경에서 회복력 있는 라우팅을 구축하고 상기 라우팅을 이용하여 데이터를 전송하는 방법에 관한 발명이다. 소스 노드에서 목적지 노드까지 라우팅을 구축할 때, 소스 노드에서 목적지 노드까지의 주 경로뿐만 아니라, 복구 경로까지 함께 구축을 한다. 이와 같이 복구 경로를 주 경로와 함께 구축함으로써, 데이터 전송 시에 특정 노드에서 장애가 발생한 경우 상기 복구 경로를 이용함으로써, 빠르게 대응할 수 있는 효과가 있다.

Description

6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법 및 시스템 {METHOD OF ESTABLISHING MULTI-ROUTING FOR 6LowPAN AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 6LoWPAN(IPv6 Low Power Wireless Personal Area Network)기반의 다중 라우팅 구축 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 6LoWPAN기반으로 소스 노드에서 목적지 노드까지의 다중 경로를 포함하는 라우팅을 구축하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
IoT(Internet of Things) 환경에서 IPv6(Internet Protocol version 6) 패킷 통신을 지원하기 위한 표준 기술로 IETF (Internet Engineering Task Force) 6LoWPAN 표준 기술이 많은 연구가 진행되고 있다. 6LoWPAN 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4로 대표되는 저전력 무선 개인 네트워크 위에서 인터넷 프로토콜을 사용하기 위한 아키텍처 등을 표준화를 진행하고 있는 단체이다. 또한 6LoWPAN은 IPv6 기반으로 동작하기 때문에 Zigbee나 Bluetooth 등에 비해 적합한 센서 네트워크 환경을 제공하며 지속적인 데이터 수집과 전송을 필요로 하는 유비쿼터스 네트워크 환경에 많이 활용될 수 있다. 특히 이러한 네트워크 환경에서 노드 또는 센서 간의 연결이 끊김 없고 신뢰성 있게 데이터를 전송하기 위해서 사용되는 응용에 따라 최적의 라우팅 프로토콜(routing protocol)이 사용되어야만 한다.
6LoWPAN에서 패킷 전송을 위한 프로토콜로 주로 AODV (Ad Hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜 기술을 확장한 LOAD (6LoWPAN Ad-hoc On-Demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜, DYMO-Low (Dynamic MANET On-demand for 6LoWPAN Routing) 등 다양한 연구가 진행되고 있다.
하지만 그 중 LOAD 라우팅 프로토콜은 복구 경로가 존재하지 않으며 또한, LOAD는 노드의 결함 (하드웨어 결함, 운영체제 오작동, 전력 고갈, 노이즈 등) 이 발생하였을 경우 새로운 경로를 탐색 및 재설정을 하게 된다. 이러한 과정은 불필요한 네트워크 트래픽을 발생시킬 수 있고 긴 종단간 지연시간을 유발시킨다. 이러한 라우팅 방법은 유비쿼터스 네트워크의 응용의 QoS (Quality of Service) 를 만족시키지 못한다.
6LoWPAN에서의 응용의 QoS 요구사항은 사용되는 응용에 따라 달라질 수 있다. 특히, U-헬스케어 서비스 응용은 타임크리티컬(Time-Critical) 하기 때문에 보다 빠른 복구 라우팅 기술을 필요로 한다.
