WO2021085721A1 - 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 - Google Patents

정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 Download PDF

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WO2021085721A1
WO2021085721A1 PCT/KR2019/016026 KR2019016026W WO2021085721A1 WO 2021085721 A1 WO2021085721 A1 WO 2021085721A1 KR 2019016026 W KR2019016026 W KR 2019016026W WO 2021085721 A1 WO2021085721 A1 WO 2021085721A1
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WO
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producer
node
routing path
mobility
interests
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PCT/KR2019/016026
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Inventor
정윤원
강민욱
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숭실대학교 산학협력단
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/34—Modification of an existing route
    • H04W40/36—Modification of an existing route due to handover
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/18—Service support devices; Network management devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for managing producer mobility in an information-oriented network environment, and to a recording medium and apparatus for performing the same.More specifically, in order to solve the problem of mobility of producers in an information-oriented network, a data registration router is determined to determine the mobility of the producer. It relates to a producer mobility management method that updates the FIB (Forwarding Information Base) according to the information.
  • FIB Forwarding Information Base
  • a routing path is established through the name of the data, so it is essential that the producer re-establishes the routing path for data when handing off from the currently connected node to another node.
  • setting a routing path for data at each handoff is inefficient because it increases the routing load and maintenance cost.
  • an anchor (indirection point)-based producer mobility management method and an anchorless-based producer mobility management method have been proposed.
  • An anchor (indirection point) based producer mobility management method is a method similar to mobile IP, and registers the producer's location in an anchor that acts as a home agent when the producer is handed off.
  • An anchorless-based producer mobility management method is a method in which all related routers update routing tables (FIB in ICN) in order to improve producer handoff performance.
  • An anchor-based producer mobility management method requires management of all network topology or location information to manage the mobility of producers, so routing maintenance costs tend to be high, and a bottleneck may occur in the anchor. In addition, since it may cause congestion of the anchor due to frequent handoff of the producer, QoS is caused due to handoff delay.
  • the routing load is determined according to the mobility of the producer, and the convergence time of the FIB (convergence time or routing aggregation) increases as the number of moving producers increases. ) Increases.
  • the convergence time of the FIB convergence time or routing aggregation increases as the number of moving producers increases.
  • QoS decreases, and thus scalability is poor.
  • Patent Document 1 US 10178019 B2
  • Patent Document 2 US 10271253 B2
  • Patent Document 3 US 10104633 B1
  • Non-Patent Document 1 Jordan Aug ⁇ , et. al., "MAP-Me: Managing Anchor-Less Producer Mobility in Content-Centric Networks," IEEE TRANSACTIONS ON NETWORK AND SERVICE MANAGEMENT, vol. 15. no. 2, pp. 596-610, June 2018.
  • Non-Patent Document 2 Aytac Azgin, et. al., "On-demand Mobility Support with Anchor Chains in Information Centric Networks," IEEE ICC 2017 Next Generation Networking and Internet Symposium.
  • an object of the present invention is to provide a method for managing producer mobility in an information-oriented network environment.
  • Another object of the present invention is to provide a recording medium in which a computer program for performing a method for managing producer mobility in the information-oriented network environment is recorded.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for performing a producer mobility management method in the information-oriented network environment.
  • a producer mobility management method in an information-centric network environment includes: calculating an interest to mobility ratio (IMR) compared to the mobility of the producer; Determining the IMR as one of an anchor-based producer mobility support method and an anchorless producer mobility support method by comparing a threshold value; Registering the producer and data information in an anchor node currently connected when the IMR is less than the threshold value; And when a handoff of the producer occurs to another node managed by the anchor node, determining a routing path setting method based on the number of handoffs in the anchor node.
  • IMR interest to mobility ratio
  • the determining of a routing path setting method based on the number of handoffs within the anchor node includes, when the number of handoffs within the anchor node is less than a handoff threshold, the node currently connected to the producer is transferred. Routing paths can be modified by delivering advertisement messages to connected nodes.
