KR20050001973A - 모바일 에드혹 네트워크에서의 노드 네임 관리 시스템 및네임 관리 방법 - Google Patents

모바일 에드혹 네트워크에서의 노드 네임 관리 시스템 및네임 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모바일 에드혹 네트워크에서 노드 네임을 관리하는 시스템 및 방법을 개시한다.
본 발명의 모바일 에드혹 네트워크에서 노드 네임을 관리하는 방법은 어느 한 노드가 모바일 에드혹 네트워크에 진입시 네임서버가 존재하는지 여부를 확인하여 존재하면 자신의 네임 엔트리를 네임서버로 전달해주고 네임서버가 존재하지 않으면 자신을 네임서버로 설정하여 이를 네트워크 내 다른 노드들에게 알려 다른 노드들의 네임 엔트리를 수집 및 관리함으로써 네임서버로서의 역할을 수행한다. 또한, 네임서버 역할을 수행하던 노드가 모바일 에드혹 네트워크를 이탈시에는 인접한 다른 노드들 중 일정 기준에 맞는 노드를 선정하여 해당 노드로 네임서버의 기능을 이관하여 줌으로써, 중앙 집적 제어 시스템이 없는 모바일 에드혹 네트워크 상에서 노드들의 네임을 원활히 관리하여 외부의 인터넷과 원활한 통신이 가능하도록 해준다.

Description

모바일 에드혹 네트워크에서의 노드 네임 관리 시스템 및 네임 관리 방법{Node name resolution system and method in mobile ad-hoc network}
본 발명은 모바일(Mobile) 에드혹(Ad hoc) 네트워크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모바일 에드혹 네트워크(MANET, 이하 MANET라 함)에서의 노드 네임 관리 방법에 관한 것이다.
MANET(Mobile Ad hoc network)는 무선 링크에 의해 연결된 라우터 및 호스트(이하, 노드라 함)들의 집합체이다. MANET은 이들 노드들이 빠르고 자유롭게 움직이는 이동성을 가진 에드혹(Ad hoc) 네트워크를 말한다. MANET에서는 네트워크의 토플로지 및 각 노드의 네트워크 내 존속시간 등을 예측하기 힘들다.
도 1은 일반적인 MANET의 구조를 나타내는 도면이다.
MANET는 하나의 공간에 여러 노드들(A ∼ N)이 존재하며, 출발지인 소스 노드(A)에서 목적 노드(N)로 패킷을 전달하는 경우, 여러 개의 홉(hop) 즉 노드들(C, G)들을 거쳐서 패킷이 전달된다. 각각의 MANET 노드들은 IP 주소를 가지고 있으며, 노드들간의 연결은 무선이고 양방향 전송이 가능하다.
이처럼, 하나의 MANET에 속한 노드들은 Ad-hoc 전용 라우팅 프로토콜을 이용하여 통신하고, 인터넷 게이트웨이를 이용하여 외부 네트워크 또는 인터넷과 통신할 수 있다. Ad-hoc 전용 라우팅 프로토콜은 다양한 것이 제안되고 있으나 현재 널리 쓰이는 것으로는 AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector), DSR(Dynamic Source Routing Protocol), OLSR(Optimized Link State Routing Protocol), TBRPF(Topology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding) 등이 있다.
MANET 라우팅 프로토콜은 프로액티브(proactive)와 리액티브(reactive) 방식으로 구분된다. 네트워크에 속한 모든 노드들로 가는 경로를 라우팅 알고리즘을 미리 구동시켜 라우팅 테이블로 가지고 있는 경우를 프로액티브 방식이라 하며, OLSR과 TBRPF 프로토콜이 여기에 속한다. 그리고, 노드가 다른 노드와 통신이 필요하고 해당 노드로 가는 경로를 모르는 경우에만 라우팅 알고리즘을 구동시키는 방식을 리액티브 방식이라고 하며, AODV와 DSR이 여기에 속한다.
