KR20120076283A - 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법 - Google Patents

애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법이 개시된다. 메시지 수신부는 복수의 노드로 이루어진 애드 혹 네트워크의 시작노드로부터 목적노드로 전송된 라우팅 요청 메시지에 대응하여 목적노드로부터 시작노드로 향하는 라우팅 응답 메시지를 목적노드와의 사이에 위치하는 중계노드인 이전노드로부터 수신한다. 안정도 산출부는 링크상태 정보 및 상기 라우팅 응답 메시지에 포함된 이전노드의 안정도 값을 기초로 우회경로의 설정 가능성을 나타내는 안정도 값을 산출한다. 메시지 전송부는 산출된 안정도를 라우팅 응답 메시지에 추가하여 시작노드를 향해 전달한다. 본 발명에 따르면, 우회경로를 고려하는 안정도를 기초로 라우팅 경로를 설정하여 경로가 충분히 확보된 밀집 지역을 통해 패킷을 전송할 수 있게 되어 패킷 재전송 확률이 줄어들고 보다 효율적인 라우팅이 가능하다.

Description

애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법{Apparatus and method for multipath routing considering the alterative path in Ad hoc network}
본 발명은 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토폴로지의 변화가 심하고 링크상태가 비교적 불안정한 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동형 애드 혹 네트워크는 토폴로지의 변화가 심하고 링크상태가 비교적 안정적이지 못하다. 이러한 애드 혹 네트워크의 불안정성을 보완하기 위해 다중경로 라우팅이 개발되었다. 기존의 다중경로 라우팅 기법은 다중경로를 설정하는 과정에서 주경로 손실을 만회하기 위해 여러 개의 우회경로를 설정하는 기법이 주류를 이루고 있다. 이때 우회경로를 설정하는 방식에는 끊어진 링크를 복구하는 방법 및 찾을 수 없는 노드를 대체하여 다른 노드를 찾는 방법이 존재하며, 이러한 방법은 대체 경로의 개수에 의한 안정성을 고려하고 있지 않다.
따라서 기존의 다중경로 라우팅 기법은 해당 기법에 의해 인지되지 않는 우회경로를 사용하지 못하거나 더 복잡한 경로를 통하여 라우팅이 되도록 하는 문제를 가진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 애드 혹 네트워크에서 다수의 우회경로를 설정하여 보다 안정적으로 라우팅 경로를 확보할 수 있는 다중경로 라우팅 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 애드 혹 네트워크에서 다수의 우회경로를 설정하여 보다 안정적으로 라우팅 경로를 확보할 수 있는 다중경로 라우팅 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치는, 복수의 노드로 이루어진 애드 혹 네트워크의 시작노드로부터 목적노드로 전송된 라우팅 요청 메시지에 대응하여 상기 목적노드로부터 상기 시작노드로 향하는 라우팅 응답 메시지를 상기 목적노드와의 사이에 위치하는 중계노드인 이전노드로부터 수신하는 메시지 수신부; 링크상태 정보 및 상기 라우팅 응답 메시지에 포함된 상기 이전노드의 안정도 값을 기초로 우회경로의 설정 가능성을 나타내는 안정도 값을 산출하는 안정도 산출부; 및 상기 산출된 안정도를 상기 라우팅 응답 메시지에 추가하여 상기 시작노드를 향해 전달하는 메시지 전송부;를 구비한다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 방법은, 복수의 노드로 이루어진 애드 혹 네트워크의 시작노드로부터 목적노드로 전송된 라우팅 요청 메시지에 대응하여 상기 목적노드로부터 상기 시작노드로 향하는 라우팅 응답 메시지를 상기 목적노드와의 사이에 위치하는 중계노드인 이전노드로부터 수신하는 메시지 수신단계; 링크상태 정보 및 상기 라우팅 응답 메시지에 포함된 상기 이전노드의 안정도 값을 기초로 우회경로의 설정 가능성을 나타내는 안정도 값을 산출하는 안정도 산출단계; 및 상기 산출된 안정도를 상기 라우팅 응답 메시지에 추가하여 상기 시작노드를 향해 전달하는 메시지 전송단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법에 의하면, 우회경로를 고려하는 안정도를 기초로 라우팅 경로를 설정하여 경로가 충분히 확보된 밀집 지역을 통해 패킷을 전송할 수 있게 되어 패킷 재전송 확률이 줄어들고 보다 효율적인 라우팅이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 시작노드가 목적노드에게 라우팅 요청을 전송한 이후에 목적노드가 전송한 라우팅 응답 메시지가 시작노드로 향해 전달되는 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 3은 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
이하에서 첨부의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명은 우회경로가 많이 설정될수록 링크상태가 안정된다는 점에 착안하여, 우회경로가 많이 설정될 수 있는 경로에 대하여 높은 안정도 값을 부여하고 실제 패킷 라우팅이 이루어질 때 높은 안정도 값을 갖는 경로를 통해 라우팅 경로가 설정되도록 한다. 또한 이를 위해 각각의 노드에서 안정도를 계산하는 기법을 제시한다.
