KR20120031569A - Ｍａｎｅｔ 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법 - Google Patents

Ｍａｎｅｔ 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 멀티캐스트 방법에 비해서 주소 할당 및 그룹 관리의 어려움을 줄일 수 있고, 종래의 콘텐트 기반 라우팅 방법에 비해서 그룹 이동성을 고려하지 않아 발생했던 추가적인 제어 메시지의 부담을 줄일 수 있는 콘텐트 기반 라우팅 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 콘텐트 기반 라우팅 방법은, MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 방법에 있어서, 클러스터의 노드들을 클러스터 헤드와 클러스터 멤버로 구분하는 단계와; 상기 클러스터 멤버 중에서 클러스터 게이트웨이를 분류하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 헤드는 상기 클러스터에 존재하는 각 노드 정보를 관리하고, 상기 클러스터 멤버는 상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고, 상기 클러스터의 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하고, 상기 클러스터 게이트웨이는 클러스터들 간에 네트워크 정보를 전달할 수 있다.

Description

ＭＡＮＥＴ 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법{CONTENT-BASED ROUTING METHOD IN MOBILE AD-HOC NETWORKS AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 MANET 환경에서 그룹 이동성을 고려한 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 군 전장 환경이 모든 전투 수행 개체가 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 중심전(Network Centric Warfare, NCW)으로 전환됨에 따라, 전장 정보나 센싱 정보, 명령 메시지를 적합한 수신자에게 효과적으로 전달하는 기술을 필요로 하고 있다.
다수의 전투 개체가 작전이나 임무에 따라 동일한 메시지를 수신하며 함께 이동할 경우, 전송자의 정보 전달에 대한 부담을 줄이고, 네트워크상에 중복되게 전달되는 데이터의 양을 줄이기 위해 멀티캐스트 방법이 주요하게 고려되어 왔으며, 클러스터링을 이용한 멀티캐스트 방법이 연구되어 왔다. 이 방법들은 동일한 이동성을 지닌 노드 간에 클러스터링 방법을 이용하여 멀티캐스트 그룹을 형성하고, 이들 간에 클러스터의 대표 노드인 클러스터 헤드를 통해 네트워크 정보를 주고받아 노드 간에 메시지를 전달한다.
따라서, 종래의 멀티캐스트 방법에 비해서 주소 할당 및 그룹 관리의 어려움을 줄일 수 있고, 종래의 콘텐트 기반 라우팅 방법에 비해서 그룹 이동성을 고려하지 않아 발생했던 추가적인 제어 메시지의 부담을 줄일 수 있는 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법은 MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 방법에 있어서, 클러스터의 노드들을 클러스터 헤드와 클러스터 멤버로 구분하는 단계와; 상기 클러스터 멤버 중에서 클러스터 게이트웨이를 분류하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 헤드는 상기 클러스터에 존재하는 각 노드 정보를 관리하고, 상기 클러스터 멤버는 상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션(Publication) 메시지를 발송하고, 상기 클러스터의 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하고, 상기 클러스터 게이트웨이는 클러스터들 간에 네트워크 정보를 전달할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 헤드는 상기 클러스터의 노드들을 대표하는 노드로서, 다른 클러스터의 노드와 멀티캐스트 통신을 할 수 있도록 클러스터 헤드들 간의 서브스크립션 정보를 서로 교환할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 헤드는 상기 퍼블리케이션 메시지를 해당 클러스터에 전달할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 게이트웨이는 상기 클러스터와 주변 클러스터들에 연결된 노드로서 상기 클러스터와 상기 주변 클러스터들 간의 데이터를 전달할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 MANET 환경에서 동일한 메시지를 수신하는 노드들을 하나의 클러스터로 묶는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터는 동일한 콘텐트을 갖고 있고, 이동하는 방향이 유사한 노드들 간에 구성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 서브스크립션 정보를 서로 교환하는 단계는, 상기 클러스터 헤드를 통해 주기적으로 서브스크립션 메시지를 브로드캐스트하며, 상기 서브스크립션 메시지에는 미리 정해진 콘텐트를 나열할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 동일한 콘텐트를 요구하는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신한 서브스크립션 메시지들의 웨이트 중에서 가장 큰 웨이트에 대응하는 노드를 상기 클러스터 헤드로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 헤드는 주변 노드들에게 자신이 헤드임을 알리는 공지 메시지를 브로드캐스트할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 헤드로부터 상기 공지 메시지를 수신한 노드들은 상기 클러스터 헤드의 헤드 정보를 설정하고, 상기 클러스터 헤드에 서브스크립션 메시지를 주기적으로 보낼 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 각 노드가 소속된 클러스터를 구별하기 위해, 상기 서브스크립션 메시지에는 클러스터 식별자가 포함될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 게이트웨이에 대응하는 노드들은 무선 통신을 통해 주변 클러스터들에서 교환되는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신된 주변 클러스터들의 서브스크립션 메시지들을 상기 클러스터 헤드에 전달할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클러스터 헤드는 상기 주변 클러스터들로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면, 상기 주변 클러스터들에 대응하는 노드들을 하나의 클러스터로 구성할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법은, MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 방법에 있어서, 클러스터의 노드들을 클러스터 헤드와 클러스터 멤버로 구분하는 단계와; 상기 클러스터 멤버 중에서 클러스터 게이트웨이를 분류하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 멤버는 상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고, 클러스터 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하고, 상기 클러스터 게이트웨이는 무선 통신을 통해 주변 클러스터들에서 교환되는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신된 주변 클러스터들의 서브스크립션 메시지들을 상기 클러스터 헤드에 전달하고, 상기 클러스터 헤드는 상기 주변 클러스터들로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면 상기 주변 클러스터들이 유사한 이동성을 가진 것으로 판단하여, 상기 주변 클러스터들에 대응하는 노드들을 하나의 클러스터로 구성할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 장치는, MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 장치에 있어서, 클러스터의 노드들을 대표하는 클러스터 헤드와; 상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고, 상기 클러스터의 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하는 클러스터 멤버와; 무선 통신을 통해 주변 클러스터들에서 교환되는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신된 주변 클러스터들의 서브스크립션 메시지들을 상기 클러스터 헤드에 전달하는 클러스터 게이트웨이를 포함하며, 여기서, 상기 클러스터 헤드는 상기 주변 클러스터들로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면 상기 주변 클러스터들이 유사한 이동성을 가진 것으로 판단하여, 상기 주변 클러스터들에 대응하는 노드들을 하나의 클러스터로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법은 종래의 멀티캐스트 방법에 비해서 주소 할당 및 그룹 관리의 어려움을 줄일 수 있고, 종래의 콘텐트 기반 라우팅 방법에 비해서 그룹 이동성을 고려하지 않아 발생했던 추가적인 제어 메시지의 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 레벨(level)-2 클러스터 형성 과정을 나타낸 도이다.
