KR20120097092A - Social-community based dtn routing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소셜 커뮤니티(social community) 기반의 DTN(Delay Tolerant Networking: 지연허용 네트워킹) 라우팅(routing) 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러스터링을 이용한 DTN 라우팅을 제공하여 효과적으로 메시지 복사횟수를 줄이고, 전체적인 라우팅 성능을 보장하기 위한 소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a social community based Delay Tolerant Networking (DTN) routing method. More particularly, the present invention provides DTN routing using clustering to effectively reduce the number of copying messages, The present invention relates to a social community based DTN routing method for guaranteeing routing performance.
일반적으로 전송 요청된 대용량 데이터를 일정 시간 동안 임시 저장하는 것을 지연허용 네트워킹(DTN) 기능이라고 부른다. 즉, 송신 노드(송신 단말기)는 음성, 영상통화, 단문메시지(SMS), 멀티미디어 메시지(MMS), 대용량 메시지(LMMS) 및 대용량 데이터 등을 송신하게 되는 데, 음성, 영상통화와 같이 실시간 전송을 보장하는 정보 이외에 단문메시지, 멀티미디어 메시지, 대용량 메시지 및 대용량 데이터에 대해서는 즉시 전송이 반드시 필요한 경우가 아닐 경우 일정 시간 전송을 지연하는 기능을 포함한다.In general, temporary storage of a large amount of data requested for transmission for a predetermined time is called a delay tolerant networking (DTN) function. In other words, the transmitting node (sending terminal) transmits voice, video call, short message (SMS), multimedia message (MMS), large-capacity message (LMMS), and large-capacity data. In addition to the guaranteed information, short messages, multimedia messages, large messages, and large amounts of data include a function of delaying the transmission of a predetermined time unless immediate transmission is necessary.
DTN에서의 메시지 전달은 네트워크 토폴로지가 안정적이지 않아서 매우 힘들다. 네트워크 토폴로지가 안정적이지 않은 이유는 각 노드의 움직임이 매우 자유롭고 노드간 접촉이 빈번하지 않기 때문인데, 그 결과 토폴로지가 자주 변하게 되고 메시지의 전달이 반드시 지연허용해야 한다는 특징이 발생하게 된다.Message delivery in DTN is very difficult because the network topology is not stable. The reason that the network topology is not stable is that each node is very free to move and there is infrequent contact between nodes. As a result, the topology changes frequently and the message delivery must be delayed.
이러한 라우팅 문제를 극복하고자 많은 관련 연구들이 있었으며, 그 중 하나가 플러딩 방식의 에피데믹 라우팅(Epidemic routing)이다. 플러팅 방식의 에피데믹 라우팅은 라우팅 성능(낮은 지연, 높은 메시지 전달률)이 가장 좋은데, 메시지 복사를 무제한으로 허용함으로써 실제 버퍼 제약이 있는 환경에선 효과적으로 사용할 수 없게 된다. 이러한 에피데믹 라우팅의 복사 개수를 줄이기 위해서 다수 노력이 있어왔는데, 대표적으로 spray and wait와 같은 경우는 메시지당 복사 개수를 L개로 제안해놓고 있다. 아울러 PRoPhet는 아예 복사를 허용하지 않음으로써 확장성 문제에선 강한 점을 보이지만, 반대로 라우팅 성능이 떨어지는 단점을 안고 있다.There have been many related studies to overcome this routing problem, and one of them is flooding epidemic routing. Floating epidemic routing has the best routing performance (low latency, high message rate), which allows unlimited copying of the message, making it impossible to use effectively in environments with real buffer constraints. Many efforts have been made to reduce the number of copies of epidemic routing. In the case of spray and wait, the number of copies per message is suggested as L. In addition, PRoPhet does not allow copying at all, but shows strong strength in scalability problems, but has a disadvantage of poor routing performance.