본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치는 라우팅 요청 메시지를 전송하는 시작노드와 라우팅 응답 메시지를 전송하는 목적노드 사이에 위치하여 메시지 전송을 수행하는 중계노드로 동작할 수 있다. 이하에서는 애드 혹 네트워크의 복수의 중계노드 중 하나의 중계노드에서 안정도가 산출되는 경우를 대표적인 실시예로 설명한다.
이때 해당 중계노드에 직접 연결된 이웃노드들 중 해당 중계노드로 라우팅 응답 메시지를 전송하는 중계노드를 이전노드로 정의한다. 또한 중계노드와 이전노드 사이에서 두 홉의 라우팅이 가능한 노드는 삼각노드로 정의한다. 이러한 이전노드와 삼각노드는 복수 개가 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 다중경로 라우팅 장치, 즉 중계노드는 시작노드가 라우팅 요청 메시지를 전송하기 전에 2홉의 비콘 메시지를 이웃노드들로 전송함으로써 삼각노드의 존재를 판별할 수 있다. 구체적으로, 삼각노드의 존재는 중계노드가 전송한 비콘 메시지에 대응하여 두 개 이상의 응답 메시지가 수신되는지 여부로 판단될 수 있다. 이러한 삼각노드가 존재하면 다중경로 라우팅 장치는 패킷 전달시 우회경로를 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치(100)는 메시지 수신부(110), 안정도 산출부(120), 메시지 전송부(130), 저장부(140) 및 패킷 전송부(150)를 구비한다.
먼저 메시지 수신부(110)는 시작노드가 목적노드에게 전송한 라우팅 요청 메시지에 대응하여 목적노드가 전송한 라우팅 응답 메시지를 이전노드로부터 수신한다. 이러한 라우팅 응답 메시지의 헤더에는 이전노드의 안정도 값이 포함되어 있다. 따라서 메시지 수신부(110)가 복수의 이전노드로부터 복수의 라우팅 응답 메시지를 수신하면 복수의 안정도 값도 함께 수신된다. 이후 다중경로 라우팅 장치는 시작노드로부터 전송된 데이터 패킷을 전달할 때 복수의 안정도 값을 기초로 데이터 패킷을 전달할 이전노드를 결정한다.
다음으로 안정도 산출부(120)는 이웃노드와의 연결 상태를 고려한 링크상태 정보 및 라우팅 응답 메시지에 포함된 이전노드의 안정도 값을 기초로 자신의 안정도를 산출한다.
도 2는 시작노드가 목적노드에게 라우팅 요청을 전송한 이후에 목적노드가 전송한 라우팅 응답 메시지가 시작노드로 향해 전달되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 목적노드(220)가 라우팅 응답 메시지를 보내면 시작노드(210)와 목적노드(220) 사이에 존재하는 각각의 중계노드(230, 240, 250)들은 자신의 안정도 및 홉 카운트를 계산하여 다음노드로 전달한다. 앞서 설명한 것처럼 본 발명에 따른 다중경로 라우팅 장치는 중계노드(230, 240, 250)들 중에서 시작노드(210)와 가까이 위치한 중계노드(230)로 동작할 수 있으며, 이전노드(240)로부터 라우팅 응답 메시지를 전달받는다.
또한 중계노드(230)와 이전노드(240) 사이에서 두 홉의 라우팅이 가능한 삼각노드(250)로부터 라우팅 응답 메시지를 전달받을 수도 있다. 다만, 삼각노드(250)는 기능을 구분하기 위한 개념상의 정의이며, 중계노드(230)의 입장에서 이전노드(240)와 삼각노드(250)는 동일하게 목적노드로부터의 메시지를 전달하는 노드이다.