도2는 레벨(level)-1 클러스터 형성 과정을 나타낸 예시도 이다.
도3은 레벨(level)-2 클러스터 형성 과정을 나타낸 예시도 이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 내와 클러스터 간 서브스크립션 메시지 전달 과정을 나타낸 예시도 이다.
도5는 도4를 고려한 클러스터 헤드의 콘텐트 라우팅 테이블을 나타낸 예시도 이다.
도6은 이웃 클러스터가 이동해서 연결이 되지 않는 경우를 나타낸 예시도 이다.
도7은 다단계 클러스터에서의 서브스크립션 메시지 전달 과정을 나타낸 도이다.
도8은 클러스터 내 그리고 클러스터 간 퍼블리케이션 메시지 전달 과정을 나타낸 예시도 이다.
도9는 도6을 고려한 클러스터 헤드의 콘텐트 라우팅 테이블을 나타낸 예시도 이다.
도10은 다단계 클러스터에서의 퍼블리케이션 전달 과정을 나타낸 예시도 이다.
도11은 레벨 (Level)-2 클러스터 내 레벨(Level)-1 클러스터 간의 관심이 달라지는 경우을 나타낸 예시도 이다.
도12는 레벨-2 클러스터 내 레벨-1 클러스터가 이동해서 레벨-2 클러스터가 해체되는 경우을 나타낸 예시도 이다.
도13은 유선 망과 MANET 과의 콘텐트 기반 라우팅 연동 방법을 나타낸 예시도 이다.
도14는 MANET과 유선 망과의 게이트웨이 노드 GN1의 콘텐트 기반 라우팅 자료를 나타낸 예시도 이다.
도15는 노드의 개수 변화에 따른 메시지 전달율 변화을 나타낸 도이다.
도16은 노드 수의 증가에 따른 제어메시지 부담의 변화를 나타낸 도이다.
도17은 노드의 이동성 변화에 따른 메시지 전달율 변화를 나타낸 예시도 이다.
도18은 노드의 이동 속도 증가에 따라 요구되는 제어 메시지 부담의 변화를 나타낸 도이다.
이하에서는, 군 MANET 환경과 같이 다수의 노드가 작전이나 임무에 따라 팀을 이루어 함께 이동할 경우 그룹 이동성을 이용한 "Publish/Subscribe" 모델 기반의 확장성 있는 콘텐트 기반 라우팅 방법을 설명한다. 콘텐트 기반 라우팅 방법은 노드들의 위치와 관심 콘텐트에 따라 클러스터를 형성하고, 다단계로 클러스터를 형성할 수 있는 방법을 설명한다. 그리고, 클러스터 헤드들 간에 서브스크립션 메시지를 교환하여 퍼블리케이션 메시지 전달 경로를 설정하고, 클러스터 내의 노드들에 대해서는 클러스터 헤드가 퍼블리케이션 메시지 전달을 책임진다. 따라서 기존의 멀티캐스트 방법에 비해서는 주소 할당 및 그룹 관리의 어려움을 줄일 수 있고, 기존의 콘텐트 기반 라우팅 방법에 비해서는 그룹 이동성을 고려하지 않아 발생했던 추가적인 제어 메시지의 부담을 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 시뮬레이션을 이용한 성능 분석을 통해 기존의 콘텐트 기반 라우팅 방법에 비해 본 발명에서 제안하는 방법이 적절한 제어 메시지의 부담을 가지면서 메시지 전달율이 향상되었음을 확인하였다.
또한, 군 MANET 환경에서 메시지를 전달할 경우 적용할 수 있는 기존의 멀티캐스트 방법과 콘텐트 기반 라우팅 방법을 분석한다. 시뮬레이션 환경 및 성능 측정 기준에 대해 설명하고, 기존 방법과 본 연구에서 제안한 방법의 시뮬레이션 결과를 제시하고 분석한다.
예를 들면, 64대의 차량과 1대의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)이 활동하는 실제 전장 환경에서 단위 그룹을 구성하는 노드들은 연결의 끊임이 없이 이동하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 한 분대가 작전 지역을 안전하게 이동할 경우 다른 분대가 뒤따라 이동하는 경우가 많아 그룹 단위 이동성이 존재함을 알 수 있다. 이러한 사례를 근거로 하여, 본 발명에서는 다수의 노드들이 그룹을 이루어 동일한 방향과 속도를 가지고 이동하면서 유사한 데이터를 수신하고자 하는 경우, 노드들의 그룹 이동 특성을 활용한 콘텐트 기반 라우팅 방법을 설명한다.
인접한 노드들 간에 기본 클러스터를 구성하고, 클러스터들이 이동하면서 유사한 이동 패턴을 갖고 수신하고자 하는 주제가 유사한 클러스터를 만나게 되면 보다 큰 규모의 클러스터를 구성한다. 군 환경을 고려한다면, 가장 기본이 되는 클러스터는 분대 혹은 소대 단위의 규모로 만들어질 것이며, 중대나 대대처럼 다수의 소대들이 함께 동일 작전을 수행하기 위해 이동하는 경우 소대 단위의 클러스터들을 묶어 보다 큰 중대 규모의 클러스터를 구성하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 레벨(level)-2 클러스터 형성 과정을 나타낸 도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는, 각 클러스터의 노드들을 "클러스터 헤드 (cluster head)'(100)와 클러스터 멤버 (cluster member)(200)로 구분된다. 클러스터 헤드는 클러스터의 노드들을 대표하는 노드로 각 클러스터에 존재하는 노드 정보를 관리하며, 다른 클러스터의 노드와 멀티캐스트 통신을 할 수 있도록 클러스터 헤드 간에 서브스크립션(Subscription) 정보를 주고받는 역할을 한다.
