KR20070115893A - 경로에 따른 라우팅 메트릭을 통해 반복적으로 라우팅하기위한 방법 - Google Patents

경로에 따른 라우팅 메트릭을 통해 반복적으로 라우팅하기위한 방법 Download PDF

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KR20070115893A
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미하엘 바르
루돌프 졸라체르
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노키아 지멘스 네트웍스 게엠베하 운트 코. 카게
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

본 발명은 다수의 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)을 포함하는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭을 이용하여 경로를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)을 통과하는 경로들의 수에 기초하여 결정된 양을 라우팅 메트릭에 입력하는 것으로 구성된다. 상기 방법을 실행하기 위한 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품이 또한 개시된다.

Description

경로에 따른 라우팅 메트릭을 통해 반복적으로 라우팅하기 위한 방법{METHOD FOR ITERATIVE ROUTING WITH THE AID OF A PATH-DEPENDENT ROUTING METRIC}
본 발명은 다수의 노드들을 포함하고 있는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭을 이용하여 경로들을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 구현하기 위한 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
통신 네트워크들에서, 메시지들은 각각의 전송측으로부터 하나 이상의 수신측들에 전송된다. 통신 네트워크는 노드들을 포함하는데, 상기 노드들은 메시지들을 전송 및 수신하며 또한 어떤 경우들에서는 그 메시지들을 인접 노드에 전송한다. 상기 노드들 및 인접 노드들 사이의 접속들에 대한 특정 구조는 해당 네트워크에 따라 좌우된다. 예컨대 인터넷에서는, 라우터들이 라인들을 통해 서로 접속되는 반면에, 무선 통신 시스템들에서는 무선 인터페이스가 인접 무선국들에 접속한다.
만약 메시지의 전송측 및 수신측이 인접하지 않는다면, 그 메시지는 하나 이상의 노드들을 통과하는 경로에 의해서 전송된다. 메시지 전송 시퀀스를 효율적으로 구성하기 위해서, 메시지가 전송되기 이전에 전송측과 수신측 간의 경로가 결정된다. 이를 위해서, 노드들이 라우팅 테이블들을 저장할 수 있다는 것이 공지되어 있다. 이러한 라우팅 테이블들은 루트의 선택을 결정하고 네트워크에서 메시지들을 전송하는 때를 결정하기 위한 기초를 형성하는 정보를 포함한다. 상기 구조 및 컨텐트뿐만 아니라 라우팅 테이블들의 업데이팅 메커니즘은 본질적으로 전개되는 라우팅 방법에 따라 좌우된다.
일반적으로 경로들을 결정할 때는 라우팅 메트릭(routing metric)이 사용된다. 상기 라우팅 메트릭은 여러 경로들을 평가하고 또한 여러 가능한 경로들 중 어떤 경로가 사용되어야 하는지를 결정하기 위해서 사용된다.
본 발명의 목적은 통신 네트워크에서 경로들을 결정하기 위한 방법 및 상기 방법을 구현하기 위한 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는데 있다.
이러한 목적은 청구항 제 1항의 특징들을 갖는 방법 및 독립항들의 특징들을 갖는 장치에 의해서 달성된다. 유리한 개발 및 개선점들이 종속항들에 기재되어 있다.
다수의 노드들을 포함하는 통신 네트워크에서 경로들을 결정하기 위한 본 발명의 방법에 따르면, 라우팅 메트릭이 사용된다. 노드를 통과하는 경로들의 수로부터 결정되는 변수가 라우팅 메트릭에 입력된다.
통신 네트워크를 통한 경로는 시작 또는 전송측 노드로부터 목적지 또는 수신측 노드로 간다. 만약 시작 및 목적지 노드들이 인접하지 않는다면, 경로는 하나 이상의 추가적인 노드들을 통과한다. 라우팅 메트릭이 경로들을 평가하기 위해 사용됨으로써, 그 라우팅 메트릭을 이용하여 대안적인 경로들 사이에서 결정하는 것이 가능하다. 따라서, 특정 전송측 및 특정 수신측 간의 여러 대안적인 경로들로부터 가장 낮은 라우팅 메트릭 값, 즉, 라우팅 메트릭에 따른 가장 짧은 길이를 갖는 경로를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따라 라우팅 메트릭에 입력되는 변수는 노드를 통과하는 경로들의 수로부터 결정된다. 노드를 통과하는 경로들의 수 이외에도, 예컨대 노드로부터 나가는 경로들의 수, 즉, 각각의 노드가 시작 노드인 경로들의 수와 같은 변수를 결정하는데 있어 다른 값들 또는 파라미터들을 수반하는 것도 가능하다. 노드를 통과하는 경로들의 수 및 노드로부터 나가는 경로들의 수를 사용하는 것은 얼마나 자주 특정 노드가 경로의 전송 성분인지를 고려하는 것에 상응하며, 따라서 노드 상에서의 부하를 나타낸다.