일반적인 MANET의 노드들은 IP 주소를 사용하여 통신하나, 인터넷에서와 마찬가지로 IP 주소를 사용하여 통신하는 방식은 주소를 기억하기 용이하지 않으므로 불편을 초래한다. 또한, 인터넷 게이트웨이를 이용하여 외부와 통신하고자 할 때도 이름이 필요한 경우가 있으므로 IP 주소와 이름에 대한 결정이 필요하다.
그런데, MANET에는 중앙 집중적인 제어 시스템이 없고, 하나의 MANET 내에서 통신하는 노드들은 필요에 따라 이합집산하므로 두 개 이상의 노드들이 같은 이름을 사용하는 경우도 있을 수 있다. 이것은 MANET 내부 노드들이 IP 주소가 아닌 이름을 사용하여 통신하고자 할 때 문제를 유발한다.
따라서, 상술된 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 새로운 방식으로 MANET 노드들의 이름을 관리하여 MANET의 노드들이 원활하게 인터넷 서비스를 이용할 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 일반적인 MANET의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 노드(N1)가 MANET에 새로이 진입시 노드 네임 관리 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 도 2에서의 노드 네임 관리 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 네임서버가 MANET에서 이탈하는 경우 노드 네임 관리 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 5는 도 3에서의 노드 네임 관리 방법을 설명하기 위한 순서도.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모바일 에드혹 네트워크(MANET)에서의 노드 네임 관리 시스템은, 네임서버로서 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 노드장치들의 네임 엔트리를 저장 및 관리하며, 상기 모바일 에드혹 네트워크에서 이탈시 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 다른 노드장치로 기능을 이관하는 제 1 노드장치; 및 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입시 상기 제 1 노드장치의 존재여부를 확인하고, 그 결과에 따라 상기 제 1 노드장치로 자신의 네임 엔트리를 전송하거나 자신이 상기 네임서버의 기능을 수행하는 제 2 노드장치들을 구비한다.
본 발명의 모바일 에드혹 네트워크(MANET)에서의 노드 네임 관리 방법은 제1 노드가 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입시 네임서버의 존재여부를 확인하는 제 1 단계; 상기 네임서버의 존재여부에 따라 상기 네임서버로 제 1 노드의 네임 엔트리를 전달하거나 제 1 노드를 네임서버로 설정하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 노드가 네임서버로 설정시 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 노드들에게 네임서버 설정을 알리고 상기 다른 노드들의 네임 엔트리를 수집하는 제 3 단계를 포함한다.
본 발명의 모바일 에드혹 네트워크(MANET)에서의 노드 네임 관리 방법은 네임서버인 제 1 노드장치가 상기 모바일 에드혹 네트워크에서 이탈시 후보 네임서버를 선정하는 제 1 단계; 상기 제 1 노드가 상기 후보 네임서버에게 네임서버 이전을 통지하고 자신이 가지고 있는 네임 엔트리 정보를 상기 후보 네임서버로 전송하여 상기 후보 네임서버로 네임서버를 변경하는 제 2 단계; 및 상기 후보 네임서버가 네임서버 변경을 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 다른 노드들에게 알리고 상기 다른 노드들의 네임 엔트리를 수집하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 MANET에 중앙 집중적인 제어 시스템이 없으므로, MANET 내 노드들 중 어느 하나가 네임서버(NS)의 역할을 수행한다. 즉, MANET 내에 고정된 네임서버를 구비하는 것이 아니라, 유동적으로 변화하는 네임서버를 구비하며 네임서버에 MANET 내 노드들에 대한 네임 엔트리(entry)를 저장하기 위한 데이터베이스(Name Server Database)를 구비한다. 그리고, 네임서버는 인터넷 게이트웨이를 통해 MANET 외부의 호스트들이 MANET 내의 노드들에 대한 이름을 물어오면 이에 대한 응답을 해준다. 즉, 네임서버는 인터넷의 DNS 메시지를 처리하는 기능을 가지고 있다.