상기 클러스터 멤버는 클러스터에 속한 일반 노드로, 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고 클러스터 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신한다. 클러스터 멤버 중에 클러스터 게이트웨이(300)로 분류되는 노드들이 있다. 이 노드는 주변 클러스터와 연결된 노드로 클러스터 간에 네트워크 정보를 전달하거나 데이터를 주고 받을 경우에 전달(relay) 노드 역할을 한다.
도2는 레벨(level)-1 클러스터 형성 과정을 나타낸 예시도 이다.
도2에 도시한 바와 같이, Level-1 클러스터에서는 클러스터 헤드가 해당 퍼블리케이션 메시지의 콘텐트 가입자의 수에 따라 유니캐스트 혹은 지역적인 멀티캐스트를 사용한다. 무선 환경에서는 유니캐스트나 멀티캐스트나 모두 브로드캐스트의 형식으로 전달되므로 무선 자원을 소모하는 것은 유사하나, 네트워크 계층 이상에서의 처리 부담을 줄일 수 있으므로 콘텐트 가입자의 수가 2 미만인 경우에는 유니캐스트를 사용한다.
광역에 산재한 다수의 노드들을 대상으로 다단계로 클러스터를 구성하게 되면 데이터의 이동 경로가 압축되어 데이터 전달의 효율성을 높일 수 있다. 특히, 이동 패턴과 관심 주제가 유사한 노드들이 클러스터를 구성하는 것이므로 데이터 전달 경로를 압축하는 효과가 더욱 증대된다. 특히, MANET과 같은 무선 환경에서 동일한 메시지를 수신하는 노드들을 하나의 클러스터로 묶을 경우, 무선 브로드캐스트 이익 (Wireless Broadcast Advantage) 효과에 의해 무선 링크 사용의 효율성을 높일 수 있다.
도3은 레벨(level)-2 클러스터 형성 과정을 나타낸 예시도 이다.
도3에 도시한 바와 같이, 레벨(level)-2 클러스터는 이웃 클러스터를 인지하게 되면 해당 메시지를 클러스터 헤드에게 전송하고, 각 클러스터 헤드끼리 서브스크립션 메시지를 교환하게 된다. 이렇게 교환된 메시지를 바탕으로 클러스터 헤드를 선출하게 되고, 마찬가지로 클러스터 헤드가 이 사실을 통보하게 된다.
이하에서는, 그룹 이동성을 이용한 클러스터링에 대해 설명한다.
먼저, 클러스터는 동일한 콘텐트에 대한 관심을 갖고 있고 이동하는 방향이 유사한 노드들 간에 구성된다. 가장 작은 단위의 클러스터를 Level-1 클러스터라고 칭하고, Level-1 클러스터들이 결합된 클러스터를 Level-2 클러스터라 칭한다. 클러스터의 범위는 단일 홉으로 통신이 가능한 노드들로 제한할 수 있으나, 보다 일반적인 경우를 고려하기 위해 h (단, h는 0보다 큰 정수) 홉 범위를 갖는 것으로 가정한다.
레벨(Level)-1 클러스터는 아무런 클러스터에도 소속되지 않은 노드들이 참여하여, 도3의 예와 같이, 다음의 세 단계를 거쳐 구성된다.
1 단계 서브스크립션 메시지 교환: 노드는 주기적으로 h 홉 범위로 서브스크립션 메시지를 브로드캐스트한다. 서브스크립션 메시지에는 자신이 원하는 콘텐트를 나열하고, 수학식 (1)에 따라 계산된 웨이트를 제시한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
Figure pat00002
노드 n의
Figure pat00003
는 노드 n이 가지는 자원 정보
Figure pat00004
에 서로 다른
Figure pat00005
의 가중치를 두어 계산한다. 여기서, LEV는 해당 노드의 직급 혹은 계급을 의미하고, BAT는 배터리의 잔여 에너지, MEM은 메모리 용량, BW는 사용할 수 있는 네트워크 대역폭의 최대량에 의미한다.
t 번 이상 동일한 콘텐트를 요구하는 서브스크립션 메시지를 수신하면, 해당 노드와 클러스터 구성을 시작한다. 수신한 서브스크립션에 제시된 웨이트와 자신의 웨이트를 비교하여 클러스터 헤드를 결정하게 된다. 웨이트가 가장 크다고 판단한 노드가 클러스터 헤드로 선택된다.
2 단계 클러스터 헤드 선정: 클러스터 헤드로 선택된 노드는 주변 h 홉 범위 내의 노드들에게 자신이 헤드임을 알리는 공지 메시지를 브로드캐스트한다.
3 단계 클러스터 헤드 공지: 클러스터 헤드로부터 공지 메시지를 받은 노드들은 자신의 클러스터 헤드 정보를 설정하고, 이후로 주기적으로 클러스터 헤드에게 서브스크립션 메시지를 보낸다. 각 노드가 소속된 클러스터를 구별하기 위해, 서브스크립션 메시지에는 클러스터의 식별자(id)가 포함되어 있다. 클러스터의 식별자(id)는 클러스터 헤드의 식별자(id)를 사용하는 것으로 한다.
클러스터 게이트웨이 노드들은 무선 통신의 특성 상 주변 클러스터에서 교환되는 서브스크립션 메시지를 수신할 수 있으므로, 수신된 이웃 클러스터의 서브스크립션 메시지를 클러스터 헤드에게 전달한다. 레벨(Level)-1의 경우와 마찬가지로, t 번 동안 이웃 클러스터로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면 유사한 이동성을 가진 것으로 판단하여, 도3에 제시된 바와 같이, Level-2 이상의 클러스터 구성을 시작한다.
1단계 이웃 클러스터 인지: 클러스터 게이트웨이 노드는 자신의 클러스터 식별자(id)와 다른 클러스터 식별자(id)를 갖는 서브스크립션 메시지를 수신하면 이 식별자(id)를 자신의 서브스크립션 메시지에 포함하여 클러스터 헤드에게 전달한다. 도3의 경우를 보면, 클러스터 2의 노드가 보낸 서브스크립션 메시지 (도 3의 ①)를 클러스터 3의 클러스터 게이트웨이가 수신하면, 클러스터 2의 식별자(id)를 자신의 서브스크립션 메시지 안에 포함하여 클러스터 3의 헤드에게 전달한다 (도 3의 ②)
2단계 클러스터 서브스크립션 메시지 교환: 클러스터 3의 헤드는 전달된 서브스크립션 메시지 내에 포함된 클러스터 2의 헤드 식별자(id)로 클러스터 3의 서브스크립션 정보를 종합하여 전송한다 (도 3의 ③). 상기 서브스크립션 메시지는 유니캐스트 라우팅을 사용하여 클러스터 2의 헤드에게 전달된다. 클러스터 2 헤드도 마찬가지로 자신 클러스터의 서브스크립션 정보를 종합하여 클러스터 3 헤드에게 전송한다.