위의 설명된 노드 이외에도, 다른 변수들이 라우팅 메트릭에 또한 입력될 수 있다. 특히 위의 설명된 변수는 다수의 노드들과 관련하여 라우팅 메트릭에 입력될 수 있다. 따라서, 경로가 통과하는 모든 노드들에 대한 설명된 변수를 더함으로써 라우팅 메트릭을 형성하는 것이 예컨대 가능하다. 또는, 경로가 통과하는 모든 노드들 및 경로가 통과하는 노드들에 대해 특정 관련성을 갖는 모든 노드들에 대한 설명된 변수를 더함으로써 라우팅 메트릭이 형성될 수 있다.
본 발명의 개선점에 있어서는, 하나 이상의 노드들에 대해:
노드를 통과하는 경로들의 수와 그 노드로부터 나가는 경로들의 수로부터 제 1 합이 결정되고,
각 노드의 모든 인접 노드에 대해서, 각각의 인접 노드를 통과하는 경로들의 수와 각각의 인접 노드로부터 나가는 경로들의 수로부터 제 2 합이 결정되며,
상기 노드의 모든 인접 노드들의 제 2 합과 제 1 합으로부터 제 3 합이 결정된다.
경로의 라우팅 메트릭은 바람직하게는 경로가 통과하는 모든 노드들의 제 3 합의 합으로부터 획득되거나 또는 경로가 통과하는 모든 노드들의 제 3 합과 경로의 전송 노드의 제 3 합의 합으로부터 획득된다. 두 번째의 경우에는, 경로를 따라 전송하는 모든 노드들의 제 3 합들이 합산되는데, 즉, 본래 전송측과, 상기 본래 전송측과 수신측 사이의 중간 노드들의 제 3 합들이 합산된다.
본 발명의 개선에 있어서, 반복 방이 존재하는데, 상기 반복 방법에서는 경로들이 라우팅 메트릭을 이용하여 결정되고, 그 라우팅 메트릭은 다른 방식으로 경로들을 이용하여 결정된다. 이러한 절차는 라우팅 메트릭이 경로들을 결정하기 위해 필요하지만 그 라우팅 메트릭은 또한 특정 경로들에 따라 좌우된다는 사실을 고려한다.
본 발명의 특별히 유리한 개선에 따르면, 반복 방법은 변수의 값이 수렴할 때까지 구현된다. 상기 반복 방법 단계들은 수렴이 달성될 때까지 반복될 수 있는데, 즉, 엔드-투-엔드 데이터 처리량 및/또는 엔드-투-엔드 시간 지연들 또는 경로들 및/또는 라우팅 메트릭이 계산마다 더 이상 또는 거의 변하지 않을 때까지 반복될 수 있다.
만약 본 발명이 통신 네트워크에 적용된다면 유리한데, 그 통신 네트워크에서는 예컨대 멀티홉 애드혹 무선 통신 시스템과 같이 노드들이 무선으로 서로 통신한다.
본 발명의 장치는 다수의 노드들을 포함하고 있는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭을 이용하여 경로들을 결정하기 위한 수단을 구비하는데, 노드를 통과하는 경로들의 수로부터 결정되는 변수가 라우팅 메트릭에 입력된다. 본 발명의 장치는 예컨대 통신 네트워크의 노드나 또는 심지어 중앙 장치일 수 있고, 이는 경로들을 정하는 것을 책임지며 또한 그 결정된 경로들을 노드들에게 알려준다.
본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은 다수의 노드들을 포함하고 있는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭을 이용하여 경로들을 결정하기 위한 수단을 구비하는데, 노드를 통과하는 경로들의 수로부터 결정되는 변수가 라우팅 메트릭에 입력된다. 그것은 예컨대 통신 네트워크의 노드 상에서 전개될 수 있다.
본 발명과 관련하여, 컴퓨터 프로그램 제품은 실질적인 컴퓨터 프로그램(프로그램과 컴퓨팅 유닛 사이의 표준 물리적 상호작용을 능가하는 기술적 효과를 가짐)뿐만 아니라 특히 컴퓨터 프로그램을 위한 레코딩 매체, 파일 콜렉션, 구성된 컴퓨팅 유닛, 및 예컨대 컴퓨터 프로그램에 속하는 파일들이 저장되는 메모리 장치나 서버를 나타낸다.