  • the step of determining a routing path setting method based on the number of handoffs within the anchor node includes, when the number of handoffs within the anchor node is greater than the handoff threshold, the node currently connected to the producer is It is possible to modify the routing path by notifying the handoff of the producer to the anchor node and transmitting an advertisement message for registering the producer and data.
  • the producer mobility management method in the information-oriented network environment is a routing path based on the number of handoffs between anchors when a handoff of the producer occurs to another node managed by another anchor node. It may further include; determining a setting method.
  • the determining of the routing path setting method based on the number of handoffs between anchors includes, when the number of handoffs between anchor nodes is less than a handoff threshold, the anchor node managing the current producer
  • the routing path can be modified by delivering an advertisement message to the node that previously managed the producer.
  • the determining of the routing path setting method based on the number of handoffs between anchors includes the anchor managing the current producer when the number of handoffs between anchor nodes is greater than the handoff threshold.
  • the node can update the routing path for the data by spreading the advertisement message to the network.
  • the method for managing producer mobility in the information-oriented network environment comprises: if the IMR is greater than the threshold, attempting to establish a new routing path every time the producer handoffs without an anchor; It may contain more.
  • the step of attempting to set a new routing path each time the producer's handoff without the anchor includes registering the producer and data information in the currently connected node and spreading the advertisement message to the network to establish the routing path. Setting up; Estimating a change amount of the number of interests transferred to the producer and a change amount of the expected number of interests to be transferred when the producer handoffs to another node; And determining a routing path setting method at each handoff, based on a change amount of the number of interests delivered to the producer and a change amount of the expected number of interests to be transmitted.
  • the step of determining a routing path setting method for each handoff based on a change in the number of interests delivered to the producer and the change in the number of expected interests to be delivered may include: When the change in the number of rests is greater than 0 and the change in the number of expected interests to be transmitted is greater than 0, a routing path update operation may be performed.
  • the step of determining a routing path setting method for each handoff based on a change in the number of interests delivered to the producer and the change in the number of expected interests to be delivered may include: When the change in the number of rests is greater than 0 and the change in the number of expected interests is less than 0, the routing path update operation and the routing path setting between the previously connected node and the currently connected node may be repeatedly performed.
  • the step of determining a routing path setting method for each handoff based on a change in the number of interests delivered to the producer and the change in the number of expected interests to be delivered may include: When the variation in the number of rests is less than 0 and the variation in the expected number of interests is larger than 0, setting a routing path between the previously connected node and the currently connected node, and the number of handoffs between nodes is a multiple of the handoff threshold It is possible to perform an operation of updating the routing path.
  • the step of determining a routing path setting method for each handoff based on a change in the number of interests delivered to the producer and the change in the number of expected interests to be delivered may include: When the change amount of the number of rests is less than 0 and the change amount of the expected number of interests is less than 0, a routing path setting between the previously connected node and the currently connected node may be performed.
  • a computer program for performing a producer mobility management method in an information-centric network environment is recorded.
  • a producer mobility management apparatus in an information-oriented network environment includes: a handoff recording unit for recording the number of handoffs and connected node information when a producer is handed off; An interest recording unit for recording the number of times of interest transmission; An IMR calculation unit that calculates an interest to mobility ratio (IMR) based on the information recorded in the handoff recording unit and the interest recording unit; An interest change amount recording unit for recording an interest change amount based on the information recorded in the interest record unit; And an anchor-based producer mobility support method and an anchorless-based producer mobility support method by comparing the IMR value obtained from the IMR calculation unit and the interest change amount recording unit with the interest change amount. It includes; a comparison unit to determine.
  • IMR interest to mobility ratio
  • the data registration router is determined to support the mobility of the producer, and the routing path is updated and modified according to the mobility and data information of the producer to support the mobility of the producer. Accordingly, even if a manufacturer's frequent handoff occurs, the bottleneck of the data registration router can be reduced through the determination of the data registration router.