3단계 클러스터 헤드 결정: 각 클러스터 헤드는 수신한 서브스크립션 메시지와 자신 클러스터의 서브스크립션 메시지를 비교하여 수신하고자 하는 콘텐트의 집합이 가장 큰 노드가 클러스터 헤드가 되고, 다른 클러스터들은 멤버가 된다.
4단계 클러스터 헤드 공지: 레벨(Level)-1 클러스터 형성 과정과 마찬가지로, 레벨(Level)-2 클러스터 헤드로 판정된 클러스터 2 헤드가 클러스터 3의 헤드에게 자신이 헤드임을 알리는 메시지를 발송한다 (도 3의 ④). Level-k의 클러스터에서는 각 Level-(k-1) 클러스터가 하나의 노드와 같이 추상화된다.
이하에서는, 콘텐트 기반 라우팅에 대해 설명한다. 먼저, 서브스크립션 메시지 전달과 콘텐트 라우팅 테이블 갱신 방법에 대해 설명한다.
상기 클러스터 멤버는 서브스크립션 메시지(등록 메시지)를 자신의 클러스터 헤드에게 주기적으로 전송하고, 서브스크립션 메시지가 전달된 경로의 역방향으로 콘텐트 기반 라우팅 테이블이 갱신되고 이 라우팅 테이블을 사용하여 퍼블리케이션 메시지가 전달된다. 라우팅 테이블을 갱신하는 방법은 이미 공지된 포함 관계를 적용할 수 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 내와 클러스터 간 서브스크립션 메시지 전달 과정을 나타낸 예시도 이다.
도4에 도시한 바와 같이, 클러스터 1의 헤드인 노드 1은 자신의 클러스터 멤버들의 서브스크립션 메시지를 종합하여 이웃 클러스터 헤드인 노드 2에게 전달한다. 이때, 노드 1과 노드 2는 직접 연결되어 있지 않으므로 유니캐스트 라우팅 프로토콜에 따라 노드 6과 8을 거쳐 메시지가 전달된다.
클러스터 1의 서브스크립션 종합 메시지를 받은 노드 2는, 노드 1의 메시지와 자신의 클러스터인 클러스터 2의 노드들의 서브스크립션 메시지를 종합하여 이웃 클러스터의 헤드인 노드 3에게 전달한다. 그리고, 노드 2는 클러스터 2의 노드들의 서브스크립션을 종합한 것과 노드 3에게서 받은 메시지를 종합하여 노드 1에게 전달한다. 이렇게 서브스크립션 종합 메시지들이 전달되는 과정에서 도5와 같은 콘텐트 기반 라우팅을 위한 라우팅 테이블이 만들어진다.
도5는 도4를 고려한 클러스터 헤드의 콘텐트 라우팅 테이블을 나타낸 예시도 이다.
도6은 이웃 클러스터가 이동해서 연결이 되지 않는 경우를 나타낸 예시도 이다.
도7은 다단계 클러스터에서의 서브스크립션 메시지 전달 과정을 나타낸 도이다.
다단계로 구성되어 있는 클러스터의 경우, 레벨(Level)-k의 클러스터 헤드는 해당 단계 클러스터의 서브스크립션을 종합하여 레벨(Level)-(k+1) 클러스터 헤드에게 주기적으로 전송한다. 그리고, 레벨(Level)-(k+1)의 클러스터 헤드는 레벨(Level)-(k+1) 클러스터 내 서브스크립션 정보를 종합한 메시지를 이웃 클러스터 헤드에게 전달한다. 클러스터 헤드는, 클러스터 멤버에게 라우팅 관련 제어 부담을 부여하지 않기 위해, 수신한 서브스크립션 정보를 클러스터 내에 재분배(redistribution)하지 않는다. 이 과정에서, 도7에 제시된 콘텐트 기반 라우팅을 위한 테이블이 형성된다.
클러스터 3은 클러스터 2의 헤드를 레벨(Level)-2 클러스터 헤드로 하여 2단계 클러스터를 구성하고 있으므로, 노드 3은 외부 클러스터의 서브스크립션 정보를 유지하지 않고, 자신이 헤드인 클러스터의 서브스크립션 정보만 유지하고, 자신의 클러스터에서 생성되는 콘텐트에 대한 모든 전달을 노드 2에게 일임하는 것으로 한다.
이하에서는, 퍼블리케이션 메시지 전달에 대해 설명한다.
퍼블리케이션 메시지를 생성하는 노드는 자신의 클러스터 헤드에게 퍼블리케이션 메시지를 송신한다. 이를 수신한 클러스터 헤드는 콘텐트 라우팅 테이블에 따라 자신의 클러스터 내의 노드들에게 메시지를 재분배하고, 해당 콘텐트를 요청하는 다른 클러스터 헤드에게 데이터를 분배한다.
도8은 클러스터 내 그리고 클러스터 간 퍼블리케이션 메시지 전달 과정을 나타낸 예시도 이다.
노드 4에서 콘텐트 A의 퍼블리케이션 메시지가 발생하며, 일단 해당 클러스터의 헤드인 노드 1에게 전달한다. 노드 1은 콘텐트 라우팅 테이블에서 해당 엔트리를 검색하여 노드 2에게 전달한다. 이때, 노드 1과 노드 2가 직접 연결되어 있는 것이 아니므로 유니캐스트 라우팅을 활용하여 노드 6과 노드 8을 거쳐 노드 2에게 전달된다. 콘텐트 A의 퍼블리케이션 메시지를 수신한 노드 2는 자신의 클러스터에는 해당 콘텐트를 요청한 노드가 없으므로 콘텐트 라우팅 테이블의 해당 엔트리에 다음 홉(Next hop)을 등록된 노드 3에게 전달한다. 이때도 역시 유니캐스트 라우팅에 따라 노드 9와 노드 11을 거쳐 노드 3에게 전달된다. 노드 3의 콘텐트 라우팅 테이블에서 콘텐트 A의 수신자는 노드 10 밖에 없으므로 노드 10에게 유니캐스트한다. 다단계 클러스터 내에서는, 레벨(Level)-k 클러스터가 가장 먼저 퍼블리케이션 메시지를 수신하고, 콘텐트 라우팅 테이블에 근거하여 레벨(Level)-(k-1) 헤드에게 퍼블리케이션 메시지를 재분배하고, 이를 수신한 레벨(Level)-(k-1) 클러스터 헤드가 자신의 클러스터 내에 해당 메시지를 재분배한다.