본 발명의 장치 및 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품 모두는 본 발명의 방법을 구현하기에 특히 적합하고, 또한 이를 개선 및 개발에 적용하는 것도 가능하다. 그것들은 또한 이를 위한 추가의 적절한 수단을 구비할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 6개의 노드들을 포함하는 네트워크를 나타내는 도면.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 제 1 방법 시퀀스의 단계들을 나타내는 도면.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 제 2 방법 시퀀스의 단계들을 나타내는 도면.
도 1은 노드들(0, 1, 2, 3, 4 및 5)을 포함하는 네트워크를 나타낸다. 네트워크의 노드들은 서로 통신하는데, 예컨대 공통 무선 주파수와 같은 공통 전송 매체가 사용된다. 라인들이 인접한 노드들, 즉, 서로 직접적으로 통신할 수 있는 노드들을 서로 접속시킨다. 노드(0)는 노드들(1, 2, 3, 4 및 5)에 인접하고, 노드(1)는 노드들(0, 2, 3 및 4)에 인접하고, 노드(2)는 노드들(0 및 1)에 인접하고, 노드(3)는 노드들(0, 1 및 4)에 인접하고, 노드(4)는 노드들(0, 1 및 3)에 인접하며, 노드(5)는 노드(0)에 인접한다. 본 발명은 더 큰 네트워크에서 바람직하게 전개되지만 절차에 대한 설명은 도 1에 도시된 것과 같이 더 작은 네트워크에 대해 간략화된다.
네트워크에서의 경로는 시작 노드로부터 목적지 노드로 어떠한 추가 노드도 통과하지 않거나 또는 하나 이상의 추가적인 노드들에 통과해서 지나간다. 예컨대, 그로 인해서 노드(2)와 노드(4) 사이의 경로는 노드(0)를 통해서나 또는 노드들(0 및 1)을 통해서 지나갈 수 있다.
방법이 아래에서 제안되는데, 시작 및 목적지 노드들의 모든 결합들에 대한 네트워크들을 통한 경로들이 결정된다. 즉, 그 네트워크에 대한 풀(full) 라우팅 테이블이 결정된다. 일반적으로 다수의 잠재적인 경로들이 특정 시작 노드와 특정 목적지 노드 사이에 존재하기 때문에, 경로들의 가중화 또는 평가가 라우팅 메트릭에 의해 확인되는 경로들 길이에 의해서 이루어진다. 라우팅 메트릭의 공지된 예로 홉-카운트 메트릭이 있는데, 여기서는 경로의 길이가 그 경로에 의해 사용되는 홉들의 수로서 제공된다. 이 경우에는, 짧은 경로들이 긴 경로들보다 바람직하다.
아래에서 사용되는 라우팅 메트릭를 계산하기 위해서, 각각의 노드로부터 나가는 경로들의 수, 즉, 각각의 노드가 시작 노드인 경우에, 각각의 노드를 통과하는 경로들의 수가 각각의 노드에 대해서 결정된다. 이러한 변수는 이후로는 Bk로 지칭되는데, 여기서 k는 각 노드의 인덱스이다. 각각의 노드에는 그 노드의 Bk 값과 그에 인접하는 노드들의 Bk 값들의 합이 할당된다. 이러한 변수는 이후로는
Figure 112007059603509-PCT00001
로 지칭되는데, 여기서 k는 각 노드의 인덱스이다. 이러한 라우팅 메트릭에 기초한 경로의 길이는 경로를 따라 전송하는 노드들, 즉, 전송 노드 및 경로가 통과하는 노드들의
Figure 112007059603509-PCT00002
값들의 합으로서 제공된다.
라우팅 메트릭의 이러한 선택은 변수
Figure 112007059603509-PCT00003
가 네트워크의 노드들에 의해 공유되는 전송 매체로의 노드의 매체 액세스 시간을 나타내기에 적합하다는 사실에 기초한다. 특히 여기서는, 인접 노드가 현재 메시지를 전송 또는 수신하기 위해서 전송 매체를 사용하고 있다면, 노드가 전송 매체에 액세스할 수 없다는 것이 고려된다. 이는 노드 및 그에 인접하는 노드가 메시지들을 동시에 전송 및/또는 수신할 수 없다는 것을 의미한다. 임의의 한 노드가 다수의 경로들이 통과하는 더 많은 인접 노드들을 가질수록, 상기 노드가 전송 매체를 액세스할 수 있기 전까지는 일반적으로 더 긴 시간이 걸린다.