  • an effective data registration router is determined. Since the routing path setting due to handoff is simplified or reconfigured as necessary, the routing load can be reduced and as a result, the convergence time can be reduced. Furthermore, QoS can be guaranteed regardless of the number and mobility of producers and the size of the network by utilizing the data registration router.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an operation of a producer node in a producer mobility management apparatus in an information-centric network environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation of a node in a producer mobility management apparatus in an information-oriented network environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of an anchor-based producer mobility support method in a producer mobility management method in an information-centric network environment according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart of a method for supporting producer mobility in an anchor node when the number of handoffs of producers is less than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-oriented network environment according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for supporting producer mobility in an anchor node when the number of handoffs of a producer is greater than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-centric network environment according to the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for supporting producer mobility between anchor nodes when the number of handoffs of producers is less than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-centric network environment according to the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for supporting producer mobility between anchor nodes when the number of handoffs of producers is greater than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-centric network environment according to the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic flowchart of an anchorless-based producer mobility support method in a producer mobility management method in an information-centric network environment according to the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is greater than 0 and the change in the expected number of interests is greater than 0 in the method for managing mobility of a producer in an information-centric network environment according to the present invention. to be.
  • FIG. 10 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is greater than 0 and the change in the expected number of interests is less than 0 in the method for managing mobility of producers in an information-oriented network environment according to the present invention to be.
  • FIG. 11 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is less than 0 and the change in the expected number of interests is greater than 0 in the method for managing mobility of a producer in an information-oriented network environment according to the present invention to be.
  • FIG. 12 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is less than 0 and the change in the expected number of interests is less than 0 in the method for managing mobility of a producer in an information-oriented network environment according to the present invention to be.
  • the present invention manages the mobility of the producer through the anchor node, data registration process, and routing path setting proposed in an information-oriented network environment where it is difficult to establish a normal routing path due to the mobility of the producer, and the routing load and maintenance cost It aims to reduce the reduction and effectively provide data to the requester even in a dynamically changing network environment.
  • 1 is a block diagram illustrating an operation of a producer node in a producer mobility management apparatus in an information-centric network environment according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a block diagram illustrating an operation of a node in a producer mobility management apparatus in an information-oriented network environment according to an embodiment of the present invention.
  • a producer node 10 (hereinafter, a producer) according to the present invention includes a handoff recording unit 110, an interest recording unit 130, an IMR calculation unit 150, an interest change amount recording unit 170, and a comparison unit. Includes 190.
  • the handoff recording unit 110 records the number of handoffs and connected node information when the producer 10 is handed off, and the interest recording unit 130 records the number of transfers of interest.
  • the IMR calculation unit 150 calculates an interest to mobility ratio (IMR) based on information recorded in the handoff recording unit 110 and the interest recording unit 130.
  • IMR interest to mobility ratio
  • the interest change amount recording unit 170 records the interest change amount based on the information recorded in the interest record unit 130, and the comparison unit 190 includes the IMR calculation unit 150 and the interest change amount recorder ( 170) is compared to determine the operation.
  • the comparison unit 190 compares the IMR value obtained from the IMR calculation unit 150 and the interest change amount recording unit 170 with the interest change amount to provide an anchor-based producer mobility support method and anchorless. (Anchorless) It is determined as one of the mobility support methods of producer mobility support methods. This will be described in detail with a method for managing producer mobility in an information-oriented network environment below.
  • the node 90 includes a data registration unit 910, a data advertisement unit 930, a table management unit 950, an interest transmission unit 970, and a data transmission unit 990. do.
  • the data registration unit 910 registers data of the producer 10 connected to the node 90, and the data advertisement unit 930 advertises the registered producer's data.
  • the table management unit 950 manages a forwarding information base (FIB) and a pending interest table (PIT) for setting a consumer's interest and a producer's data path.