이 밖에 실제 트레이스로부터 소셜 네트워크 분석을 통한 라우팅 스킴도 제안되어 왔다. 대표적으로 Simbet과 Bubble Rap이 있는 데, 각각 소셜 네트워크 분석을 통한 노드의 중심도(centrality)를 라우팅 매트릭으로 활용하고 있다. 이러한 프로토콜은 노드간 접촉에서 소셜리티 특성이 강하게 나타날 때 특히 성능 향상이 크게 나타난다.In addition, routing schemes through social network analysis have been proposed from actual traces. The representatives are Simbet and Bubble Rap, which use the node's centrality as a routing metric through social network analysis. Such a protocol shows a significant performance improvement especially when sociality characteristics are strong in inter-node contact.
전술한 에피데믹 라우팅은 만만 모든 노드에게 메시지를 방송함으로써 가장 좋은 전달확률과 가장 낮은 지연을 보장하고 있다. 물론 에피데믹이 DTN에서 가장 좋은 성능을 보이고 있지만, 무분별한 메시지 복사는 큰 오버헤드임이 분명하다, 메시지는 사실 한번 목적지에 도달하면 그 시간부터 네트워크에 참여하고 있는 모든 노드가 가지고 있는 메시지는 쓸모가 없어지고, 버퍼만 소모하게 된다. 이는 네트워크에 참여하고 잇는 노드의 수가 증가할수록 그리고 네트워크의 들어가는 트래픽이 증가할수록 문제가 심각해지게 된다. 물론 현재기술상 버퍼제약을 고려하는 것은 바람직하지 않을 수 있지만, 최근 대중화되고 있는 스마트폰, PDA와 같은 모바일 기기 등에선 버퍼가 분명 한가지 제약임이 분명하다. The epidemic routing described above ensures the best delivery probability and the lowest delay by broadcasting messages to all ten thousand nodes. Of course, although epidemic performs best in DTNs, it's clear that indiscriminate copying of messages is a huge overhead. Once a destination is reached, the messages that all nodes that have participated in the network from that time are useless. It will lose the buffer. This problem becomes more serious as the number of nodes participating in the network increases and the traffic entering the network increases. Of course, considering the buffer constraints in the current technology may not be desirable, but in mobile devices such as smart phones, PDAs, etc., which are recently popularized, the buffer is clearly one limitation.
또 다른 문제는 접촉 하는 시간이 짧기 때문에 그때 전송할 수 있는 양이 매우 제한적이라는 점이다. 따라서 이러한 제약들이 무분별한 메시지 복사는 상대적으로 다른 메시지의 전송기회를 빼앗아갈 수 있기 때문에 전체적인 효율을 떨어뜨릴 수 있게 되고, 이점이 확정성 문제로 이어질 수 있게 된다. 더군다나 이러한 문제점은 네트워크에 참여하는 노드 수가 증가하거나 트래픽이 많아질수록 심각해지게 된다.Another problem is that due to the short contact time, the amount of transmission at that time is very limited. Therefore, these constraints indiscriminate copying of a message can deprive other users of the opportunity to send messages, which can reduce the overall efficiency, which can lead to deterministic problems. Moreover, this problem becomes more serious as the number of nodes participating in the network increases or the traffic increases.
도 1은 에미데믹 라우팅에서 노드 증가량에 따른 메시지 전달확률을 나타낸 것이다. 노드 수가 어느 정도 증가하면 전달확률이 심각하게 떨어짐을 알 수 있다.Figure 1 shows the probability of message delivery in accordance with the amount of node growth in the chemical routing. As the number of nodes increases to some extent, the propagation probability drops significantly.
주지한 바와 같은 대부분의 라우팅 전략은 노드가 움직인다는 특성을 이용해 메시지를 가지고 있다가 다른 노드와 접촉시에 메시지를 전달해주는 store-carry and forward 방식을 따르고 있다. 이 중 에피데믹 라우팅은 대표적인 DTN 라우팅 전략 중 하나인데, 이는 목적지에 도달할 때까지 메시지 복사를 제한하지 않음으로써 결과적으로 지연과 메시지 전달률 측면에서 현재까지 가장 좋은 성능을 보이고 있다.As is well known, most routing strategies follow the store-carry and forward method of having a message using the characteristics of a node moving and delivering the message when it contacts another node. Among these, epidemic routing is one of the typical DTN routing strategies, which does not limit the copying of messages until they reach their destination, resulting in the best performance to date in terms of latency and message rate.