한국등록특허 제0969802호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 6LoWPAN 기반으로 다중 경로를 포함하는 라우팅을 구축하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 6LoWPAN 기반으로 다중 경로를 포함하는 라우팅을 구축하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법은, 소스 노드(source node)가 상기 소스 노드에서 목적지 노드까지의 주 경로를 구축하는 단계, 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드를 목적지로 하는 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 상기 주 경로 상의 중간 노드에 전송하는 단계, 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 수신한 상기 중간 노드가 제1 복구 경로를 구축하는 단계 및 상기 소스 노드가 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 수신하여 제2 복구 경로를 구축하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 주 경로를 구축하는 단계는, 상기 소스 노드가 RREQ(Route Request) 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하는 단계, 상기 인접 노드 중에서 어느 하나의 노드를 상기 주 경로 상의 중간 노드로 선정하는 단계, 상기 중간 노드는 상기 RREQ가 상기 목적지 노드에 도달할 때까지, 상기 RREQ 패킷을 브로드캐스트 하는 단계와 상기 중간 노드 선정 단계를 반복하는 단계 및 상기 목적지 노드가 상기 RREQ 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 복구 경로 구축하는 단계는, 상기 중간 노드가 상기 목적지 노드로부터 RREP(Route Reply) 패킷을 수신하는 단계, 상기 중간 노드가 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ(Backup route Request) 패킷을 상기 중간 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하는 단계, 상기 중간 노드가 BREP(Backup route Reply) 패킷을 수신하여 상기 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 제1 복구 경로에 추가하는 단계, 상기 중간 노드는 상기 RREP가 상기 소스 노드에 도달할 때까지, 상기 BREQ 패킷을 전송하는 단계 와 제1 복구 경로에 추가하는 단계를 반복하는 단계 및 상기 소스 노드가 상기 RREP 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 복구 경로 구축하는 단계는, 상기 소스 노드가 RREP 패킷을 수신하는 단계, 상기 소스 노드가 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드 중에서 상기 주 경로 상에 포함되지 않은 노드에 전송하는 단계, 상기 BREQ 패킷을 수신한 노드가 상기 BREQ 패킷이 상기 목적지 노드까지 전송될 때까지 상기 BREQ 패킷을 브로드 캐스트 하는 단계, 상기 목적지 노드가 상기 BREQ 패킷을 수신하여 상기 수신한 BREQ 패킷을 전송한 노드에 상기 소스 노드가 목적지인 BREP 패킷을 전송하는 단계, 상기 BREP 패킷을 수신한 노드가 상기 수신한 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 제2 복구 경로에 추가하는 단계, 상기 BREP 패킷을 수신한 노드가 상기 BREP 패킷을 수신한 노드의 인접 노드 중에서 상기 BREQ 패킷을 수신한 노드에게 전송하는 단계 및 상기 소스 노드가 상기 BREP 패킷을 수신하여 상기 수신한 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 제2 복구 경로에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 중간 노드를 선정하는 단계는, 상기 인접 노드의 LQI(Link Quality Indicator) 를 수집하는 단계, 상기 인접 노드의 에너지 레벨을 수집하는 단계, 상기 인접 노드의 LQI 최소값 중에서 최대 LQI 최소값을 가지는 인접 노드를 선별하는 단계, 상기 선별된 인접 노드 중에서 상기 에너지 레벨이 제일 높은 인접 노드 중에서 어느 하나가 상기 중간 노드로 선정되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템은, 6LoWPAN 에 속하며 데이터 전송의 시작 노드인 소스 노드, 6LoWPAN 에 속하면 상기 데이터 전송의 목적지 노드인 목적지 노드 및 6LoWPAN 에 속하면 상기기 소스 노드와 상기 중간 노드 사이의 상기 데이터 전송을 중계하는 중간 노드를 포함하되, 상기 소스 노드는, 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드까지 주 경로 및 제2 복구 경로를 구축하며, 상기 목적지 노드는, 상기 소스 노드를 목적지로 하는 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 상기 주 경로 상의 중간 노드에 전송하고, 상기 중간 노드는, 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 수신한 상기 중간 노드가 제1 복구 경로를 구축할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템은 상기 소스 노드, 상기 중간 노드 및 상기 목적지 노드는, 상기 주 경로, 상기 제1 복구 경로 및 상기 제2 복구 경로가 저장되는 라우팅 테이블을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 소스 노드는,