  • FIB forwarding information base
  • PIT pending interest table
  • the interest transfer unit 970 transmits the interest by referring to the FIB and PIT of the table management unit 950, and the data transfer unit 990 refers to the FIB and PIT of the table management unit 950. To deliver.
  • the producer 10 and the node 90 of the present invention may be installed and executed with software (application) for performing producer mobility management in an information-oriented network environment.
  • the configuration can be controlled by software for performing producer mobility management in the information-centric network environment.
  • the producer 10 and the node 90 may be separate terminals or some modules of the terminal, respectively.
  • the configuration of the producer 10 and the node 90 may be formed of an integrated module, or may be formed of one or more modules. However, on the contrary, each component may be formed as a separate module.
  • the producer 10 and the node 90 may be mobile or fixed.
  • the producer 10 and the node 90 include a device, an apparatus, a terminal, a user equipment (UE), a mobile station (MS), a wireless device, and a portable device ( handheld device), server, or engine.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • wireless device wireless device
  • handheld device portable device
  • the producer 10 and the node 90 may execute or manufacture various software based on an operating system (OS), that is, a system.
  • OS operating system
  • the operating system is a system program for software to use the hardware of the device, and mobile computer operating systems such as Android OS, iOS, Windows Mobile OS, Bada OS, Symbian OS, Blackberry OS, Windows series, Linux series, Unix series, It can include all computer operating systems such as MAC, AIX, and HP-UX.
  • the present invention proposes a producer mobility management method in which a data registration router is determined and a forwarding information base (FIB) is updated according to the mobility information of the producer in order to solve the problem of mobility of a producer in an information-oriented network.
  • FIB forwarding information base
  • the present invention proposes a method for supporting producer mobility that reduces routing load and maintenance cost, handoff delay, convergence time due to producer mobility, and increases QoS.
  • a method for managing producer mobility in an information-oriented network environment according to the present invention will be described in detail.
  • the producer mobility management method first manages the mobility of the producer through the number of requests for data (IMR) compared to the mobility of the producer.
  • IMR requests for data
  • Equation 1 The cycle Means the number of interests received by producer p, which has data d, The cycle It means the number of handoffs of producer p during. of Divide by IMR of producer p with data d during Calculate
  • Equation 2 the cycle IMR average per Is calculated using an Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) as shown in Equation 2 below, and is used to support the mobility of the producer.
  • EWMA Exponentially Weighted Moving Average
  • the initial value of is set to 0, Is a smoothing factor and has a value between 0 and 1.
  • the mobility of the producer is supported by applying a routing path of a different method according to the IMR defined in 1. For an initial period of time, it supports the mobility of producers in an anchorless method.
  • the calculated producer's IMR is the threshold If it is smaller than (hereinafter, in the present invention, when the value is equal to the threshold value, it may belong to a case that is smaller than the threshold value or it may belong to a case that is greater than the threshold value, which can be set by the user), while the producer's mobility is relatively high. Is caching data with a low number of interest transfers, so attempts to establish a routing path for data of low importance increase. Therefore, it is advantageous to register and manage producer and data information in an anchor and set a routing path.
  • the producer registers the producer and data information in the anchor node that manages the attached node.
  • the routing path setting method is determined based on the number of handoffs within the anchor node.
  • the number of handoffs within the anchor node is the threshold If smaller, the node currently connected to the producer sends an advertisement message to the previously connected node to modify the routing path.
  • the number of handoffs within the anchor node is the threshold
  • the node currently connected to the producer notifies the producer's handoff to the anchor node and transmits an advertisement message for registering the producer and data to correct the routing path.
  • the anchor node receiving the advertisement message transmits the routing path deletion message to the previously connected node in order to delete the previous routing path. Also, the producer initializes the number of handoffs in the anchor node to zero.
  • the producer delivers an advertisement message notifying the producer and data registration to the anchor node managing the currently connected node. Also, the routing path setting method is determined based on the number of handoffs between anchors.