하지만, 네트워크 자원이 제한적인 일반적인 환경에서 무분별한 메시지 복사는 확장성 문제를 야기시 킬 수 있다. 특히, 네트워크에 참여하는 노드의 수가 많아지고, 발생하는 트래픽 양이 많아짐에 따라 그 문제는 더욱더 심각해질 것이다.
However, in a typical environment with limited network resources, indiscriminate copying of messages can cause scalability problems. In particular, as the number of nodes participating in the network increases and the amount of traffic generated increases, the problem will become more serious.
이에 본 발명은 상기와 같은 기존 에피데믹 라우팅이 가지고 있는 확장성 문제를 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention is proposed to solve the scalability problem of the conventional epidemic routing as described above,
본 발명이 해결하려는 과제는, 클러스터링을 이용한 새로운 DTN 라우팅을 제공하여 효과적으로 메시지 복사횟수를 줄이고, 전체적인 라우팅 성능을 보장하기 위한 소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a DTN routing method based on the social community to provide a new DTN routing using clustering to effectively reduce the number of message copies, and to ensure the overall routing performance.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 클러스터링을 이용한 새로운 DTN 라우팅을 제공하여 에피데믹 라우팅이 가지고 있는 확장성 문제를 해소하기 위한 소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a social community-based DTN routing method for solving the scalability problem of epidemic routing by providing a new DTN routing using clustering.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법"은,"Social community-based DTN routing method" according to the present invention for solving the above problems,
큐 안에 전송할 메시지가 존재하는 소스 노드에서, 다른 접촉 노드와 접촉되는지를 확인하는 노드 접촉 확인단계와;A node contact confirming step of confirming whether a contact is made with another contact node at a source node in which a message to be transmitted in the queue exists;
상기 접촉 노드와 접촉시 메시지의 목적지 클러스터를 비교하여 포워딩 여부를 결정하고, 상기 클러스터 비교에 따른 포워딩 결정 여부에 따라 메시지 복사 또는 포워딩을 제어하여, 상기 큐에 저장된 메시지를 목적지 노드로 전송하는 메시지 전송단계를 포함한다.
Determining whether to forward the message by comparing the destination cluster of the message when contacting the contact node, and controlling the copying or forwarding of the message according to the forwarding decision according to the cluster comparison, and transmitting the message stored in the queue to the destination node Steps.
상기에서 메시지 전송단계는,In the above message transmitting step,
상기 소스 노드와 접촉 노드 및 목적지 노드가 동일한 커뮤니티에 존재하는지를 확인하여, 각각의 노드가 동일한 커뮤니티에 존재할 경우 상기 소스 노드에서 큐 안에 저장한 전송 메시지를 복사하여 라우팅 성능을 높이는 것을 특징으로 한다.By checking whether the source node, the contact node, and the destination node exist in the same community, if each node exists in the same community, copying transmission messages stored in the queue by the source node improves routing performance.
상기에서 메시지 전송단계는,In the above message transmitting step,
상기 커뮤니티 확인 결과 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 다른 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 큐 안에 저장한 전송 메시지를 복사하지 않아 복사 횟수를 줄이는 것을 특징으로 한다.When the contact node exists in a community different from the destination node as a result of the community check, the number of copies is reduced by not copying the transmission message stored in the queue.
상기에서 메시지 전송단계는,In the above message transmitting step,
상기 커뮤니티 확인 결과 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 동일한 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 큐 안에 저장한 전송 메시지를 상기 접촉 노드에 포워딩해주는 것을 특징으로 한다.If the contact node exists in the same community as the destination node as a result of the community check, the transmission message stored in the queue is forwarded to the contact node.
상기에서 메시지 전송단계는,In the above message transmitting step,
상기 커뮤니티 확인 결과 소스 노드와 접촉 노드 및 목적지 노드가 모두 다른 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 기록 과 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 기록 을 비교하여, 전송 메시지의 포워딩을 결정하는 것을 특징으로 한다.As a result of the community checking, when both the source node, the contact node and the destination node exist in different communities, the forwarding of the transmission message is determined by comparing the contact record between the source node and the destination node and the contact record between the contact node and the destination node. It is characterized by.