도9는 도6을 고려한 클러스터 헤드의 콘텐트 라우팅 테이블을 나타낸 예시도 이다.
도9에 도시한 바와 같이, 도 9는 도 6 및 7에 제시된 환경에서 콘텐트 A의 퍼블리케이션 메시지가 발생했을 때 전달 과정을 보여 주고 있다. 노드 2가 노드 1으로부터 수신하여, 콘텐트 라우팅 테이블에 따라 자신의 클러스터 내의 노드 7에게 전달하고, 노드 3에게 전달한다. 노드 3 역시 콘텐트 라우팅 테이블에 따라 자신의 클러스터 내의 노드들에게 퍼블리케이션 메시지를 전달한다. 이때, 클러스터 3에서 콘텐트 A를 수신해야 할 노드의 수가 3이 되므로 지역적인 멀티캐스트를 사용하여 노드 10, 11, 12에게 전달한다.
이하에서는, 클러스터 재구성에 대해 설명한다.
작전에 따라 그룹이 동적으로 이동하고 작전의 변경이나 상황의 변경에 따라 그룹의 관심 콘텐트가 변경될 수 있어 클러스터를 재구성해야 할 필요가 발생한다. 그룹이 이동하였거나 그룹 내 노드가 이동해서 연결이 단절되는 상황은 주기적으로 송수신하는 서브스크립션 메시지의 미수신으로 파악된다. 두 번 이상 서브스크립션 메시지가 수신되지 않으면 해당 콘텐트에 대한 해당 클러스터 헤드 혹은 노드의 정보를 삭제하면 된다. 앞서 언급한 바와 같이, 콘텐트 라우팅 테이블의 엔트리들은 저장 유효 기간이 설정되어 있으므로, 일정한 시간 동안 관련 서브스크립션 메시지를 수신하지 않으면 자동으로 엔트리가 삭제된다.
도10은 다단계 클러스터에서의 퍼블리케이션 전달 과정을 나타낸 예시도 이다.
도10에 도시한 바와 같이, 도 4의 예에서 클러스터 3에 해당하는 그룹의 이동으로 클러스터 2와 3 간의 연결이 끊어지는 사례를 나타낸다. 클러스터 2의 헤드인 노드 2는 콘텐트 A와 C에 대응하는 엔트리를 삭제하게 될 것이고, 클러스터 3의 헤드인 노드 3은 콘텐트 B와 D에 대응하는 엔트리를 삭제할 것이다.
이하에서는, Level-(k+1) 클러스터 내에 있던 Level-(k-1) 클러스터들의 연결 단절에 대해 도11을 참조하여 설명한다.
도11은 레벨 (Level)-2 클러스터 내 레벨(Level)-1 클러스터 간의 관심이 달라지는 경우을 나타낸 예시도 이다. 즉, 도11은 도 6의 환경에서 레벨-2 클러스터 내에 있던 레벨-1 클러스터들의 이동으로 연결이 되지 않는 예를 나타낸다.
클러스터 2와 클러스터 3이 레벨-2 클러스터를 형성하고 있다가 클러스터 3의 이동으로 연결이 단절되었다. 도 10의 경우와 마찬가지로 서브스크립션 메시지를 수신하지 못하면 콘텐트 라우팅 테이블이 엔트리가 삭제되게 된다. 클러스터 3은 클러스터 게이트웨이인 노드 10을 통해 클러스터 1의 서브스크립션 메시지를 수신하게 되어 이웃 클러스터를 발견하게 된다. 그런데, 클러스터 2와는 달리 관심 콘텐트에 일치하는 것이 없어서 레벨-2 클러스터를 형성하지는 못한다.
이하에서는, 레벨-(k+1) 클러스터 내에 있던 레벨-(k-1) 클러스터들의 관심 콘텐트 변경에 대해 설명한다.
도12는 레벨-2 클러스터 내 레벨-1 클러스터가 이동해서 레벨-2 클러스터가 해체되는 경우을 나타낸 예시도 이다.
도12에 도시한 바와 같이, 도 6의 환경에서 레벨-2 클러스터 내에 있던 레벨-1 클러스터들의 이동으로 연결이 되지 않는 사례를 나타낸다. 여러 가지 이유로 클러스터 3의 노드들의 관심 콘텐트가 변경되게 되면, 서브스크립션 메시지를 통해 레벨-2 클러스터 헤드인 노드 2에게 알려진다. 이후로는 클러스터 2와 클러스터 3 사이에 형성된 레벨-2 클러스터는 해체된다. 노드 2는 클러스터 1로부터 수집된 서브스크립션 정보까지 종합하여 클러스터 3에 전달한다. 그리고, 클러스터 1에게도 클러스터 3의 변경된 관심 콘텐트를 반영하여 수정된 서브스크립션 메시지를 전달한다.
본 발명의 실시예에 따른 메시지는 표 1에서 제시하는 바와 같이 4가지 종류의 메시지("Node_Subscription" 메시지, "Cluster_Subscription" 메시지, 퍼블리케이션 메시지, "Head_Announcement" 메시지)가 사용될 수 있으며, 각각의 메시지 타입에 대한 구조는 다음과 같다.