RREQ(Route Request) 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하고, 상기 인접 노드 중에서 어느 하나의 노드를 상기 주 경로 상의 제1 중간 노드로 선정하여 상기 소스 노드 라우팅 테이블의 주 경로에 추가하며, 상기 제1 중간 노드는, 상기 RREQ가 상기 목적지 노드에 도달할 때까지, 상기 RREQ 패킷을 브로드캐스트 하고 상기 RREQ 패킷을 수신한 인접 노드 중에서 어느 하나의 노드를 제2 중간 노드로 선정하여 상기 제1 중간 노드 라우팅 테이블의 주 경로에 추가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 중간 노드는, 상기 목적지 노드로부터 RREP(Route Reply) 패킷을 수신하여 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ(Backup route Request) 패킷을 상기 중간 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하고, BREP(Backup route Reply) 패킷을 수신하여 상기 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 중간 노드 라우팅 테이블의 상기 제1 복구 경로에 추가하고, 상기 RREP 패킷을 상기 주 경로 상에서 이전 중간 노드에 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 소스 노드는, 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드 중에서 상기 주 경로 상에 포함되지 않은 노드에 전송하고, 상기 BREQ 패킷 전송에 대한 응답으로 BREP 패킷을 수신하여 상기 수신한 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 상기 소스 노드 라우팅 테이블의 상기 제2 복구 경로에 추가할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 6LowWPAN 환경에서 다중 경로를 구축하여 장애가 발생시에 다중 경로 중에 어느 하나의 경로를 이용하여 상기 장애에서 빠르게 회복할 수 있고, 다중 경로를 모두 이용하여 데이터 전송함으로써 전송의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 주 경로를 구축하기 위한 6LoWPAN 상의 패킷 전송을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 주 경로를 구축한 후의 각 노드의 라우팅 테이블의 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 복구 경로를 구축하기 위한 6LoWPAN 상의 패킷 전송을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 복구 경로를 구축한 후의 각 노드의 라우팅 테이블의 예시이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 주 경로와 복구 경로를 구축하기 위한 메시지 신호 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 주 경로를 구축하는 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 복구 경로를 구축하는 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1을 참조하여, 6LoWPAN 기반의 데이터 전송을 위한 주 경로를 구축하는 방법을 설명한다.
본 발명의 6LoWPAN 에 포함된 노드는 IPv6(Internet Protocol version 6) 기반의 IP 주소를 가지고 있으며, 각 노드 별로 라우팅 테이블을 가지고 있을 수 있다. 상기 라우팅 테이블을 데이터를 전송할 때 이용하는 주변 노드들의 정보가 저장되어 있을 수 있다.
주 경로 구축 단계에서 모든 노드들의 라우팅 테이블은 아직 경로가 형성 되지 않아 목적지 노드 D까지 경로를 형성하고자 할 때 소스 노드 S 가 RREQ (Route Request) 패킷을 인접 노드에 브로드캐스트 하면서 라우팅 테이블을 형성한다.
상기 RREQ 패킷은 홉 카운트(hop count)를 포함할 수 있다. 상기 홉 카운트는 소스 노드 S 로부터의 경로 비용을 가리킨다. 소스 노드 S 에서 홉 카운트는 0으로 한 후 전송을 시작하는데 상기 RREQ 패킷을 수신한 노드가 인접 노드로 전달할 때마다 1씩 증가시킨다.
중간 노드 Pn (for n = 1, 2, 3, ... , m)이 상기 RREQ 패킷을 받게 되면 상기 중간노드 Pn의 라우팅 테이블에 인접 노드 Min (for i = 2, 3, ..., j, and n = 1, 2, ..., m)의 정보를 기록한 후 상기 RREQ 패킷을 브로드캐스트로 재전송하게 된다. 이때 각 노드의 인접 노드 정보인 LQI(Link Quality Indicator) 및 잔여 에너지량을 계산하여 상기 라우팅 테이블에 저장한다.