상기에서 메시지 전송단계는,In the above message transmitting step,
상기 접촉 기록 비교결과 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률이 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률에 비해 높을 경우, 상기 전송 메시지를 포워딩하지 않아 복사 횟수를 줄이고, 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률이 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률보다 높을 경우 상기 전송 메시지를 상기 접촉 노드에 포워딩해주는 것을 특징으로 한다.
When the contact record comparison result shows that the contact probability between the source node and the destination node is higher than the contact probability between the contact node and the destination node, the transmission message is not forwarded to reduce the number of copies, and the contact probability between the contact node and the destination node is reduced. The transmission message is forwarded to the contact node when the contact probability between the source node and the destination node is higher.
본 발명에 따르면, 클러스터링을 이용한 새로운 DTN 라우팅을 제공함으로써, 효과적으로 메시지 복사횟수를 줄이고, 전체적인 라우팅 성능을 보장할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by providing a new DTN routing using clustering, there is an advantage that can effectively reduce the number of message copy, and ensure the overall routing performance.
또한, 본 발명에 따르면, 클러스터링을 이용한 새로운 DTN 라우팅을 제공하여 에피데믹 라우팅이 가지고 있는 확장성 문제를 해소할 수 있다는 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to solve the scalability problem of epidemic routing by providing a new DTN routing using clustering.
도 1은 일반적인 에피데믹 라우팅의 전달 확률 예시도.
도 2는 실제 DTN 트레이스 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법을 보인 흐름도.
도 4는 인텔 트레이스의 예시도.
도 5는 본 발명에서 시뮬레이션 설정 예시도.
도 6은 본 발명과 기존 DTN 라우팅 방법의 메시지 전달률 대비도.
도 7은 본 발명과 기존 DTN 라우팅 방법의 총 복사 개수 비교도.
도 8은 본 발명과 기존 DTN 라우팅 방법의 지연시간 비교도.1 is a diagram illustrating a transfer probability of general epidemic routing.
2 illustrates an actual DTN trace.
3 is a flow chart showing a social community based DTN routing method according to the present invention.
4 illustrates an example of an Intel trace.
5 is a diagram illustrating a simulation setup in the present invention.
6 is a message transfer rate contrast diagram of the present invention and the existing DTN routing method.
Figure 7 is a comparison of the total number of copies of the present invention and the existing DTN routing method.
8 is a delay comparison between the present invention and the existing DTN routing method.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
먼저, 본 발명의 구체적인 기술 내용을 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 다수의 용어 및 개념을 먼저 정리하면 다음과 같다.First, prior to describing the specific technical contents of the present invention, a number of terms and concepts applied to the present invention are summarized as follows.
일반적으로 언급되는 소셜리티는 여러 가지 의미로 정의될 수 있는 데, 본 발명에서는 다음과 같이 정의한다. 소셜리티가 있다는 것은 곧 모든 노드가 균일하게 만나는 것이 아니라 어느 이유가 있든 특정 노드끼리는 조금 더 자주 만난다는 것을 의미한다.Generally referred to sociality can be defined in various ways, in the present invention is defined as follows. The presence of sociality means that not all nodes meet evenly, but for some reason certain nodes meet a little more frequently.
본 발명에서 DTN에서 노드간 소셜리티가 있는지를 확인하기 위해 실제 트레이스를 분석했다. 분석한 트레이스는 "intel", "Cambridge", "Infocom'05", "Infocom'06" 4개의 실제 트레이스이고, 도 2에 실제 DTN 트레이스를 나타내었다.In the present invention, the actual trace was analyzed to confirm whether there is inter-node sociality in the DTN. The analyzed traces are four actual traces of "intel", "Cambridge", "Infocom'05", and "Infocom'06", and the actual DTN traces are shown in FIG.