노드(1)를 통과하는 노드들(3 및 4) 사이의 경로 길이는, 라우팅 메트릭에 기초하면, 예컨대 다음과 같다:
Figure 112007059603509-PCT00004
경로들은 행렬의 형태로 라우팅 테이블에 입력되는데, 그 행렬의 각각의 컬럼은 특정 목적지 노드에 상응하고, 그 행렬의 각각의 로우는 이러한 목적지 노드에 메시지를 전송 또는 보내는 특정 노드에 상응한다. 위치(x,y)를 갖는 행렬 엘리먼트에 대한 엔트리(z)는 노드(x)가 노드(y)로 예정된 메시지를 노드(z)에 전송해야 한다는 것을 의미한다.
방법의 처음에, 모든 Bk 값들 및 모든
Figure 112007059603509-PCT00005
값들은 값 '1'으로 설정된다. 이는 홉-카운트 메트릭에 상응한다. '1' 이외의 값이 또한 초기화 값으로서 사용될 수 있는데, 이는 본 방법이 이러한 시작 값과 거의 무관하기 때문이다. 만약 어떠한 경로도 아직 결정되지 않았다면, (-1)의 값이 라우팅 테이블에 입력된다. 이러한 상황은 처음에는 도 2a에 도시된 상황에 상응한다. Bk 및
Figure 112007059603509-PCT00006
는 도 2a 및 후속하는 도면들에서 벡터들로서 도시되어 있는데, 여기서
Figure 112007059603509-PCT00007
및
Figure 112007059603509-PCT00008
이다. 라우팅 테이블(ROUTES)에서, 모든 엔트리들은 처음에는 (-1)인 값으로 제공된다.
도 2b에 도시된 제 1 단계에서는, 노드(0)를 유도하는 모든 경로들이 고려되 는데, 즉, 이 경우에는 노드(0)는 목적지 노드이다. 모든 노드들(0, 1, 2, 3, 4 및 5)은 노드(0)에 인접하기 때문에, 상기 노드들은 노드(0)로 예정된 메시지를 상기 노드(0)에 직접 전송한다. 그러므로, 라우팅 테이블(ROUTES)의 제 1 컬럼은 모든 로우들에 대해서 '0'을 갖는다. 노드들(3 및 4)에서 보면, 예컨대 그것들이 노드(0)로 예정된 메시지를 노드(1)에 전송하는 것이 또한 가능할 것이고, 그 다음에 그 메시지를 노드(0)에 전송한다. 일반적으로 다수의 가능한 경로들이 두 특정 노드들 사이에 존재한다. 이는, 라우팅 테이블(ROUTES)을 생성할 때 다른 경로들로부터의 선택이 이루어져야 한다는 것을 의미한다. 이러한 선택은 위에 설명된 라우팅 메트릭을 사용하여 이루어지는데, 즉, 경로들로부터 선택을 할 때, 그 경로들의 길이가 이전 단계에서 결정된 변수
Figure 112007059603509-PCT00009
에 따라 정해지는 바와 같이 고려된다.
노드(3)와 노드(0) 사이의 경로에 대해서, 다음이 고려된다:
노드(3)로부터 노드(0)로의 직접 경로 : 이 경로의 길이는
Figure 112007059603509-PCT00010
인데, 상기 노드(3), 즉, 그 전송 노드가 이러한 경로를 따라 있는 유일한 전송 노드이고 또한 그 경로는 임의의 다른 노드들을 통과하지 않기 때문이다.
노드(1)를 통한 노드(3)와 노드(0) 사이의 경로 : 이 경로의 길이는
Figure 112007059603509-PCT00011
인데, 상기 경로는 노드(1)를 통과하고, 그것의
Figure 112007059603509-PCT00012
값은 도 2a에 따라 '1'인 값을 가지기 때문이다.
노드들(1 및 2)을 통한 노드(3)와 노드(0) 사이의 경로 " 이 경로의 길이는
Figure 112007059603509-PCT00013
인데, 그 경로가 노드들(1 및 2)을 통해 지나가고, 그것의
Figure 112007059603509-PCT00014
값들은 각각 도 2a에 따라 '1'인 값을 가지기 때문이다.
라우팅 메트릭에 따라 가장 짧은 길이를 갖는 경로가 선택된다. 그 경로는 직접 경로에 상응한다.