목적지 노드 D 가 상기 RREQ 패킷을 받게 되면 상기 목적지 노드 D 의 라우팅 테이블을 검사하여 상기 RREQ 패킷이 이미 받은 패킷 인지를 여부를 확인한다. 이미 받은 RREQ 패킷이 있을 경우에는 기존의 RREQ 패킷에 기록된 경로 비용과 비교하여 새롭게 도착한 상기 RREQ 패킷이 더 낮은 경로 비용을 가질 경우 RREP 패킷으로 응답하게 된다. 상기 경로 비용을 상기 RREQ 패킷에 포함된 홉 카운트 정보일 수 있다.
상기 RREP (Route Reply) 패킷은 RREQ 패킷의 소스 노드 S 를 목적지 노드로 하여 상기 중간 노드 Pn에 유니캐스트로 전송된다. 상기 RREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn은 상기 RREP 패킷이 상기 소스 노드 S 에 도달할 때까지, 인접한 다른 중간 노드 Pn에 상기 RREP 패킷의 전송을 반복한다.
상기 RREP 패킷이 소스 노드 S 에 도달하면, 주 경로 구축은 완료된다.
도 2를 참조하면, 주 경로 구축이 완료 되었을 때, 6LoWPAN 의 각 노드의 라우팅 테이블을 나타낸다.
도 3을 참조하여, 주 경로 구축 완료 이후에 복구 경로를 구축하는 방법을 설명한다. 복구 경로는 제1 복구 경로와 제2 복구 경로를 포함할 수 있다. 제1 복구 경로는, 목적지 노드 D 에서 소스 노드 S 로 상기 RREP 패킷이 전송되는 과정 에서 생성되는 복구 경로이다. 제2 복구 경로는 소스 노드 S 가 상기 RREP 패킷을 수신하였을 때 소스 노드 S 의 인접 노드를 이용하여 구축하는 상기 제1 복구 경로와는 다른 복구 경로이다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 제1 복구 경로 구축 과정은 다음과 같다.
RREQ 패킷을 받은 목적지 노드 D 가 상기 RREQ 패킷의 소스 노드 S 를 목적지로 하여 RREP 패킷과 함께 상기 제1 복구 경로의 연결 노드 정보를 유니캐스트로 전송한다. 상기 RREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn는 상기 중간 노드 Pn의 라우팅 테이블에 기록된 인접 노드 Min에 목적지 노드 D 를 목적지로 하는 BREQ (Backup route Request) 패킷을 전송한다.
상기 중간 노드 Pn은 목적지 노드 D 와의 연결정보를 가지고 있는 상기 인접 노드 Min 노드 중 LQI 값이 가장 높은 노드를 상기 제1 복구 경로의 노드로 정하여 상기 중간 노드 Pn 의 라우팅 테이블에 기록한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 BREQ 패킷은 상기RREQ 패킷의 플래그 B를 1로 세팅하여 생성된 패킷일 수 있다.
상기 LQI 값을 선택할 때 MIN{LQI}가 가장 최대인 인접 노드 Min를 선택한다. 만약에 MIN{LQI} 값이 같은 인접 노드 Min가 존재한다면 그 중 가장 잔여 에너지량이 높은 노드가 복구 경로의 노드가 된다. 상기 MIN{LQI}는 상기 인접 노드 Min 들의 LQI 최소값을 도출하는 함수를 나타낸다.
상기 BREQ 패킷을 수신한 노드는 BREP를 상기 중간 노드 Pn로 전송한다. 상기 BREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn는 상기 인접 노드 Min의 연결 정보를 상기 중간 노드 Pn 의 라우팅 테이블에 기록한다. 즉, 상기 RREP 패킷을 받은 각각의 상기 중간 노드 Pn들은 상기 제1 복구 경로를 추가하고 상기 RREP 패킷을 다른 중간 노드 Pn 에 재전송하게 된다.
상기 RREP 패킷이 소스 노드 S 에 도달하면 상기 제1 복구 경로 구축이 완료가 된다. 소스 노드 S 는 상기 RREP 패킷을 수신하면 상기 제2 복구 경로를 구출할 수 있다.