"Intel" 트레이스에서 1번 id를 가진 노드가 접촉 했던 노드들을 보여주고 있다. 그래프에서 보듯이 1번 노드는 11번 노드와 극히 자주 만나는 것을 알 수 있다. 반면, 6, 19번 노드와는 거의 자주 만나지 않음을 알 수 있다. 다른 노드들도 확인해 보면 모든 노드들이 고른 접촉 분포를 이루는 것이 아니라는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 곧 노드마다 접촉 패턴이 다르다는 것을 의미하고, 소셜리티가 있다고 보아야 할 것이다. 따라서 이를 이용하면 효과적으로 메시지 복사개수를 줄일 수 있어서 이득을 볼 수 있다. The "Intel" trace shows the nodes that were contacted by the node with id number 1. As you can see in the graph, node 1 meets
노드간 소셜리티를 반영하기 위해서 본 발명에서 제안하는 라우팅 방법은 자주 만나는 노드끼리 묶어주는 클러스터링을 기본으로 하고 있다. 클러스터링을 하기 위해서 각 노드는 접촉 기록 을 매트릭스로 유지하게 되고, 한번 접촉 이 일어날 때마다 매트릭스 교환을 통해 갱신하게 된다.In order to reflect the sociality between nodes, the routing method proposed by the present invention is based on clustering that binds frequently encountered nodes. For clustering, each node maintains a contact record in a matrix, and updates each time a contact occurs through a matrix exchange.
이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.The equation is expressed as follows.
이때 각 매트릭스의 요소는 상기 식과 같이 갱신되는 데, 이때 n은 타임 슬롯으로 비교적 오래전 접촉 과 가장 최근의 접촉 을 구분해주기 위해 사용된다. [수학식 1]은 노드의 접촉 이 없을 경우 가중치를 일정한 비율로 줄이는 것을 보이고 있고, [수학식 2]는 노드 i와 노드 j가 만났을 경우 1씩 증가시키는 것을 보여주고 있다.In this case, the elements of each matrix are updated as shown in the above equation, where n is a time slot, which is used to distinguish a relatively old contact from the most recent contact. Equation 1 shows that the weight is reduced at a constant rate when there is no contact with the node, and
많은 연구결과에 따르면 오래된 접촉 기록 보다는 가장 최근의 접촉 기록 이 미래 접촉을 예상하는 데 더 효과적이라는 것을 볼 수 있다. 매트릭스가 구성되면, 이를 통해 클러스터링을 하여 노드를 구분 지을 수 있다. 클러스터링 방법엔 여러 가지가 있을 수 있는 데, 본 발명에서는 DBSCAN이라는 알고리즘을 이용하며, 파라미터는 각 요소의 역수를 취한 값으로 하며, 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.Many studies show that the most recent contact record is more effective for predicting future contacts than older contact records. Once the matrix is constructed, it can be clustered to differentiate nodes. There may be various clustering methods. In the present invention, an algorithm called DBSCAN is used, and the parameter is a value obtained by taking the inverse of each element, which is expressed as follows.
클러스터링이 됐다면, 이를 이용해서 라우팅 규칙을 정하게 된다. If clustering is used, the routing rules will be used.
즉, 큐 안에 전송 메시지가 있는 소스 노드는 다른 노드와 접촉 시(이하, "접촉 노드"라 칭함) 그 접촉 노드와 메시지의 목적지 클러스터를 비교해서 포워딩 여부를 결정하게 되고, 전송 메시지를 처리하게 된다.That is, when a source node with a transmission message in a queue contacts another node (hereinafter referred to as a "contact node"), the source node compares the contact node with the destination cluster of the message to determine whether to forward and process the transmission message. .
이를 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.In more detail, it is as follows.
도 3은 본 발명에 따른 "소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법"을 보인 흐름도로서, 이러한 방법이 적용되는 소셜 커뮤니티 시스템은 무선 송신/수신 단말기인 소스 노드, 무선 송신?수신 단말기인 접촉 노드, 목적지 노드를 포함한다.3 is a flowchart illustrating a "social community-based DTN routing method" according to the present invention, in which a social community system to which the method is applied is a source node as a wireless transmitting / receiving terminal, a contact node as a wireless transmitting / receiving terminal, and a destination node. It includes.