MANET에서 네임서버가 존재하는 경우, 네임서버 관련 메시지들은 MANET 라우팅 프로토콜에 의하여 전달되며, 메시지를 전달하는 방법은 사용되는 라우팅 프로토콜의 종류와 관계없다. 그러나, 네임서버에 대한 정보를 저장하는 방법은 라우팅 프로토콜의 유형(proactive 방식 및 reactive 방식)에 따라 다를 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 노드 네임 관리 시스템의 구성을 나타내는 구성도이며, 도 3는 본 발명에 따른 노드 네임 관리 방법 중 노드(N1)가 MANET에 새로이 진입시의 노드 네임 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
MANET에 새로이 진입하는 노드(N1)는 자신이 MANET의 네임서버에 대한 정보를 전혀 가지고 있지 않은 경우, MANET 내에 네임서버가 존재하는지 여부를 확인하기 위해 이웃하는 노드들에게 네임서버의 존재를 물어보는 "Ask Name Server" 메시지를 전달한다(단계 201).
이러한 메시지는 플로딩(flooding)되어 MANET 내 모든 노드들(N3, N4, NS)에게 전달된다.
만약, MANET에 네임서버(NS)가 존재하는 경우, 네임서버(NS)는 "Ask Name Server" 메시지에 대한 응답으로 "Name Server Exist" 메시지를 노드(N1)에게 전달하여 네임서버 존재 사실을 알려준다. 이때, "Ask Name Server" 메시지 및 "Name Server Exist" 메시지는 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전체 MANET에 전달된다.
노드(N1)는 일정시간(예컨대, 3초) 이내에 "Name Server Exist" 메시지가 수신되는지 여부를 통해 네임서버의 존재를 확인하게 된다(단계 202).
노드(N1)가 "Name Server Exist" 메시지를 수신하는 경우, "Name Server Exist" 메시지를 전송한 노드(NS)를 네임서버로서 자신의 라우팅 테이블에 설정하고, 자신의 네임 엔트리(Name Entry)를 네임서버(NS)로 전송한다(단계 203). 이때, 노드(N1)가 프로액티브 방식의 라우팅 프로토콜을 사용하는 경우에는 라우팅 테이블에 해당 노드가 네임서버인지 여부를 설정하는 필드에 "Yes"라고 설정한다. 한편, 노드(N1)가 리액티브 방식의 라우팅 프로토콜을 사용하는 경우에는 네임서버에 대한 레코드를 하나 추가한다. 노드(N1) 뿐만 아니라 MANET 내에 있는 다른 노드들(N2 ∼ Nm)도 자신이 사용하는 라우팅 프로토콜에 따라 상술된 방법으로 네임서버에 대한 정보를 구비하여, 어떤 노드가 네임서버인지를 표시하고 네임서버의 IP 주소를 보유한다.
노드(N1)로부터 네임 엔트리를 수신한 네임서버(NS)는 노드(N1)의 이름이 기 데이터베이스에 저장된 다른 노드의 이름과 동일한지 여부를 검색한다(단계 204).
검색결과, 네임서버는 MANET 내에 노드(N1)의 이름과 동일한 이름을 사용하는 노드가 존재하지 않는 경우에는 노드(N1)의 네임 엔트리를 자신의 데이터베이스(DB)에 저장한다(단계 205).
그러나, MANET에 동일한 이름을 사용하는 노드가 있는 경우, 네임서버는 노드(N1)에게 임의의 이름을 할당하여 이를 데이터베이스에 저장한 후 이름 변경을 알리는 "Name Change" 메시지를 노드(N1)로 전달한다(단계 206). "Name Change"메시지를 수신한 노드(N1)는 네임서버가 할당해준 이름을 자신의 이름으로 사용한다.
단계 202에서, 노드(N1)가 일정시간 동안 Name Server Exist" 메시지를 수신하지 못한 경우, 즉 도 2에서 네임서버(NS)가 없는 경우에는, 노드(N1)는 MANET에 네임서버(NS)가 존재하지 않는 것으로 판단하여 자신을 네임서버로 설정한 후 "Name Server Exist" 메시지를 다른 노드들(N2 ∼ Nm)로 플로딩한다(단계 207).