  • the anchor node that manages the current producer delivers an advertisement message to the anchor node that manages the previous producer and modifies the routing path.
  • the producer's IMR is the threshold
  • the producer's mobility is relatively low, whereas the producer caches data with a high number of interest transfers, so there are few attempts to establish a routing path for data of high importance. Therefore, it is advantageous to use an anchorless method that attempts to establish a new routing path every time a producer handoffs.
  • the schematic sequence of the anchorless-based producer mobility support scheme proposed in the present invention is as follows.
  • the producer registers the producer and data information in the currently connected node and establishes a routing path by spreading the advertisement message to the network.
  • the routing path setting method is applied through the amount of change in the number of interests.
  • Equation 3 In order to estimate the amount of change in the number of interests of the producer, Equation 3 and Equation 4 below are used.
  • Equation 3 Is the amount of change in the number of interests delivered to the producer. Is the number of interests transferred from T to the producer, Is before k cycles Means the number of interests delivered to producers in. Has a value between 0 and 1 Has an integer value greater than 1.
  • Equation 4 Means the expected number of interests to be delivered to the producer, Has a value between 0 and 1.
  • 3 to 7 are flow charts of an anchor-based producer mobility support method in a producer mobility management method in an information-centric network environment according to the present invention.
  • FIG 3 is a schematic flowchart of initial data registration, interest, and data routing.
  • the initial producer 10 transmits a data registration message to the currently connected node 20 (A1).
  • the node 20 connected to the producer 10 delivers the data registration message to the anchor node 30, and the relay node receiving the data registration message modifies the FIB (A2).
  • the anchor node 30 spreads the data advertisement message to the network, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (A3).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the anchor node 30 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (A4).
  • the interest transmitted to the anchor node 30 is transmitted to the producer 10 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (A5).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 with reference to the PIT (A6).
  • FIG. 4 is a flowchart of a method for supporting producer mobility in an anchor node when the number of handoffs of producers is less than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-oriented network environment according to the present invention.
  • a routing path correction method is determined based on the number of handoffs (B1).
  • the number of handoffs of the producer 10 is the handoff threshold
  • the smaller case is as follows (B2).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 50 (B21).
  • the newly connected node 10 transmits the data registration message to the previously connected node 20 with reference to the FIB, and the node receiving the data registration message modifies the FIB (B22).
  • the interest of the consumer 40 is transferred to the anchor node 30 with reference to the FIB and then transferred to the node 20 previously connected to the producer 10 (B23).
  • the interest transferred to the node 20 previously connected to the producer 10 is transferred to the producer 10 with reference to the FIB (B24).
  • the data of the producer 10 is transmitted from the currently connected node to the previously connected node 20 with reference to the PIT (B25).
  • the data of the producer 10 transmitted to the previously connected node 20 is transmitted to the consumer 40 through the anchor node 30 with reference to the PIT (B26).
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for supporting producer mobility in an anchor node when the number of handoffs of a producer is greater than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-centric network environment according to the present invention.
  • the number of handoffs of the producer 10 is the handoff threshold
  • the larger case is as follows (B3).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 50 (B31).
  • the data registration message delivered to the newly connected node 50 is transferred to the anchor node 30, and the node receiving the data registration message modifies the FIB (B32).
  • the anchor node 30 receiving the data registration message transfers the data advertisement message to the previously connected node 20 and modifies the FIB (B33).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 through the anchor node 30 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (B34).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 through the anchor node 30 with reference to the PIT (B35).
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for supporting producer mobility between anchor nodes when the number of handoffs of producers is less than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-centric network environment according to the present invention.
  • a routing path correction method is determined based on the number of handoffs between anchor nodes (C1).
  • the number of handoffs between anchor nodes of the producer 10 is a threshold value
  • the smaller case is as follows (C2).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 50 (C21).
  • the newly connected node 50 transmits a data registration message to the new anchor node 60 (C22).
  • the new anchor node 60 delivers the data registration message to the previous anchor node 30, and the node receiving the data registration message modifies the FIB (C23).