소스 노드 S 는 상기 제2 복구 경로를 구축하기 위하여 상기 BREQ 패킷을 노드 M10에게 전송한다. 노드 M10는 상기 BREQ 패킷을 노드 M10의 라우팅 테이블을 참조하여 노드 M14 에게 전송한다. 상기 BREQ 패킷을 수신한 노드 M14 는 노드 M13로 상기 BREP 패킷을 보내게 된다.
상기 BREP 패킷은 노드 M13, 노드 M12, 노드 M11 및 노드 M10를 거쳐서 전송이 된다. 상기 BREP 패킷의 전송 과정은 목적지 노드 D에서 RREP 패킷이 소스 노드 S로 전송되는 과정과 동일하다, 상기 BREP 패킷을 수신한 노드는 제2 복구 경로를 구축하기 위하여 상기 RREP 패킷을 수신한 상기 중간 노드 Pn이 제1 복구 경로를 구축하는 것과 동일한 방법으로 제2 복구 경로를 구축할 수 있다. 중복된 설명을 회피하기 위해서 설명을 생략한다.
최종적으로 상기 BREP 패킷을 다시 노드 M10가 수신하고 노드 M10는 상기 BREP 패킷을 소스 노드 S 로 전송하게 되어 제2 복구 경로 구축이 완료될 수 있다.
상기 주 경로, 상기 제1 복구 경로 및 상기 제2 복구 경로가 구축됨으로써, 소스 노드 S에서 목적지 노드 D까지 총 3가지의 다중 경로가 구축 될 수 있다.
도 4는 참조하면, 도 4는 상기 제1 복구 경로와 상기 제2 복구 경로가 구축 완료된 이후 각 노드의 라우팅 테이블을 나타낸다.
도 5를 참조하여, 다중 경로를 구축하기 위한 메시지 흐름도를 설명한다.
주 경로를 구축하기 위하여 소스 노드 S에서 중간 노드 Pn으로 RREQ 패킷을 전송한다(S110). 상기 RREQ를 수신한 중간 노드 Pn은 인접 노드 Min에 상기 RREQ 패킷을 전송한다(S120). 상기 RREQ를 수신한 Min은 상기 RREQ를 인접 노드인 Pn 과 M(i+1)n 에 전송한다(S130, S140). 중간 노드 Pn은 상기 RREQ를 수신하면 Min의 정보를 중간 노드 Pn의 라우팅 테이블에 저장한다(S135). 상기 노드 M(i+1)n이 상기 RREQ 패킷을 수신하면 이에 대항 응답으로 상기 RREQ 패킷을 노드 Min으로 전송한다(S150).노드 Min 은 상기 RREQ 패킷을 수신하여 노드 M(i+1)n의 정보를 노드 Min의 라우팅 테이블에 저장한다(S155). 중간 노드 Pn은 RREQ 패킷을 목적지 노드 D로 전송한다(S160). 목적지 노드 D가 상기 RREQ 패킷을 수신함으로써 상기 주 경로 구축은 완료 된다.
제1 복구 경로를 구축하기 위하여, 목적지 노드 D는 상상 RREQ 패킷을 수신하면 이에 대한 응답으로 RREP 패킷을 중간 노드 Pn에 전송한다(S210). 상기 RREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn은 인접 노드 Min에 BREQ 패킷을 전송한다(S220). 상기 BREQ 패킷을 수신한 인접 노드 Min은 중간 노드 Pn에 BREP 패킷을 전송한다(S230). 상기 BREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn은 노드 Min을 중간 노드 Pn의 라우팅 테이블에 저장한다(S235). 중간 노드 Pn은 상기 RREP 패킷을 소스 노드 S 에 인접 노드 Min의 정보와 함께 전송한다(S240). 소스 노드 S가 상기 RREP 패킷을 수신함으로써 상기 제1 복구 경로 구축이 완료된다.