상기 "Node_Subscription" 메시지는 각 노드가 수신하고자 하는 콘텐트를 알리는 메시지로, 초기에 클러스터가 구성되기 전에 클러스터를 구성하는 용도로 사용된다. 그리고, 클러스터가 형성된 이후에는 클러스터 헤드가 해당 클러스터 내 콘텐트 라우팅 테이블을 갱신하는 용도로 사용하게 되고, 클러스터 내 멤버의 존재 여부 혹은 이웃 클러스터의 존재를 파악하고 확인하는데 사용된다. 상기 "Node_Subscription" 메시지에는 "Node_ID"와 "Cluster_ID", "Neighbor_Cluster_ID", "Content_ID", "Weight" 등이 포함된다. "Node_ID"와 "Cluster_ID"는 각각 메시지를 생성하는 노드의 식별자(id)와 클러스터 식별자(id)를 의미하며, "Neighbor_Cluster_ID"는 클러스터 게이트웨이 노드가 수신한 이웃 클러스터의 "Cluster_ID"이다. "Weight"는 수학식 1에 따라 계산된 값이며, 클러스터 헤드 선출 시에 이용된다. "Content_ID"는 수신하고자 하는 콘텐트의 정보를 나타낸다.
상기 "Cluster_Subscription 메시지"는 클러스터 헤드 간에 주고받는 서브스크립션 메시지로, 클러스터의 헤드와 멤버들이 수신하고자 하는 콘텐트를 종합하여 담고 있다. 도 4의 클러스터 3의 노드 3이 클러스터 2의 노드 2에게 서브스크립션 종합 메시지를 보내는 사례에서 볼 수 있듯이, 클러스터 멤버들이 서로 동일하거나 유사한 콘텐트를 원할 경우, 클러스터 헤드는 이를 종합하여 클러스터의 서브스크립션 메시지로 생성한다. "Sequence_Number"를 사용하여 클러스터 헤드가 중복된 "Cluster_Subscription" 메시지를 받는 것을 막고, "Content_ID"라는 필드에 클러스터의 노드들이 원하는 콘텐트 정보를 나열한다.
상기 "Head_Announcement 메시지"는 클러스터 형성 과정에서 클러스터 헤드로 판정된 노드가 나머지 노드들에게 헤드가 확정되었음을 알리는 메시지이다. 이 메시지 안에는 "Cluster_ID"가 포함되는데, 클러스터 헤드로 선정된 노드의 식별자(id)를 사용한다.
상기 "퍼블리케이션 메시지"는 콘텐트를 포함한 데이터 메시지이다. 메시지의 라우팅을 위해 헤더에 메시지 내 콘텐트들을 표시하는 "Content_ID"가 있다. 메시지의 중복 전송을 막기 위해 "Sequence_Number"를 포함한다.
도13은 유선 망과 MANET 과의 콘텐트 기반 라우팅 연동 방법을 나타낸 예시도 이다.
본 발명에서 제시하는 콘텐트 기반 라우팅 방법의 운용 범위는 MANET으로 제한되지만, 도13에 도시한 바와 같이, MANET과 유선망 혹은 무선 인프라스트럭처와 연결되는 환경에서의 연동이 가능하다. 유선망에서는 관심 콘텐트별로 멀티캐스트 주소를 할당하고 이를 활용해서 유선 망 내에서의 메시지 전달이 이루어지도록 하고, 유선망과 MANET 사이의 게이트웨이 역할을 하는 무선 노드 (Gateway Node, GN)부터 그 이하 MANET에서는 본 발명에서 제안하는 콘텐트 기반 라우팅을 적용한다.
도14는 MANET과 유선 망과의 게이트웨이 노드 GN1의 콘텐트 기반 라우팅 자료를 나타낸 예시도 이다.
도14에 도시한 바와 같이, MANET과 유선망을 연결하는 게이트웨이 노드는 두 개의 테이블을 관리한다. 첫째, 유선망에서 콘텐트 별로 관리되는 멀티캐스트 주소 정보를 가지고 있으며, MANET에서 클러스터 헤드 등을 통해 전달되어 온 서브스크립션 정보를 종합한 테이블을 갖고 있고, 주제 별로 할당된 멀티캐스트 주소에 가입이 되어 있다. MANET에서 해당 콘텐트 메시지가 발생하면 할당된 멀티캐스트 주소를 목적지로 하는 메시지를 만들어서 유선망으로 전송한다. 유선망에서 멀티캐스트되어 무선 게이트웨이 노드가 수신한 콘텐트 메시지는 무선 게이트웨이 노드의 콘텐트 라우팅 테이블에 근거하여 해당하는 다음 노드인 노드 1 혹은 노드 2에게 전달한다.
본 발명의 성능을 분석하기 위해 다음의 수학식 2 및 수학식 3에 따른 두 가지 요소에 대한 평가를 시행하였다.
[수학식 2]
Figure pat00006
Figure pat00007
여기서, n은 네트워크 내의 노드의 개수를 의미하고, N R (i)는 노드 i가 수신한 퍼블리케이션 메시지 개수를 의미하고, N S (j)는 퍼블리케이션 메시지 송신자인 노드 j가 발송한 퍼블리케이션 메시지의 개수를 의미한다. 메시지 전달율은 송신자들의 퍼블리케이션 메시지 중 각 수신자가 얼마의 비율로 수신했는지 측정하고 이의 평균값을 계산한 것이다. 퍼블리케이션 메시지들이 얼마의 비율로 수신자에게 전달되었는지를 측정하는 것을 목적으로 한다.
[수학식 3]
Figure pat00008
Figure pat00009
여기서 N C (i)는 노드 i가 수신하거나 발송한 모든 제어(control) 메시지 개수를 의미한다. 실제 데이터인 퍼블리케이션 메시지가 수신자에게 전달되기 위해 필요한 제어 메시지의 양을 계산하기 위한 것으로, 프로토콜이 유발하는 제어 부담을 비교하기 위한 측정치이다.
도15는 노드의 개수 변화에 따른 메시지 전달율 변화을 나타낸 도이다. 즉, 도 15는 네트워크에 존재하는 노드 수를 증가시키면서 제안된 방법과 다른 방법들의 메시지 전달율을 비교하는 그래프이다. 노드의 이동성은 보행 속도와 비슷한 2m/s로 고정하였고, 노드의 개수를 50에서 250개로 50씩 증가시켜 가면서 메시지 전달율과 제어 메시지 부담을 측정하였다.