노드(N1)는 다른 노드들(N2 ∼ Nm)로부터 "Name Server Exist" 메시지에 대한 응답으로 각 노드들(N2, N3)의 네임 엔트리를 제공받는다(단계 208). 노드(N1)는 수집된 네임 엔트리 중에서 동일한 이름을 사용하고 있는 노드들이 있는지를 검색한다(단계 204). 동일한 이름을 사용하는 노드가 있는 경우, 노드(N1)는 동일한 이름을 사용하는 두 노드 중 가장 늦게 네임 엔트리를 전송한 노드로 임의의 이름을 할당한 후 "Name Change" 메시지를 전송한다.
도 4 및 도 5는 각각 네임서버가 MANET에서 이탈하는 경우 네임 서버 설정 방법을 설명하기 위한 시스템 구성 및 순서도를 나타내는 도면이다.
네임서버(NS) MANET를 이탈하는 경우, MANET에서 자신이 유일한 노드가 아닌 경우에는 자신을 대신해서 네임서버 기능을 수행할 후보 네임서버를 인접한 노드들(N1 ∼ Nm) 중에서 선정한다(단계 301).
이때, 인접한 노드들 중에서 하나를 후보 네임서버의 선정하는 기준으로는 네트워크에 진입한 시간이 가장 짧아 오래 머물 가능성이 높은 노드, 반대로 네트워크에 진입한 시간이 제일 긴 움직임이 적은 노드 또는 IP 주소값이 제일 큰 노드중 어느 하나를 선택할 수 있다. 이러한 방법은 일 실시예일 뿐이며 이외에도 여러가지 다른 방법들이 사용될 수 있음은 자명하다.
후보 네임서버로 선정되면, 네임서버(NS)는 후보 네임서버로 선정된 노드(N1)으로 네임서버 이전을 알리는 "Transfer Name Server" 메시지를 전송한다(단계 302). 그리고, 네임서버 기능 수행을 위해 자신이 가지고 있던 네임 엔트리 정보들을 후보 네임서버(N1)에게 전달한다(단계 303).
"Transfer Name Server"메시지와 네임 엔트리 정보를 전달받은 노드(N1)는 자신을 네임서버로 설정하고, "Name Server Exist" 메시지를 플로딩하여 MANET 내 다른 노드들(N2 ∼ Nm)에게 "Name Server Exist"메시지를 전송하여 자신이 네임서버로 설정되었음을 알린다(단계 304).
"Name Server Exist" 메시지를 수신한 노드들(N2 ∼ Nm)은 도 3에서와 같이 자신의 라우팅 데이블의 네임서버 정보를 노드(N1)로 수정한다. 이때, "Name Server Exist" 메시지를 수신한 노드들(N2 ∼ Nm) 중에서 이미 자신의 네임 엔트리(Name Entry)를 네임서버(NS)로 전송했었던 노드들은 다시 네임 엔트리(Name Entry) 노드(N1)로 전송하지 않는다. 이는 노드(N1)가 네임서버(NS)로부터 제공받은 데이터베이스에 자신들이 네임 엔트리가 이미 저장되어 있기 때문이다.
본 발명에서 네임서버는 외부 인터넷과의 호환성 기능을 가지고 있다. 인터넷과의 호환성을 위하여 네임서버로 쿼리(query)를 보내는 부분은 표준 DNS(Domain Name Server)의 메시지를 그대로 이용한다. MANET 노드들이 외부 인터넷으로 DNS 쿼리(query)를 보내는 경우에는 네임서버를 거치지 않고 직접 인터넷 게이트웨이로연결되고, 외부 인터넷의 호스트들이 MANET 내 노드들에 대해 이름을 물어보는 경우에는 인터넷 게이트웨이가 MANET 네임서버에게 쿼리(query)를 릴레이(relay)한다. 이를 위해, 본 발명에서 네임서버는 인터넷 DNS 메시지를 처리할 수 있는 기능을 가져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 모바일 에드혹 네트워크에서의 노드 네임 관리 방법은 모바일 에드혹 네트워크 내 어느 한 노드를 네임서버를 지정하고 네임서버가 모바일 에드혹 네트워크을 이탈시 다른 노드가 네임서버 역할을 대신 수행하도록 함으로써, 중앙 집중적인 제어 시스템의 구축없이 모바일 에드혹 네트워크에서 노드들의 이름을 효율적으로 관리할 수 있게된다.