이에 도시된 바와 같이, 큐 안에 전송할 메시지가 존재하는 소스 노드에서, 다른 접촉 노드와 접촉되는지를 확인하는 노드 접촉 확인단계(S101 ~ S103)와; 상기 접촉 노드와 접촉시 메시지의 목적지 클러스터를 비교하여 포워딩 여부를 결정하고, 상기 클러스터 비교에 따른 포워딩 결정 여부에 따라 메시지 복사 또는 포워딩을 제어하여, 상기 큐에 저장된 메시지를 목적지 노드로 전송하는 메시지 전송단계(S105 ~ S121)를 포함한다.As shown therein, node contact confirmation steps (S101 to S103) of checking whether or not a contact is made with another contact node in a source node in which a message to be transmitted in a queue exists; Determining whether to forward the message by comparing the destination cluster of the message when contacting the contact node, and controlling the copying or forwarding of the message according to the forwarding decision according to the cluster comparison, and transmitting the message stored in the queue to the destination node Steps S105 to S121 are included.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면 "소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 방법"은, 먼저 단계 S101에서와 같이 소스 노드에서 큐 안에 전송할 메시지가 존재하는지를 확인한다.According to the present invention made as described above, the "social community-based DTN routing method" first checks whether there is a message to be transmitted in the queue at the source node as in step S101.
이 확인 결과 큐 안에 전송할 메시지가 존재할 경우, 단계 S103으로 이동하여 다른 노드가 접촉 되는지를 확인한다. 이 확인 결과 다른 노드 즉, 접촉 노드가 접촉된 경우에는 단계 S105로 이동하여 목적지 클러스터링을 수행하게 된다.If there is a message to be transmitted in the queue as a result of this check, the flow advances to step S103 to check whether another node is in contact. As a result of this check, when another node, that is, a contact node, comes into contact, the process moves to step S105 to perform destination clustering.
즉, 접촉 노드와 메시지의 목적지 클러스터를 비교하여, 상기 소스 노드와 접촉 노드 및 목적지 노드가 동일한 커뮤니티에 존재하는지를 확인하게 되고, 이 확인 결과 각각의 노드가 동일한 커뮤니티에 존재할 경우 상기 소스 노드에서 큐 안에 저장한 전송 메시지를 복사하여 라우팅 성능을 높이게 된다(S107 ~ S109).That is, by comparing the contact node and the destination cluster of the message, it is checked whether the source node, the contact node and the destination node exist in the same community. By copying the stored transmission message to improve the routing performance (S107 ~ S109).
또한, 상기 커뮤니티 확인 결과 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 다른 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 큐 안에 저장한 전송 메시지를 복사하지 않아 복사 횟수를 줄여 확장성 문제를 해결하게 된다(S111 ~ S113). 예컨대, 소스 노드와 접촉 노드와 목적지 노드와 다른 커뮤니티에 존재하는 경우에는, 전송 메시지를 복사해도 소스 노드에 비해 접촉 노드가 목적지 노드에 메시지를 전송해줄 확률을 추정할 수 없으므로, 확장성 문제를 해소하기 위해 전송 메시지를 복사하지 않게 되는 것이다.In addition, when the contact node exists in a community different from the destination node as a result of the community check, the transmission problem stored in the queue is not copied, thereby reducing the number of copies and solving the scalability problem (S111 to S113). For example, if the source node, contact node, and destination node exist in a different community, copying the sent message cannot estimate the probability that the contact node will send the message to the destination node compared to the source node, thus eliminating the scalability problem. It does not copy the sent message.
다음으로, 상기 커뮤니티 확인 결과 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 동일한 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 접촉 할 확률이 매우 높으므로 상기 큐 안에 저장한 전송 메시지를 상기 접촉 노드에 포워딩해주어, 상기 접촉 노드를 통해 전송 메시지가 목적지 노드에 전송되도록 한다(S115 ~ S117).Next, when the contact node is present in the same community as the destination node, the contact node has a high probability of contact with the destination node, and thus forwards the transmission message stored in the queue to the contact node. The transmission message is transmitted to the destination node through the contact node (S115 to S117).
또한, 상기 커뮤니티 확인 결과 소스 노드와 접촉 노드 및 목적지 노드가 모두 다른 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 기록 과 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 기록 을 비교하여, 전송 메시지의 포워딩을 결정하게 된다(S119 ~ S121).In addition, when the community check results that both the source node, the contact node, and the destination node exist in different communities, the forwarding of the transmission message is performed by comparing the contact record between the source node and the destination node and the contact record between the contact node and the destination node. It is determined (S119 ~ S121).