  • the previous anchor node 30 receiving the data registration message transfers the data advertisement message to the previously connected node 20, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (C24).
  • the interest of the consumer 40 is transferred to the new anchor node 60 through the previous anchor node 30, and the node receiving the interest modifies the PIT (C25).
  • the new anchor node 60 transmits the interest to the producer 10 through the newly connected node 50 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (C26).
  • the producer 10 receiving the interest is transmitted to the consumer 40 via the new anchor node 60 and the previous anchor node 30 with reference to the PIT (C27).
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for supporting producer mobility between anchor nodes when the number of handoffs of producers is greater than a threshold value in the method for managing producer mobility in an information-centric network environment according to the present invention.
  • the number of handoffs between anchor nodes of the producer 10 is a threshold value.
  • the larger case is as follows (C3).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 50 (C31).
  • the newly connected node 50 receiving the data registration message transmits the data registration message to the new anchor node 60 and modifies the FIB (C32).
  • the new anchor node 60 spreads the data advertisement message to the network, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (C33).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 via the new anchor node 60 and the newly connected node 50 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (C34).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 via the newly connected node 50 and the new anchor node 60 with reference to the PIT (C35).
  • FIGS. 8 to 12 are flowcharts of an anchorless-based producer mobility support method in a producer mobility management method in an information-centric network environment according to the present invention.
  • the initial producer 10 transmits a data registration message to the currently connected node 20 (a1).
  • the connected node 20 receiving the data registration message spreads the data advertisement message to the network, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (a2).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (a3).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 with reference to the PIT (a5).
  • 9 to 12 are flowcharts of a method for setting a routing path based on an interest change amount in a method for managing producer mobility in an information-oriented network environment according to the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is greater than 0 and the change in the expected number of interests is greater than 0 in the method for managing mobility of a producer in an information-centric network environment according to the present invention. to be.
  • the routing path is set as follows (b1).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 50 (b11).
  • the newly connected node 50 spreads the data advertisement message to the network, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (b12).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (b13).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 with reference to the PIT (b14).
  • FIG. 10 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is greater than 0 and the change in the expected number of interests is less than 0 in the method for managing mobility of producers in an information-oriented network environment according to the present invention to be.
  • the routing path is set as follows (b2).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 70 (b21).
  • the newly connected node 10 spreads the data advertisement message to the network, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (b22).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (b23).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 with reference to the PIT (b24).
  • the producer 10 handoffs to another node 80, it transmits a data registration message to the newly connected node 80 (b25).
  • the newly connected node 80 transmits a data registration message to the previously connected node 70 and modifies the FIB (b26).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 through the previously connected node 70 and the newly connected node 80 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (b27).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 through the newly connected node 80 and the previously connected node 70 with reference to the PIT (b28).
  • 11 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is less than 0 and the change in the expected number of interests is greater than 0 in the method for managing mobility of a producer in an information-oriented network environment according to the present invention to be.
  • the routing path setting is as follows (b3).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 80 (b31).
  • the newly connected node 80 transmits a data registration message to the previously connected node 70 and modifies the FIB (b32).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 through the previously connected node 70 and the newly connected node 80 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (b33).
  • the data of the producer 80 is transmitted to the consumer 40 through the newly connected node 80 and the previously connected node 70 with reference to the PIT (b34).
  • Handoff threshold when handoff of producer 10 occurs Repeat the process from b31 to b34 as many times as (b35).
  • the process of b35 is the handoff threshold When the handoff of the producer 10 occurs after more than one occurrence, the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 70 (b36).
  • the newly connected node 70 spreads the data advertisement message to the network, and the node receiving the data advertisement message modifies the FIB (b37).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (b38).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer 40 with reference to the PIT (b39).
  • FIG. 12 is a flowchart of a routing path setting method when a change in the number of interests delivered to the producer is less than 0 and the change in the expected number of interests is less than 0 in the method for managing mobility of a producer in an information-oriented network environment according to the present invention to be.