Claims (9)

  1. 모바일 에드혹 네트워크(MANET)에 있어서,
    네임서버로서 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 노드장치들의 네임 엔트리를 저장 및 관리하며, 상기 모바일 에드혹 네트워크에서 이탈시 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 다른 노드장치로 네임서버 기능을 이관하는 제 1 노드장치; 및
    상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입시 상기 제 1 노드장치의 존재여부를 확인하고, 그 결과에 따라 상기 제 1 노드장치로 자신의 네임 엔트리를 전송하거나 자신이 상기 네임서버의 기능을 수행하는 제 2 노드장치들을 구비하는 노드 네임 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 노드장치는
    상기 모바일 에드혹 네트워크에서 이탈시, 상기 제 2 노드장치들 중에서 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입한 시간이 가장 짧은 노드장치, 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입한 시간이 제일 긴 노드장치 또는 IP 주소값이 제일 큰 노드장치 중 어느 하나를 후보 네임서버로 선정한 후 선정된 노드장치로 기능을 이관하는 것을 특징으로 하는 노드 네임 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 노드장치는
    상기 선정된 후보 네임서버로 상기 제 1 노드장치들에 대한 네임 엔트리 정보를 전송해주는 것을 특징으로 하는 노드 네임 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 2 노드장치는
    상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입시 상기 제 1 노드장치가 존재하지 않는 경우, 자신을 네임서버로 설정하고 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 다른 노드장치들의 네임 엔트리를 수집하는 것을 특징으로 하는 노드 네임 관리 시스템.
  5. 모바일 에드혹 네트워크(MANET)에 있어서,
    제 1 노드가 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입시 네임서버의 존재여부를 확인하는 제 1 단계;
    상기 네임서버의 존재여부에 따라 상기 네임서버로 제 1 노드의 네임 엔트리를 전달하거나 제 1 노드를 네임서버로 설정하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 노드가 네임서버로 설정시 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 노드들에게 네임서버 설정을 알리고 상기 다른 노드들의 네임 엔트리를 수집하는 제 3 단계를 포함하는 노드 네임 관리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 단계는
    상기 제 1 노드는 상기 네임서버의 존재를 물어보는 메시지를 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 노드들로 플로딩하여 일정 시간내 상기 메시지에 대한 응답이 수신되는지 여부로 상기 네임서버의 존재를 확인하는 것을 특징으로 하는 노드 네임 관리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 단계는
    네임서버 설정을 알리는 메시지를 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 다른 노드들로 플로딩하고 상기 메시지에 대한 응답으로 상기 다른 노드들의 네임 엔트리를 제공받아 저장하는 것을 특징으로 하는 노드 네임 관리 방법.
  8. 모바일 에드혹 네트워크(MANET)에 있어서,
    네임서버인 제 1 노드장치가 상기 모바일 에드혹 네트워크에서 이탈시 후보 네임서버를 선정하는 제 1 단계;
    상기 제 1 노드가 상기 후보 네임서버에게 네임서버 이전을 통지하고 자신이 가지고 있는 네임 엔트리 정보를 상기 후보 네임서버로 전송하여 상기 후보 네임서버로 네임서버를 변경하는 제 2 단계; 및
    상기 후보 네임서버가 네임서버 변경을 상기 모바일 에드혹 네트워크 내 다른 노드들에게 알리고 상기 다른 노드들의 네임 엔트리를 수집하는 제 3 단계를 포함하는 노드 네임 관리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 단계는
    상기 제 1 노드에 인접한 노드들 중 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입한 시간이 가장 짧은 노드, 상기 모바일 에드혹 네트워크에 진입한 시간이 제일 긴 노드 또는 IP 주소값이 제일 큰 노드 중 어느 하나를 상기 후보 네임서버로 선정하는 것을 특징으로 하는 노드 네임 관리 방법.
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