그러므로, 라우팅 테이블(ROUTES)의 모든 엔트리에 대해서, 모든 가능한 경로들이 라우팅 메트릭을 사용하여 평가되고, 라우팅 메트릭에 따라 길이에 있어 가장 낮은 값을 갖는 경로가 선택되어 라우팅 테이블(ROUTES)에 입력된다. 여기서는 다른 여러 경로들이 마지막 단계에서 정해진 라우팅 메트릭의 값들을 사용하여 평가된다.
라우팅 테이블(ROUTES)을 결정한 이후에는, 변수
Figure 112007059603509-PCT00015
가 계산된다.
Figure 112007059603509-PCT00016
를 계산하기 위해서, 변수 Bk ,0이 먼저 계산된다. 이는 Bk의 비율이며, 이 경우에 노드(0)는 목적지 노드이다. 노드(0)는 자신에게 메시지를 전송하지 않기 때문에, 벡터 Bk ,0의 제 1 포인트에 '0'이 존재한다. 라우팅 테이블(ROUTES)에 따르면 단지 하나의 경로만이 노드(1)로부터 노드(0)로 나가고 또한 노드(1)에 의해서 노드(0)로 통과하는 어떠한 노드도 존재하지 않기 때문에, 제 2 포인트에는 '1'이 존재한다. 동일한 상황이 노드들(2, 3, 4 및 5)에도 적용된다. 지금까지는 단지 노드(0)만이 목적지 노드인 것으로 고려되었기 때문에, Bk는 Bk , 0와 동일하다. 모든 노드들에 대해서 Bk가 결정되었기 때문에,
Figure 112007059603509-PCT00017
을 계산하는 것이 가능하다:
노드(0)에 대해서는 다음이 적용된다:
Figure 112007059603509-PCT00018
노드(1)에 대해서는 다음이 적용된다:
Figure 112007059603509-PCT00019
노드(2)에 대해서는 다음이 적용된다:
Figure 112007059603509-PCT00020
노드(3)에 대해서는 다음이 적용된다:
Figure 112007059603509-PCT00021
노드(4)에 대해서는 다음이 적용된다:
Figure 112007059603509-PCT00022
노드(5)에 대해서는 다음이 적용된다:
Figure 112007059603509-PCT00023
제 2 단계에서는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 노드(1)가 목적지 노드인 것으로 고려된다. 위에서 설명된 바와 같이, 라우팅 테이블(ROUTES)의 엔트리들은 라우팅 메트릭을 사용하여 노드(1)로의 모든 가능한 경로들을 평가하고 또한 그 라우팅 메트릭에 따라 가장 유리한 경로를 선택함으로써 결정된다. 따라서, 노드(0)는 노드(1)로 예정된 메시지를 노드(1)에 직접 전송하고, 그로 인해서 라우팅 테이블(ROUTES)의 포지션(0, 1)에는 '1'이 존재한다. 동일한 상황이 노드(1)에 인접한 다른 노드들(2, 3 및 4)에도 적용된다. 노드(5)는 노드(1)로 예정된 메시지를 노 드(0)에 전송하고, 그로 인해서 라우팅 테이블(ROUTES)의 포지션(5, 1)에는 '0'이 존재한다.
Figure 112007059603509-PCT00024
를 결정하기 위해서, Bk ,1이 먼저 계산된다. 이는 Bk의 비율이고, 그 경우에 노드(1)는 목적지 노드이다. 라우팅 테이블(ROUTES)에 따라, 경로는 노드(0)로부터 노드(1)로 나가고, 경로는 노드(0)에 의해서 노드(1)로 가며, 즉, 경로가 노드(5)로부터 노드(1)로 간다. 그로 인해서, Bk ,1의 제 1 포인트에는 '2'가 존재한다. 노드(1)는 메시지를 자신에게 전송하지 않기 때문에, 벡터 Bk ,1의 제 1 포인트에는 '0'이 존재한다. 노드들(2 내지 5)에 대해 각각 Bk ,1에는 '1'이 존재하는데, 그 이유는 경로가 이러한 노드들 각각으로부터 노드(1)로 나가고, 이러한 노드들에 의해서 노드(1)로 어떠한 경로도 지나지 않기 때문이다.