도15에 도시한 바와 같이, 노드의 개수가 50개일 경우, CBR은 약 76%, Hybrid P/S 방법은 약 83%, GM-SCBR (CL=1)은 약 84% 정도의 전달율을 보인다. 노드의 수가 증가함에 따라 세 가지 방법 모두 메시지 전달율이 점차 감소하는 것을 볼 수 있다. CBR의 경우, 150개 이상의 노드가 존재하는 환경에서는 메시지 전달율이 50% 이하로 감소하는 것을 볼 수 있다. CBR에서는 네트워크의 모든 노드가 자신이 원하는 메시지를 수신하기 위해 서브스크립션 메시지를 네트워크에 플러딩하기 때문에 충돌이 발생하여 메시지가 손실되는 경우가 많아지기 때문이다.
클러스터링 방법을 사용하는 Hybrid P/S 방법과 GM-SCBR에서는, 클러스터 헤드에 의해
서브스크립션 메시지가 관리되고 네트워크 전체로 플러딩되지 않기 때문에, 메시지 전달 과정에서 충돌로 인한 손실을 크게 줄일 수 있으므로, 노드 수가 증가하여도 메시지 전달율이 CBR에 비해 상대적으로 높음을 알 수 있다. 특히, GM-SCBR (CL=2)는 다단계 클러스터로 구성되므로 클러스터의 헤드의 수가 감소하고 퍼블리케이션 메시지의 전달이 클러스터 내로 제한되기 때문에 퍼블리케이션 메시지 전달 과정에서 충돌로 인한 손실이 발생할 확률이 낮아지므로 메시지 전달율이 더욱 높게 나타난다.
도16은 노드 수의 증가에 따른 제어메시지 부담의 변화를 나타낸 도이다.
CBR 방법은 메시지 전달율이 떨어지는 원인과 마찬가지로, 모든 노드들이 서브스크립션 메시지를 네트워크에 플러딩하기 때문에 이 메시지를 수신하는 노드들이 송신자를 향해 계속해서 플러딩하므로 네트워크 내에 전달이 이루어지는 제어 메시지의 수가 많다. 클러스터링 방법을 이용하는 Hybrid P/S 방법과 GM-SCBR 방법은 CBR에 비해 서브스크립션 메시지가 전달되는 범위가 제한되므로 상대적으로 매우 낮은 제어 메시지 부담을 보인다. 이러한 현상은 콘텐트의 포함 관계에 따라 동일한 클러스터에 속한 클러스터 멤버가 같은 콘텐트를 요구할 경우, 클러스터 헤드에 의해 각 노드의 서브스크립션 메시지가 클러스터의 "Cluster_Subscription" 메시지로 종합되어 네트워크에 전달되기 때문이다.
"GM-SCBR"과 "Hybrid P/S" 방법을 비교하면, Hybrid P/S 방법이 보다 낮은 제어 부담을 갖는다. 이는, GM-SCBR이 클러스터를 구성하고 있는 노드들과 하위 레벨(Level)의 클러스터가 이동할 것을 고려하여 주기적으로 서브스크립션 메시지를 플러딩하도록 하였으므로, 보다 정적인 환경을 고려하는 Hybrid P/S 방법에 비해 제어 메시지 부담이 크게 나타난 것이다. GM-SCBR에서 CL=2인 경우가 CL=1인 경우보다 제어 메시지 부담이 낮게 나온 것은, 개별 노드의 서브스크립션 메시지는 클러스터 내에서만 전달되고 클러스터 헤드는 이를 하나의 "Cluster_Subscription" 메시지로 종합하게 된다. 그리고, 레벨이 커질수록 클러스터 헤드의 수가 줄어들게 되고 "Cluster_Subscription" 메시지의 수도 줄어들게 되기 때문이다.
도 17은 노드의 이동성 변화에 따른 메시지 전달율 변화를 나타낸 예시도 이다.
네트워크 내 노드의 개수가 100개인 환경에서 노드들의 이동 속도를 증가시켜 가면서 메시지 전달율과 제어 메시지 부담에 대해 측정하였다. 노드는 보행 속도인 2m/s를 시작으로 하여 5m/s씩 증가시켜 가면서 전차의 최대 속도와 유사한 22m/s까지 증가시켰다.
도17에 도시한 바와 같이, 노드의 이동 속도가 증가할수록 모든 방법의 메시지 전달율이 감소한다. 이것은 노드의 이동성이 많을수록 네트워크의 토폴로지가 자주 변하기 때문에 메시지 전달 자체가 실패하는 경우가 많기 때문이다. CBR 방법의 경우는, 메시지 전달율이 급격하게 감소하여 22 m/s에 이르면 메시지 전달율이 30% 이하로까지 감소하고 있다. 이는 개별 노드가 퍼블리케이션 메시지 전달 경로에 자신의 이동을 반영할 수 있도록 자주 서브스크립션 정보를 갱신하여야 하는데 이러한 빠른 갱신이 이루어지지 않아서 퍼블리케이션 메시지가 손실되는 경우가 다수 발생하기 때문이다.
GM-SCBR은 노드의 이동성이 높은 환경에서도 60% 이상의 메시지 전달율을 가지는 것을 알 수 있다. 특히, CL=2일 경우에 더 높은 메시지 전달율을 보이고 있는데, 이는 클러스터 확장으로 인해 개별 노드의 이동이 클러스터 내로 제한되고 클러스터 내에서는 무선 브로드캐스트에 기반한 유니캐스트와 멀티캐스트가 적용되므로 클러스터 헤드까지 퍼블리케이션 메시지가 전달되면 클러스터 노드까지의 퍼블리케이션 메시지 전달이 보장될 수 있기 때문이다. Hybrid P/S 방법은 CBR에 비해 나은 데이터 전달율을 보이지만, 제안하는 방법에 비해 낮은 전달율을 보이고 있다. 이는 클러스터 내에서는 트리를 기반으로 퍼블리케이션 메시지가 전달되므로 트리 상의 노드의 이동으로 경로가 끊어지게 되면 이로 인해 영향을 받는 노드들의 수가 많아지기 때문이다.
도18은 노드의 이동 속도 증가에 따라 요구되는 제어 메시지 부담의 변화를 나타낸 도이다.
도18에 도시한 바와 같이, 모든 방법이 노드의 그룹 이동 속도가 증가할수록 제어 메시지 부담이 증가하는 것을 볼 수 있다. CBR의 경우 가장 높은 제어 메시지 부담을 보이고 있고, Hybrid P/S 방법이 가장 낮은 제어 메시지 부담을 보이고 있다. Hybrid P/S 방법은 노드들의 이동성에 크게 영향을 받지 않는 서브스크립션 메시지 전달 정책을 갖고 있어 타 방법에 비해 제어 메시지 부담이 작고 속도 증가에 따른 제어 메시지 증가 비율도 크지 않다.