홉 카운트와 안정도의 초기값은 각각 0과 1로 설정된다. 따라서 목적노드(220)가 전송하는 라우팅 응답 메시지에 포함된 홉 카운트와 안정도는 각각 0과 1의 값을 가진다. 그리고 라우팅 응답 메시지가 각 중계노드(230, 240, 250)를 통해 전달될 때마다 홉 카운트는 1이 증가하며 안정도는 각 중계노드(230, 240, 250)의 링크상태에 따라 감소한다.
도 2에서 이전노드(240)로부터 중계노드(230)로 전달되는 라우팅 응답 메시지에는 이전노드의 안정도 S와 이전노드의 홉 카운트 hc가 포함되어 있다. 이때 이전노드(240)와 중계노드(230) 사이에는 삼각노드(250)가 위치할 수 있으므로, 중계노드(230)에는 한 개 이상의 라우팅 응답 메시지가 수신되며, 삼각노드(250)를 거쳐 수신된 라우팅 응답 메시지의 홉 카운트가 이전노드(240)로부터 직접 전달된 라우팅 응답 메시지의 홉 카운트보다 1만큼 큰 값을 가진다.
중계노드(230)는 이와 같은 홉 카운트 값을 참고하여 다음의 수학식 1과 같이 자신의 안정도 값을 산출한다.
Figure pat00001
여기서, S자신은 중계노드(230) 자신의 안정도, S이전노드는 이전노드(240)의 안정도, S삼각노드는 삼각노드(250)의 안정도, 그리고 p는 링크상태로서 기본적으로 0.5로 설정될 수 있으며, 링크상태에 따라 0에서 1 사이의 값을 가질 수 있다. 링크상태의 값이 클수록 연결 상태가 좋음을 나타낸다.
수학식 1을 참조하면, 중계노드(230)는 라우팅 응답 메시지에 포함된 홉 카운트를 기초로 라우팅 응답 메시지가 삼각노드(250)를 거쳐 전달된 것으로 파악되면 도 2와 같이 라우팅 응답 메시지에 포함되어 있는 삼각노드(250)의 안정도 S삼각노드에 링크상태 p를 두 번 곱하여 삼각노드(250)의 존재를 안정도 산출에 반영하고, 라우팅 응답 메시지가 이전노드(240)로부터 직접 전달된 것으로 파악되면 이전노드(240)의 안정도 S이전노드에 링크상태 p를 곱한 값을 사용한다.
이와 같이 중계노드(230)는 수학식 1에 의해 이전노드(240)로부터 전달받은 라우팅 응답 메시지에 포함되어 있는 이전노드(240)의 안정도와 삼각노드(250)로부터 전달받은 라우팅 응답 메시지에 포함되어 있는 삼각노드(250)의 안정도를 결합하여 자신의 안정도를 산출한다. 만약 중계노드(230)에 대하여 여러 개의 이전노드(240)와 여러 개의 삼각노드(250)가 존재하면, 각각의 이전노드(240)와 삼각노드(250)에 대해 Π(1-pS해당노드)를 산출한 후 모두 곱하여 1에서 감함으로써 중계노드(230)의 안정도를 산출한다.
메시지 전송부(130)는 이와 같은 방식으로 산출된 자신의 안정도를 라우팅 응답 메시지에 추가하여 시작노드를 향해 전달한다. 만약 시작노드와의 사이에 다른 중계노드(다음노드)가 위치한다면, 다음노드는 본 발명에 따른 다중경로 라우팅 장치로부터 전달된 안정도 값을 기초로 자신의 안정도 값을 산출한다.
한편, 저장부(140)는 이전노드(240) 및 삼각노드(250)로부터 전달된 라우팅 응답 메시지에 포함된 안정도 값들을 라우팅 테이블에 저장한다.
또한 패킷 전송부(150)는 시작노드로 라우팅 응답 메시지가 전달된 후 시작노드가 전송한 데이터 패킷이 전달되면, 라우팅 테이블에 저장된 안정도 값들 중 최대값을 가지는 이전노드(240) 또는 삼각노드(250)로 데이터 패킷을 전송한다.
이와 같이 안정도 값을 고려하여 라우팅 경로가 설정되도록 함으로써, 패킷 재전송 확률이 줄어들고 보다 효율적인 라우팅이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
먼저 메시지 수신부(110)는 시작노드가 목적노드에게 전송한 라우팅 요청 메시지에 대응하여 목적노드가 전송한 라우팅 응답 메시지를 이전노드(240)로부터 수신한다(S300). 이러한 라우팅 응답 메시지의 헤더에는 이전노드의 안정도 값이 포함되어 있다.