제2 복구 경로를 구축하기 위하여, 소스 노드 S는 BREQ 패킷을 노드 Min에 전송한다(S250). 상기 BREQ 패킷을 수신한 노드 Min은 상기 BREQ 패킷을 노드 M(i+1)n에 전송한다(S260). 노드 M(i+1)n은 상기 BREQ 패킷을 수신하여 상기 BREQ에 대한 응답으로 BREP 패킷을 노드 Min으로 전송한다(S265). 노드 Min 은 상기 BREQ 패킷을 노드 Mi(n-1)에 전송한다(S270). 노드 Mi(n-1)은 상기 BREQ 패킷을 수신하여 이에 대한 응답으로 BREP 패킷과 함께 노드 Mi(n-1) 정보를 함께 노드 Min으로 전송한다(S275). 노드 Min은 상기 BREP 패킷을 수신하여 목적지 노드 D 까지의 연결 정보를 가진 M(i+1)n 정보를 라우팅 테이블에 저장한다(S277). 노드 Min은 소스 노드 S에 상기 BREP 패킷을 전송한다(S287). 소스 노드 S가 상기 BREP 패킷을 수신함으로써 제2 복구 경로 구축이 완료된다.
도 6을 참조하여, 주 경로를 구축하는 방법의 순서를 설명한다.
소스 노드 S가 RREQ 패킷을 소스 노드 S의 인접 노드에 브로드캐스트 한다(S610). 소스 노드 S는 상기 RREQ 패킷을 수신한 모든 인접 노드 정보를 소스 노드 S의 라우팅 테이블에 저장한다(S620). 소스 노드 S가 상기 RREQ 패킷을 수신한 인접 노드 중에서 제1 중간 노드를 선정한다(S630).
상기 제1 중간 노드는 상기 제1 중간 노드의 인접 노드에 상기 RREQ 패킷을 브로드캐스트 한다(S640). 상기 제1 중간 노드는 상기 RREQ 패킷을 수신한 모든 인접 노드를 라우팅 테이블에 저장한다(S650). 상기 제1 중간 노드가 상기 RREQ 패킷을 수신한 인접 노드 중에서 제2 중간 노드를 선정한다(S660).
상기 선정된 제2 중간 노드가 목적지 노드 D인지 여부를 확인한다(S670). 상기 확인 결과 목적지 노드 D가 아닌 경우 상기 제2 중간 노드를 상기 제1 중간 노드로 하여서 S640부터 반복한다(S680). 상기 확인 결과 목적지 노드 D인 경우에 주 경로 구축을 완료한다.
도7을 참조하여, 복구 경로를 구축하는 방법의 순서를 설명한다.
목적지 노드 D가 제1 복구 경로를 구축하기 위하여 RREP 패킷을 1-홉 이내의 중간 노드 Pn(n=1,2,3..,m)에게 목적지 노드 D의 연결 정보와 함께 유니캐스트 한다(S710). 상기 RREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn은 인접 노드 M1n에게 BREQ 패킷을 브로드캐스트 한다(S720). 인접 노드 M1n이 목적지 노드 D의 연결 정보를 알고 있으면 BREQ 패킷을 받은 목적지 노드 D는 이전 노드인 중간 노드 Pn에게 BREP 패킷을 유니캐스트 한다(S730). 상기 BREP 패킷을 수신한 중간 노드 Pn은 중간 노드 P(n-1)에게 RREP 패킷과 함께 노드 M1n의 연결 정보를 유니캐스트 한다.(S740).
중간 노드 P(n-1)이 소스 노드 S 인지 여부를 확인한다(S750). 상기 확인 결과 소스 노드 S가 아닌 것으로 확인되면 (n-1)이 새로운 n 값이 되어 S720 부터 반복한다(S750).