GM-SCBR의 경우 CBR보다 낮은 제어 메시지 부담을 보이고 있지만, 노드의 이동 속도가 증가할수록 Hybrid P/S 방법보다 높은 제어 메시지 부담을 보이고 있다. 클러스터가 이동하면서 다른 클러스터와 연결될 때마다 클러스터 헤드 간에 종합된 "Cluster_Subscription" 메시지를 주고받기 때문에 제어 메시지가 증가하는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 콘텐트 기반 라우팅 방법은 종래의 멀티캐스트 방법에 비해서 주소 할당 및 그룹 관리의 어려움을 줄일 수 있고, 종래의 콘텐트 기반 라우팅 방법에 비해서 그룹 이동성을 고려하지 않아 발생했던 추가적인 제어 메시지의 부담을 줄일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 클러스터 헤드 200 : 클러스터 멤버
300 : 클러스터 게이트웨이

Claims (15)

  1. MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 방법에 있어서,
    클러스터의 노드들을 클러스터 헤드와 클러스터 멤버로 구분하는 단계와;
    상기 클러스터 멤버 중에서 클러스터 게이트웨이를 분류하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 헤드는 상기 클러스터에 존재하는 각 노드 정보를 관리하고, 상기 클러스터 멤버는 상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고, 상기 클러스터의 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하고, 상기 클러스터 게이트웨이는 클러스터들 간에 네트워크 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클러스터 헤드는,
    상기 클러스터의 노드들을 대표하는 노드로서, 다른 클러스터의 노드와 멀티캐스트 통신을 할 수 있도록 클러스터 헤드들 간의 서브스크립션 정보를 서로 교환하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 클러스터 헤드는,
    상기 퍼블리케이션 메시지를 해당 클러스터에 전달하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 클러스터 게이트웨이는 상기 클러스터와 주변 클러스터들에 연결된 노드로서 상기 클러스터와 상기 주변 클러스터들 간의 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 MANET 환경에서 동일한 메시지를 수신하는 노드들을 하나의 클러스터로 묶는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 클러스터는 동일한 콘텐트를 갖고 있고, 이동하는 방향이 유사한 노드들 간에 구성되는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 서브스크립션 정보를 서로 교환하는 단계는,
    상기 클러스터 헤드를 통해 주기적으로 서브스크립션 메시지를 브로드캐스트하며, 상기 서브스크립션 메시지에는 미리 정해진 콘텐트를 나열하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    동일한 콘텐트를 요구하는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신한 서브스크립션 메시지들의 웨이트 중에서 가장 큰 웨이트에 대응하는 노드를 상기 클러스터 헤드로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 클러스터 헤드는 주변 노드들에게 자신이 헤드임을 알리는 공지 메시지를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드로부터 상기 공지 메시지를 수신한 노드들은 상기 클러스터 헤드의 헤드 정보를 설정하고, 상기 클러스터 헤드에 서브스크립션 메시지를 주기적으로 보내는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  11. 제10항에 있어서, 각 노드가 소속된 클러스터를 구별하기 위해, 상기 서브스크립션 메시지에는 클러스터 식별자가 포함되는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 클러스터 게이트웨이에 대응하는 노드들은 무선 통신을 통해 주변 클러스터들에서 교환되는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신된 주변 클러스터들의 서브스크립션 메시지들을 상기 클러스터 헤드에 전달하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 클러스터 헤드는 상기 주변 클러스터들로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면, 상기 주변 클러스터들에 대응하는 노드들을 하나의 클러스터로 구성하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  14. MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 방법에 있어서,
    클러스터의 노드들을 클러스터 헤드와 클러스터 멤버로 구분하는 단계와;
    상기 클러스터 멤버 중에서 클러스터 게이트웨이를 분류하는 단계를 포함하며,
    상기 클러스터 멤버는 상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고, 클러스터 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하고,
    상기 클러스터 게이트웨이는 무선 통신을 통해 주변 클러스터들에서 교환되는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신된 주변 클러스터들의 서브스크립션 메시지들을 상기 클러스터 헤드에 전달하고,
    상기 클러스터 헤드는 상기 주변 클러스터들로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면 상기 주변 클러스터들이 유사한 이동성을 가진 것으로 판단하여, 상기 주변 클러스터들에 대응하는 노드들을 하나의 클러스터로 구성하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 방법.
  15. MANET(Mobile Ad-hoc Networks) 환경에서의 라우팅 장치에 있어서,
    클러스터의 노드들을 대표하는 클러스터 헤드와;
    상기 클러스터 헤드의 관리 하에 서브스크립션 메시지와 퍼블리케이션 메시지를 발송하고, 상기 클러스터의 외부에서 발생한 퍼블리케이션 메시지를 수신하는 클러스터 멤버와;
    무선 통신을 통해 주변 클러스터들에서 교환되는 서브스크립션 메시지들을 수신하고, 상기 수신된 주변 클러스터들의 서브스크립션 메시지들을 상기 클러스터 헤드에 전달하는 클러스터 게이트웨이를 포함하며, 여기서, 상기 클러스터 헤드는 상기 주변 클러스터들로부터 동일한 서브스크립션 메시지를 수신하면 상기 주변 클러스터들이 유사한 이동성을 가진 것으로 판단하여, 상기 주변 클러스터들에 대응하는 노드들을 하나의 클러스터로 구성하는 것을 특징으로 하는 MANET 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 장치.
KR1020100093022A 2010-09-27 2010-09-27 Ｍａｎｅｔ 환경에서의 콘텐트 기반 라우팅 장치 및 그 방법 KR101186880B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105246109A (zh) * 2015-09-18 2016-01-13 福州大学 一种面向车辆自组网的簇内数据融合方法
KR101663656B1 (ko) * 2015-11-20 2016-10-14 한림대학교 산학협력단 V2v 통신을 위한 클러스터링 주기 조절 시스템 및 방법
CN107659651A (zh) * 2017-09-19 2018-02-02 南昌工程学院 一种车辆之间组网通信的方法和系统

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