다음으로 안정도 산출부(120)는 이웃노드와의 연결 상태를 고려한 링크상태 정보 및 라우팅 응답 메시지에 포함된 이전노드(240)의 안정도 값을 기초로 앞서 설명한 수학식 1에 의해 자신의 안정도를 산출한다(S310). 한편, 저장부(140)는 이전노드(240) 및 삼각노드(250)로부터 전달된 안정도 값들을 라우팅 테이블에 저장한다(S310).
또한, 메시지 전송부(130)는 산출된 안정도를 라우팅 응답 메시지에 추가하여 시작노드를 향해 전달한다(S320).
결국 라우팅 응답 메시지는 중계노드(230)들을 거쳐 최종적으로 시작노드(210)에 이르게 되고, 이러한 과정이 수행되는 동안 중계노드(230)마다 각각의 안정도 값이 산출되며 라우팅 테이블에 저장된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

  1. 복수의 노드로 이루어진 애드 혹 네트워크의 시작노드로부터 목적노드로 전송된 라우팅 요청 메시지에 대응하여 상기 목적노드로부터 상기 시작노드로 향하는 라우팅 응답 메시지를 상기 목적노드와의 사이에 위치하는 중계노드인 이전노드로부터 수신하는 메시지 수신부;
    링크상태 정보 및 상기 라우팅 응답 메시지에 포함된 상기 이전노드의 안정도 값을 기초로 우회경로의 설정 가능성을 나타내는 안정도 값을 산출하는 안정도 산출부; 및
    상기 산출된 안정도를 상기 라우팅 응답 메시지에 추가하여 상기 시작노드를 향해 전달하는 메시지 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    복수의 이전노드로부터 수신된 복수의 라우팅 응답 메시지에 각각 포함된 안정도 값들을 라우팅 테이블에 저장하는 저장부; 및
    상기 시작노드로부터 상기 목적노드로 향하는 데이터 패킷이 수신되면 상기 라우팅 테이블에 저장된 안정도 값들 중 최대값을 가지는 이전노드로 상기 데이터 패킷을 전송하는 패킷 전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 안정도 산출부는 상기 이전노드의 안정도 값에 사전에 설정된 링크상태 값을 곱하여 1에서 감한 값을 상기 안정도 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 안정도 산출부는 복수의 이전노드 각각의 안정도 값에 사전에 설정된 링크상태 값을 곱하여 1에서 감한 값들을 모두 곱하여 얻어진 값을 1에서 감하여 상기 안정도 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 장치.
  5. 복수의 노드로 이루어진 애드 혹 네트워크의 시작노드로부터 목적노드로 전송된 라우팅 요청 메시지에 대응하여 상기 목적노드로부터 상기 시작노드로 향하는 라우팅 응답 메시지를 상기 목적노드와의 사이에 위치하는 중계노드인 이전노드로부터 수신하는 메시지 수신단계;
    링크상태 정보 및 상기 라우팅 응답 메시지에 포함된 상기 이전노드의 안정도 값을 기초로 우회경로의 설정 가능성을 나타내는 안정도 값을 산출하는 안정도 산출단계; 및
    상기 산출된 안정도를 상기 라우팅 응답 메시지에 추가하여 상기 시작노드를 향해 전달하는 메시지 전송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    복수의 이전노드로부터 수신된 복수의 라우팅 응답 메시지에 각각 포함된 안정도 값들을 라우팅 테이블에 저장하는 저장단계; 및
    상기 시작노드로부터 상기 목적노드로 향하는 데이터 패킷이 수신되면 상기 라우팅 테이블에 저장된 안정도 값들 중 최대값을 가지는 이전노드로 상기 데이터 패킷을 전송하는 패킷 전송단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 안정도 산출단계는 상기 이전노드의 안정도 값에 사전에 설정된 링크상태 값을 곱하여 1에서 감한 값을 상기 안정도 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 방법.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 안정도 산출단계는 복수의 이전노드 각각의 안정도 값에 사전에 설정된 링크상태 값을 곱하여 1에서 감한 값들을 모두 곱하여 얻어진 값을 1에서 감하여 상기 안정도 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 다중경로 라우팅 방법.
  9. 제 5항 또는 제 6항에 기재된 다중경로 라우팅 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
KR1020110041195A 2010-12-29 2011-04-29 애드 혹 네트워크에서 우회경로를 고려한 다중경로 라우팅 장치 및 방법 KR101206734B1 (ko)

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