상기 확인 결과가 소스 노드 S인 경우, 제1 복구 경로 구축은 완료 되고, 소스 노드 S가 제2 복구 경로를 구축하기 위하여 BREQ 패킷을 노드 M1n(n=0) 및 노드 M1(n+1)을 통하여 노드 M1n(n=m)으로 유니캐스트 한다(S760). 노드 M1n(n=m)은 노드 M2(n-1) 및 노드 M1(n-1)로 BREP 패킷을 유니캐스트 한다(S770). 노드 M1(n-2)로 RREP 패킷을 M2(n-1) 노드 정보와 함께 전송한다(S780). 노드 M1(n-2)가 노드 M1n 인지 여부를 확인한다(S790).
상기 확인 결과가 노드 M1n이 아닌 것으로 확인되면 (n-3)이 새로운 (n-2) 값이 되어 S780 부터 반복한다(S795).
상기 확인 결과가 노드 M1n으로 확인 되면 BREP 패킷을 노드 M10으로 전송한다(S800). 노드 M10은 상기 BREP 패킷을 수신하여 소스 노드 S에게 생기 BREP 패킷을 전송한다(S810). 소스 노드 S는 상기 BREP 패킷을 수신하여 상기 제2 복구 경로 구축을 완료한다.
소스 노드 S가 상기 제2 복구 경로 구축을 완료함으로써, 상기 제1 복구 경로와 상기 제2 복구 경로를 포함하는 복구 경로 구축이 완료된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
소스 노드 S
목적지 노드 D

Claims (10)

  1. 소스 노드(source node)가 상기 소스 노드에서 목적지 노드까지의 주 경로를 구축하는 단계;
    상기 목적지 노드가 상기 소스 노드를 목적지로 하는 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 상기 주 경로 상의 중간 노드에 전송하는 단계;
    상기 주 경로 구축에 대한 응답을 수신한 상기 중간 노드가 제1 복구 경로를 구축하는 단계; 및
    상기 소스 노드가 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 수신하여 제2 복구 경로를 구축하는 단계를 포함하는,
    6LoWPAN(IPv6 Low Power Personal Area Network) 기반 다중 라우팅 구축 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 경로를 구축하는 단계는,
    상기 소스 노드가 RREQ(Route Request) 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하는 단계;
    상기 인접 노드 중에서 어느 하나의 노드를 상기 주 경로 상의 중간 노드로 선정하는 단계;
    상기 중간 노드는 상기 RREQ가 상기 목적지 노드에 도달할 때까지, 상기 RREQ 패킷을 브로드캐스트 하는 단계와 상기 중간 노드 선정 단계를 반복하는 단계; 및
    상기 목적지 노드가 상기 RREQ 패킷을 수신하는 단계를 포함하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 복구 경로 구축하는 단계는,
    상기 중간 노드가 상기 목적지 노드로부터 RREP(Route Reply) 패킷을 수신하는 단계;
    상기 중간 노드가 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ(Backup route Request) 패킷을 상기 중간 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하는 단계;
    상기 중간 노드가 BREP(Backup route Reply) 패킷을 수신하여 상기 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 제1 복구 경로에 추가하는 단계;
    상기 중간 노드는 상기 RREP가 상기 소스 노드에 도달할 때까지, 상기 BREQ 패킷을 전송하는 단계 와 제1 복구 경로에 추가하는 단계를 반복하는 단계; 및
    상기 소스 노드가 상기 RREP 패킷을 수신하는 단계를 포함하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복구 경로 구축하는 단계는,
    상기 소스 노드가 RREP 패킷을 수신하는 단계;
    상기 소스 노드가 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드 중에서 상기 주 경로 상에 포함되지 않은 노드에 전송하는 단계;
    상기 BREQ 패킷을 수신한 노드가 상기 BREQ 패킷이 상기 목적지 노드까지 전송될 때까지 상기 BREQ 패킷을 브로드 캐스트 하는 단계;
    상기 목적지 노드가 상기 BREQ 패킷을 수신하여 상기 수신한 BREQ 패킷을 전송한 노드에 상기 소스 노드가 목적지인 BREP 패킷을 전송하는 단계;
    상기 BREP 패킷을 수신한 노드가 상기 수신한 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 제2 복구 경로에 추가하는 단계;
    상기 BREP 패킷을 수신한 노드가 상기 BREP 패킷을 수신한 노드의 인접 노드 중에서 상기 BREQ 패킷을 수신한 노드에게 전송하는 단계; 및
    상기 소스 노드가 상기 BREP 패킷을 수신하여 상기 수신한 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 제2 복구 경로에 추가하는 단계를 포함하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법.