Bk가 도 2b로부터 Bk ,0, 즉, Bk의 비율을 더함으로써 계산되는데, 이 경우에는 노드(0)가 목적지 노드이고, 도 2c로부터 Bk ,1, 즉, Bk의 비율을 더함으로써 계산되는데, 이 경우에는 노드(1)가 목적지 노드이다. 따라서, 위에서 설명된 바와 같이 Bk로부터
Figure 112007059603509-PCT00025
를 계산하는 것이 가능하다. 다음의 사항이 예컨대 노드(1)에 적용된다 :
Figure 112007059603509-PCT00026
도 2d는 제 3 단계를 나타내는데, 여기서는 노드(2)가 목적지 노드인 것으로 간주되고, 도 2e는 제 4 단계를 나타내는데, 여기서는 노드(3)가 목적지 노드인 것으로 간주되고, 도 2f는 제 5 단계를 나타내는데, 여기서는 노드(4)가 목적지 노드 인 것으로 간주되며, 도 2g는 제 6 단계를 나타내는데, 여기서는 노드(5)가 목적지 노드인 것으로 간주된다. 각각의 경우에, 라우팅 테이블(ROUTES)은 각각의 목적지 노드로 예정된 메시지가 전송되어질 노드를 라우팅 메트릭을 사용하여 결정함으로써 추가적으로 먼저 채워진다. 이러한 결정 동안에 앞선 단계에서 결정된
Figure 112007059603509-PCT00027
가 사용되는데, 즉, 엔트리들이
Figure 112007059603509-PCT00028
DP 의해 결정된 라우팅 메트릭을 고려하여 선택된다. 다음으로, 변수
Figure 112007059603509-PCT00029
가 새로운 라우팅 테이블(ROUTES)에 기초하여 계산된다.
설명된 절차는 반복 방법인데, 그 이유는 한편으로는 변수
Figure 112007059603509-PCT00030
에 의한 라우팅 메트릭이 경로들을 결정할 때 및 그로 인해서 라우팅 테이블(ROUTES)을 생성할 때 입력되고 다른 한편으로는 그 결정된 경로들이 변수
Figure 112007059603509-PCT00031
에 의해 라우팅 메트릭에 입력되기 때문이다. 그 결과, 라우팅 테이블(ROUTES) 및 라우팅 메트릭이 다른 방식으로 업데이팅된다.
도 2b 내지 도 2g는 노드(0)를 목적지 노드로 고려하여 시작해서 노드들(1, 2, 3, 4) 내지 노드(5)를 통해 계속되어지는, 네트워크를 통한 경로들을 결정하는 제 1 라운드의 계산들을 나타낸다. 대안적으로, 다른 시퀀스가 또한 사용될 수 있다. 제 1 라운드 이후에는, 제 2 라운드가 다시금 노드(0)를 목적지 노드로 간주하여 시작함으로써 실행될 수 있다. 따라서, 제 2 라운드의 제 1 단계에서는, 라우팅 테이블(ROUTES)의 제 1 컬럼이 다시 결정되고, 제 1 라운드의 마지막 단계로부터의 변수
Figure 112007059603509-PCT00032
에 따른 라우팅 메트릭이 사용된다. Bk 및
Figure 112007059603509-PCT00033
이 이어서 결정 된다. 본 방법은 또한 목적지 노드로서 노드들(1, 2, 3, 4 및 5)에 대해서 상응하게 진행하고, 라우팅 메트릭이 각각의 경우에 제 2 라운드의 각각의 선행하는 단계로부터 취해진다. 다음으로, 도 2h에 따른 상황이 제 2 라운드의 마지막에 생긴다.
계산들의 추가 라운드들이 필요시 후속할 수 있다. 라운드들 동안에, 결과는 수렴하는데, 즉, 라우팅 테이블(ROUTES)의 엔트리들 및 변수들 Bk 및
Figure 112007059603509-PCT00034
이 더 이상은 변하지 않거나 또는 단지 약간만 변한다. 두 라운드들 이후에는, 자체-일관적인(self-consistent) 라우팅 테이블(ROUTES)이 일반적으로 이미 계산된다. 추가 반복 라운드들 동안에는, 라우팅 테이블(ROUTES)의 엔트리들이 여전히 변할 수 있지만, 예컨대 엔드-투-엔드 데이터 처리량 및 엔드-투-엔드 시간 지연을 사용하여 측정되는 네트워크 출력에서의 추가적인 상당한 증가가 존재하지 않는다. 수렴을 달성하기 위해 필요한 라운드들의 수는 해당 네트워크의 크기에 따라 좌우된다.