예컨대, 주지한 접촉 기록 비교결과 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률이 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률에 비해 높을 경우, 상기 전송 메시지를 포워딩하지 않아 복사 횟수를 줄이고, 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률이 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률보다 높을 경우 상기 전송 메시지를 상기 접촉 노드에 포워딩해주게 된다. 이것은 접촉 기록 의 트레이스를 이용하여 접촉 확률을 판단하는 것이 바람직하다.For example, when the contact probability comparison result of the known contact record is higher than the contact probability between the contact node and the destination node, the transmission message is not forwarded to reduce the number of copies, and the contact node and the destination node are not forwarded. If the contact probability between the node is higher than the contact probability between the source node and the destination node forwards the transmission message to the contact node. It is desirable to determine the contact probability using the trace of the contact record.
이와 같은 본 발명에서 제안한 소셜 커뮤니티 기반의 DTN 라우팅 기법을 검증하기 위해서 본 발명자는 C++로 간단한 시뮬레이터를 수행하였다. 기존의 많은 시뮬레이터를 두고 새롭게 구현한 이유는 본 발명의 주된 목표는 세부적인 레이어 계층의 오퍼레이션이 아니라 라우팅 과정에서의 메시지 복사과정을 확인하는 것이기 때문이다. 몇몇 경우에선 정확한 구현이 결과에 영향을 줄 수 있겠지만 본 발명의 경우엔 영향을 주지 않는다.In order to verify the social community-based DTN routing scheme proposed by the present invention, the inventor performed a simple simulator in C ++ . The reason for the new implementation of many existing simulators is that the main goal of the present invention is to check the message copying process in the routing process, not the detailed layer layer operation. In some cases, the exact implementation may affect the result, but in the present case it does not.
시뮬레이션의 기본적인 설정은 도 5와 같다. 비교대상인 라우팅 프로토콜은 에피데믹, PRoPhet이며, 모든 시뮬레이션 결과는 20번 중 평균값을 취하였다.The basic setting of the simulation is shown in FIG. The routing protocols to be compared were epidemic and PRoPhet, and all simulation results were averaged out of 20 times.
실험은 메시지 전달률, 지연, 메시지 복사 개수를 측정하였다.The experiment measured message delivery rate, delay, and message copy count.
도 6에 도시한 메시지 전달률 결과를 보듯이, 모든 라우팅 프로토콜이 노드가 증가함에 따라 성능이 저하됨을 볼 수 있다. 실험결과에 따르면 노드 수가 50이 넘어가면서 에피데믹 라우팅의 퍼포먼스가 급격히 떨어짐을 확인할 수 있었는데, 그에 비해 본 발명에서 제안한 알고리즘(cluster ratio)은 비교적 완만히 감소함을 확인할 수 있다.As shown in the message transfer rate result shown in FIG. 6, it can be seen that all routing protocols degrade performance as nodes increase. According to the experimental results, it was confirmed that the performance of epidemic routing drastically decreased as the number of nodes exceeded 50. On the other hand, the cluster ratio proposed by the present invention decreased relatively slowly.
도 7은 총 복사 개수 결과도로서, 클러스터를 이용한 기법은 에피데믹에 비해 많게 64배나 적은 복사개수를 나타내었다.7 is a result of the total number of copies, the technique using the cluster showed a 64 times fewer copies than the epidemic.
도 8은 지연시간 결과를 나타낸 것으로서, 지연에선 여전히 에피데믹이 가장 졸은 성능을 나타냈고, 클러스터링 라우팅 기법도 비슷한 결과를 나타내었다.Figure 8 shows the latency results, where the latency still shows the best performance of epidemic, and the clustering routing technique shows similar results.