  5. 제2항에 있어서
    상기 중간 노드를 선정하는 단계는,
    상기 인접 노드의 LQI(Link Quality Indicator) 를 수집하는 단계;
    상기 인접 노드의 에너지 레벨을 수집하는 단계;
    상기 인접 노드의 LQI 최소값 중에서 최대 LQI 최소값을 가지는 인접 노드를 선별하는 단계;
    상기 선별된 인접 노드 중에서 상기 에너지 레벨이 제일 높은 인접 노드 중에서 어느 하나가 상기 중간 노드로 선정되는 단계를 포함하는,
    6LowPAN 기반 다중 라우팅 구축 방법.
  6. 6LoWPAN 에 속하며 데이터 전송의 시작 노드인 소스 노드;
    상기 6LoWPAN 에 속하며 상기 데이터 전송의 목적지 노드인 목적지 노드; 및
    상기 6LoWPAN 에 속하며 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이의 상기 데이터 전송을 중계하는 중간 노드를 포함하되,
    상기 소스 노드는, 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드까지 주 경로 및 제2 복구 경로를 구축하며,
    상기 목적지 노드는, 상기 소스 노드를 목적지로 하는 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 상기 주 경로 상의 중간 노드에 전송하고,
    상기 중간 노드는, 상기 주 경로 구축에 대한 응답을 수신한 상기 중간 노드가 제1 복구 경로를 구축하는
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소스 노드, 상기 중간 노드 및 상기 목적지 노드는,
    상기 주 경로, 상기 제1 복구 경로 및 상기 제2 복구 경로가 저장되는 라우팅 테이블을 더 포함하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소스 노드는,
    RREQ(Route Request) 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하고, 상기 인접 노드 중에서 어느 하나의 노드를 상기 주 경로 상의 제1 중간 노드로 선정하여 상기 소스 노드 라우팅 테이블의 주 경로에 추가하며,
    상기 제1 중간 노드는,
    상기 RREQ가 상기 목적지 노드에 도달할 때까지, 상기 RREQ 패킷을 브로드캐스트 하고 상기 RREQ 패킷을 수신한 인접 노드 중에서 어느 하나의 노드를 제2 중간 노드로 선정하여 상기 제1 중간 노드 라우팅 테이블의 주 경로에 추가하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 중간 노드는,
    상기 목적지 노드로부터 RREP(Route Reply) 패킷을 수신하여 상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ(Backup route Request) 패킷을 상기 중간 노드의 인접 노드에 브로드캐스트 하고, BREP(Backup route Reply) 패킷을 수신하여 상기 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 중간 노드 라우팅 테이블의 상기 제1 복구 경로에 추가하고, 상기 RREP 패킷을 상기 주 경로 상에서 이전 중간 노드에 전송하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 소스 노드는,
    상기 목적지 노드를 목적지로 하는 BREQ 패킷을 상기 소스 노드의 인접 노드 중에서 상기 주 경로 상에 포함되지 않은 노드에 전송하고, 상기 BREQ 패킷 전송에 대한 응답으로 BREP 패킷을 수신하여 상기 수신한 BREP 패킷을 전송한 노드를 상기 상기 소스 노드 라우팅 테이블의 상기 제2 복구 경로에 추가하는,
    6LoWPAN 기반 다중 라우팅 구축 시스템.
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