도 3a 및 도 3b는 대안적인 계산 시퀀스의 단계들을 나타낸다. 초기화 상태는 도 2a의 초기화 상태에 상응한다. 제 1 라운드에서는, 노드(0)가 제 1 단계에서 목적지 노드인 것으로 고려되고, 라우팅 테이블(ROUTES)의 제 1 컬럼이 채워진다. 다른 가능한 경로들로부터 선택하기 위해서, 이전 라운드로부터의
Figure 112007059603509-PCT00035
가 사용되는데, 즉, 초기화로부터의
Figure 112007059603509-PCT00036
가 사용된다. Bk 및
Figure 112007059603509-PCT00037
이 다시 계산되지 않는다. 오히려 제 2 단계에서는, 노드(1)가 목적지 노드인 것으로 고려되고, 라우팅 테이블(ROUTES)의 제 2 컬럼이 결정되는데, 초기화로부터의
Figure 112007059603509-PCT00038
이 다시금 사용 된다. 동일한 상황이 목적지 노드들로서 노드들(2, 3, 4 및 5)에 대해서도 이루어진다. 따라서, 초기화의 값들
Figure 112007059603509-PCT00039
이 제 1 라운드의 라우팅 테이블(ROUTES)의 모든 엔트리들에 대해 사용된다.
일단 라우팅 테이블(ROUTES)이 제 1 라운드의 부분으로서 결정되면, 도 3a에 도시된 바와 같이, Bk 및
Figure 112007059603509-PCT00040
이 도 3a에 도시된 바와 같이 이러한 라우팅 테이블(ROUTES)에 기초하여 계산된다.
라우팅 테이블(ROUTES)의 일부 엔트리들은 제 1 라운드 이후에 두 개의 엔트리들을 갖는다. 이는 이러한 두 경로들에 대한 라우팅 메트릭이 동일할 때, 즉, 그 경로들이 퇴보적일 때 발생한다. 이러한 상황은 대체로 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 설명된 방법을 통해 또한 발생할 수 있다. 두 특정 노드들 사이에 있는 다수의 루트들의 이러한 등가가 일반적으로는 후속하는 계산 라운드들의 과정에서는 사라진다.
도 3b는 제 2 라운드의 결과를 나타낸다. 제 2 라운드에서는, 라우팅 테이블(ROUTES)에 대한 엔트리들이 목적지 노드로서 노드(0)에 대해서 먼저 결정되고, 다음으로 목적지 노드로서 노드(1)에 대해서 결정되고, 다음으로 목적지 노드로서 노드(2)에 대해서 결정되고, 다음으로 목적지 노드로서 노드(3)에 대해서 결정되고, 다음으로 목적지 노드로서 노드(4)에 대해서 결정되며, 마지막으로 목적지 노드로서 노드(5)에 대해서 결정되는데, 제 1 라운드의 마지막에 계산된
Figure 112007059603509-PCT00041
값들이 루트들을 평가하기 위해서 각각 사용된다. 제 2 라운드의 라우팅 테이블(ROUTES) 을 결정한 이후에, Bk 및
Figure 112007059603509-PCT00042
이 도 3b에 도시된 바와 같이 이러한 라우팅 테이블(ROUTES)에 기초하여 계산된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 본 발명의 방법의 제 2 변형은 계산 비용이 더 낮다는 장점을 갖는데, 그 이유는 제 1 변형에서 제공된 바와 같이
Figure 112007059603509-PCT00043
만이 라운드마다 한번 결정되어야 하고 모든 단계 이후에는 결정되지 않아야 하기 때문이다. 그러나, 수렴이 달성되기 이전에는, 더 많은 수의 라운드들이 일반적으로 제 2 변형에 있어 필요하다.
도 2 및 도 3의 라우팅 테이블(ROUTES)의 계산된 경로들은 노드들(0, 1, 2, 3, 4 및 5) 사이에 메시지를 전송하기 위해서 사용된다. 다음으로, 만약 네트워크의 토폴로지가 변한다면, 즉, 노드들 사이의 인접 관련성이 변하거나 또는 노드들이 네트워크에 추가되거나 또는 노드들이 네트워크를 떠난다면, 경로들을 다시 계산할 필요가 있다.
경로들을 계산하기 위해서는, 계산을 수행하는 장치가 네트워크의 완벽한 토폴로지를 인지하고 있다는 것이 가정된다. 이는 예컨대 모든 노드가 자신의 인접 노드들에 대한 정보를 수집하고 그 수집된 정보를 자신에게 통보된 이러한 "링크 상태" 정보를 통해서 자신의 인접 노드들이나 또는 중앙 장치에 전달함으로써 달성될 수 있다. 본 방법은, 네트워크 토폴로지에 대한 어떠한 정보가 수집되어 전달되는지에 따라서, 경로들을 결정하기 위한 방법에 아무런 영향을 주지 않는다.