이상 상세히 설명한 본 발명에 따르면, 메시지 전달률, 그리고 지연 성능을 어느 정도 보장한 상태에서 에피데믹 라우팅이 가지고 있는 확장성 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다. 특히 에피데믹 라우팅에 비해 성능이 떨어지지 않으면서 확장성 문제에 더 강력한 모습을 보인다.According to the present invention described in detail above, there is an advantage that the scalability problem of epidemic routing can be solved with a certain degree of message delivery rate and delay performance. In particular, it is more robust to scalability issues without compromising performance compared to epidemic routing.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
Claims (6)
큐 안에 전송할 메시지가 존재하는 소스 노드에서, 다른 접촉 노드와 접촉되는지를 확인하는 노드 접촉 확인단계와;
상기 접촉 노드와 접촉시 메시지의 목적지 클러스터를 비교하여 포워딩 여부를 결정하고, 상기 클러스터 비교에 따른 포워딩 결정 여부에 따라 메시지 복사 또는 포워딩을 제어하여, 상기 큐에 저장된 메시지를 목적지 노드로 전송하는 메시지 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소셜 커뮤니티 기반의 DTN라우팅 방법.
In the social community based DTN (Delay Tolerant Networking) routing method,
A node contact confirming step of confirming whether a contact is made with another contact node at a source node in which a message to be transmitted in the queue exists;
Determining whether to forward the message by comparing the destination cluster of the message when contacting the contact node, and controlling the copying or forwarding of the message according to the forwarding decision according to the cluster comparison, and transmitting the message stored in the queue to the destination node Social community based DTN routing method comprising the step of.
상기 소스 노드와 접촉 노드 및 목적지 노드가 동일한 커뮤니티에 존재하는지를 확인하여, 각각의 노드가 동일한 커뮤니티에 존재할 경우 상기 소스 노드에서 큐 안에 저장한 전송 메시지를 복사하여 라우팅 성능을 높이는 것을 특징으로 하는 소셜 커뮤니티 기반의 DTN라우팅 방법.
The method according to claim 1, wherein the message transmission step,
Checking whether the source node, the contact node and the destination node exist in the same community, and if each node exists in the same community, copying the transmission message stored in the queue in the source node to improve the routing performance Based DTN routing method.
상기 커뮤니티 확인 결과 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 다른 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 큐 안에 저장한 전송 메시지를 복사하지 않아 복사 횟수를 줄이는 것을 특징으로 하는 소셜 커뮤니티 기반의 DTN라우팅 방법.
The method of claim 2, wherein the message transmission step,
Social community-based DTN routing method, if the contact node exists in a different community from the destination node, the number of copies is reduced by not copying the transmission message stored in the queue.
상기 커뮤니티 확인 결과 상기 접촉 노드가 상기 목적지 노드와 동일한 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 큐 안에 저장한 전송 메시지를 상기 접촉 노드에 포워딩해주는 것을 특징으로 하는 소셜 커뮤니티 기반의 DTN라우팅 방법.
The method of claim 3, wherein the message transmission step,
Social community-based DTN routing method, if the contact node exists in the same community as the destination node, forwarding a transmission message stored in the queue to the contact node.
상기 커뮤니티 확인 결과 소스 노드와 접촉 노드 및 목적지 노드가 모두 다른 커뮤니티에 존재할 경우, 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 기록 과 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 기록 을 비교하여, 전송 메시지의 포워딩을 결정하는 것을 특징으로 하는 소셜 커뮤니티 기반의 DTN라우팅 방법.
The method of claim 4, wherein the message transmission step,
As a result of the community checking, when both the source node, the contact node and the destination node exist in different communities, the forwarding of the transmission message is determined by comparing the contact record between the source node and the destination node and the contact record between the contact node and the destination node. Social community based DTN routing method, characterized in that.
상기 접촉 기록 비교결과 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률이 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률에 비해 높을 경우, 상기 전송 메시지를 포워딩하지 않아 복사 횟수를 줄이고, 상기 접촉 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률이 상기 소스 노드와 목적지 노드 간의 접촉 확률보다 높을 경우 상기 전송 메시지를 상기 접촉 노드에 포워딩해주는 것을 특징으로 하는 소셜 커뮤니티 기반의 DTN라우팅 방법.The method of claim 5, wherein the message transmission step,
When the contact record comparison result shows that the contact probability between the source node and the destination node is higher than the contact probability between the contact node and the destination node, the transmission message is not forwarded to reduce the number of copies, and the contact probability between the contact node and the destination node is reduced. And forwarding the transmission message to the contact node when the contact probability between the source node and the destination node is higher than the contact probability.
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