경로들은 다른 노드들에 결과를 전송하는 네트워크의 한 노드에 의해서 계산 될 수 있다. 네트워크의 토폴로지를 알려주는 중앙 장치가 또한 제안된 방법들에 따라 경로들을 결정할 수 있다. 네트워크의 다수의 노드들 또는 모든 노드들이 제안된 계산들을 수행하는 것이 또한 가능하다. 노드들은 동일한 네트워크 토폴로지를 가정하고 경로들을 계산하기 위해서 동일한 알고리즘을 사용하기 때문에, 동일한 결과를 또한 결정한다.
계산된 라우팅 테이블(ROUTES) 대신에, 계산된 변수
Figure 112007059603509-PCT00044
를 전달하는 것이 또한 가능한데, 그럼으로써 노드들은 수신된 변수
Figure 112007059603509-PCT00045
에 기초하여 라우팅 테이블(ROUTES)을 결정한다.
라우팅 메트릭 및 경로들 길이가 경로의 전송 노드들의
Figure 112007059603509-PCT00046
값들의 합으로부터 결정되는 설명된 방법들은 경로들의 결정을 유도하고, 여기서 다수의 경로들이 통과하고 또한 그에 상응하게 상당히 부하가 발생한 중요한 노드들은 감소된 자신들의 부하를 갖는다. 따라서, 예컨대 본 발명의 방법에 따라 결정된 경로들은 에지 노드들로 스위칭하고, 그 결과로 경로들은 네트워크의 중심에 이는 노드들이 사용될 때보다 더 길지만, 그 경로들 상에서의 부하는 더 작다. 본 발명의 라우팅 메트릭을 사용하는 것은 더 높은 엔드-투-엔드 데이터 처리량 및 감소된 엔드-투-엔드 시간 지연을 유도한다.
본 발명의 방법은 노드들이 서로 통신하는 임의의 네트워크에서 사용될 수 있다. 그것들은 멀티홉 애드혹 시스템 및 센서 네트워크들과 같은 무선 통신 시스템들에서 특히 유리하게 사용된다.

Claims (9)

  1. 다수의 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)을 포함하는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭(routing metric)을 이용하여 경로들을 결정하기 위한 방법으로서,
    노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)를 통과하는 경로들의 수로부터 결정되는 변수(
    Figure 112007059603509-PCT00047
    )가 라우팅 메트릭에 입력되는,
    경로들 결정 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 변수(
    Figure 112007059603509-PCT00048
    )는 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)를 통과하는 경로들의 수 및 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)로부터 나가는 경로들의 수로부터 결정되는, 경로들 결정 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하나 이상의 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)에 대해서,
    노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)를 통과하는 경로들의 수 및 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)로부터 나가는 경로들의 수로부터 제 1 합(Bk)이 결정되고,
    각각의 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)의 모든 인접 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)에 대해서, 각각의 인접 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)를 통과하는 경로들의 수 및 각각의 인접 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)로부터 나가는 경로들의 수로부터 제 2 합(Bk)이 결정되며,
    노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)의 모든 인접 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)의 제 2 합과 제 1 합으로부터 제 3 합(
    Figure 112007059603509-PCT00049
    )이 결정되는, 경로들 결정 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 경로의 라우팅 메트릭이 경로가 통과하는 모든 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)의 제 3 합(
    Figure 112007059603509-PCT00050
    )의 합으로부터 획득되거나, 또는 경로들이 통과하는 모든 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)의 제 3 합과 경로의 전송 노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)의 제 3 합의 합으로부터 획득되는, 경로들 결정 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항에 있어서, 상기 방법은 경로들이 라우팅 메트릭을 이용하여 결정되고 또한 라우팅 메트릭이 다른 방식으로 경로들을 이용하여 결정되는 반복 방법인, 경로들 결정 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 반복 방법은, 변수 값, 특히 엔드-투-엔드 데이터 처리량 및/또는 엔드-투-엔드 시간 지연이 수렴할 때까지, 구현되는, 경로들 결정 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 통신 네트워크의 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)은 무선으로 서로 통신하는, 결로들 결정 방법.
  8. 다수의 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)을 포함하는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭을 이용하여 경로들을 결정하기 위한 수단을 구비하는 장치로서,
    노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)를 통과하는 경로들의 수로부터 결정되는 변수가 라우팅 메트릭에 입력되는,
    장치.
  9. 다수의 노드들(0, 1, 2, 3, 4, 5)을 포함하는 통신 네트워크에서 라우팅 메트릭을 이용하여 경로들을 결정하기 위한 수단을 구비하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    노드(0, 1, 2, 3, 4, 5)를 통과하는 경로들의 수로부터 결정되는 변수가 라우팅 메트릭에 입력되는,
    컴퓨터 프로그램 제품.
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