  • the routing path is set as follows (b4).
  • the producer 10 transmits a data registration message to the newly connected node 80 (b41).
  • the newly connected node 80 transmits a data registration message to the previously connected node 70 and modifies the FIB (b42).
  • the interest of the consumer 40 is transmitted to the producer 10 through the previously connected node 70 and the newly connected node 80 with reference to the FIB, and the node receiving the interest modifies the PIT (b43).
  • the data of the producer 10 is transmitted to the consumer through the newly connected node 80 and the previously connected node 70 with reference to the PIT (b44).
  • the method for managing producer mobility in an information-centric network environment provides the mobility of producers through anchor node, data registration process, and routing path setting proposed in an information-oriented network environment where it is difficult to establish a normal routing path due to the mobility of the producer.
  • the routing load and maintenance cost can be reduced, and data can be effectively provided to the requester even in a dynamically changing network environment.
  • the producer mobility management method may be implemented as an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components, and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and constructed for the present invention, and may be known and usable to those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magnetic-optical media such as floptical disks. media), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention determines the data registration router in order to solve the problem of the mobility of the producer in the information-oriented network and updates the FIB (Forwarding Information Base) according to the mobility information of the producer. Can be serviced. Therefore, it can be widely applied to information and communication fields such as data transmission.
  • FIB Forwarding Information Base

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은, 생산자의 이동성 대비 데이터 요청 횟수(Interest to Mobility ratio, 이하, IMR)를 계산하는 단계; 상기 IMR을 임계값을 비교하여, 앵커(Anchor) 기반 생산자 이동성 지원 방법 및 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 지원 방법 중 하나의 이동성 지원 방법으로 결정하는 단계; 상기 IMR이 상기 임계값 보다 작은 경우, 현재 연결된 앵커(Anchor) 노드에 상기 생산자 및 데이터 정보를 등록하는 단계; 및 상기 앵커 노드가 관리하는 다른 노드로 상기 생산자의 핸드오프(handoff)가 일어나는 경우, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계;를 포함한다. 이에 따라, 생산자의 이동성을 관리하여 라우팅 부하 및 유지비용을 줄이고 동적으로 변화하는 네트워크 환경에서도 요청자에게 효과적으로 데이터를 제공할 수 있다.

Description

정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
본 발명은 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정보 중심 네트워크에서 생산자의 이동성 문제를 해결하기 위해 데이터 등록 라우터를 결정하여 생산자의 이동성 정보에 따라 FIB(Forwarding Information Base)를 갱신하는 생산자 이동성 관리 방법에 관한 것이다.
정보 중심 네트워크에서 생산자의 이동성으로 인해 설정된 라우팅 경로를 통해 정상적인 데이터 제공이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 생산자 이동성 관리 방법이 제안되었음에도 불구하고 여전히 해결해야 할 문제가 남아있다.
정보 중심 네트워크는 데이터의 이름을 통해 라우팅 경로를 설정하므로 생산자가 현재 연결된 노드에서 다른 노드로 핸드오프 시 데이터에 대한 라우팅 경로를 재설정하는 과정이 필수적이다. 하지만 핸드오프 마다 데이터에 대한 라우팅 경로 설정은 라우팅 부하 및 유지비용을 증가시키므로 비효율적이다.
상기 문제를 해결하기 위해 기존 기법으로 앵커(Anchor, Indirection point) 기반 생산자 이동성 관리 방법과 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 관리 방법이 제안되었다.
앵커(Anchor, Indirection point) 기반 생산자 이동성 관리 방법은 모바일(mobile) IP와 유사한 방법으로 생산자의 핸드오프 시 홈 에이전트(Home agent) 역할을 수행하는 앵커에 생산자의 위치를 등록하는 방법이다.
앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 관리 방법은 생산자의 핸드오프 성능을 향상시키기 위해 모든 관련 라우터가 라우팅 테이블(ICN에서는 FIB)를 갱신하는 방법이다.
앵커 기반 생산자 이동성 관리 방법은 생산자의 이동성 관리를 위해 네트워크 토폴로지 또는 위치 정보를 모두 관리해야 하므로, 라우팅 유지비용이 높은 편이고 앵커에 병목 현상이 발생할 수 있다. 또한, 생산자의 잦은 핸드오프로 인해 앵커의 혼잡을 유발시킬 수 있으므로 핸드오프 지연으로 인한 QoS가 야기된다.
또한, 앵커리스 기반 생산자 이동성 관리 방법은 네트워크 관련 라우터가 FIB를 갱신하는 동작을 수행하므로, 생산자의 이동성에 따라 라우팅 부하가 결정되고 이동하는 생산자의 수가 증가할수록 FIB의 수렴시간(convergence time 또는 routing aggregation)이 증가한다. 또한, 생산자의 이동성, 생산자의 수 및 네트워크 크기가 증가할수록 QoS가 저하되므로 확장성이 좋지 않은 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) US 10178019 B2
(특허문헌 2) US 10271253 B2
(특허문헌 3) US 10104633 B1
[비특허문헌]
(비특허문헌 1) Jordan Augι, et. al., "MAP-Me: Managing 앵커-Less Producer Mobility in Content-Centric Networks," IEEE TRANSACTIONS ON NETWORK AND SERVICE MANAGEMENT, vol. 15. no. 2, pp. 596-610, June 2018.
(비특허문헌 2) Aytac Azgin, et. al., "On-demand Mobility Support with 앵커 Chains in Information Centric Networks," IEEE ICC 2017 Next Generation Networking and Internet Symposium.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은, 생산자의 이동성 대비 데이터 요청 횟수(Interest to Mobility ratio, 이하, IMR)를 계산하는 단계; 상기 IMR을 임계값을 비교하여, 앵커(Anchor) 기반 생산자 이동성 지원 방법 및 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 지원 방법 중 하나의 이동성 지원 방법으로 결정하는 단계; 상기 IMR이 상기 임계값 보다 작은 경우, 현재 연결된 앵커(Anchor) 노드에 상기 생산자 및 데이터 정보를 등록하는 단계; 및 상기 앵커 노드가 관리하는 다른 노드로 상기 생산자의 핸드오프(handoff)가 일어나는 경우, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 앵커 노드 내 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값 보다 작은 경우, 현재 생산자와 연결된 노드는 이전 연결된 노드로 광고(advertisement) 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 앵커 노드 내 핸드오프 횟수가 상기 핸드오프 임계값 보다 큰 경우, 현재 생산자와 연결된 노드는 상기 앵커 노드로 생산자의 핸드오프를 알리고 생산자 및 데이터 등록을 위한 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은, 다른 앵커 노드가 관리하는 다른 노드로 상기 생산자의 핸드오프(handoff)가 일어나는 경우, 앵커 간 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 앵커 간 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값 보다 작은 경우, 현재 생산자를 관리하는 앵커 노드는 이전 생산자를 관리했던 상기 노드로 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 앵커 간 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 상기 핸드오프 임계값 보다 큰 경우, 현재 생산자를 관리하는 상기 앵커 노드는 광고 메시지를 네트워크로 확산하여 데이터에 대한 라우팅 경로를 갱신할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은, 상기 IMR이 상기 임계값 보다 큰 경우, 앵커 없이 상기 생산자의 핸드오프(handoff) 시마다 새로운 라우팅 경로 설정을 시도하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 앵커 없이 상기 생산자의 핸드오프(handoff) 시마다 새로운 라우팅 경로 설정을 시도하는 단계는, 현재 연결된 노드에 생산자 및 데이터 정보를 등록하고 네트워크로 광고 메시지를 확산하여 라우팅 경로를 설정하는 단계; 상기 생산자가 다른 노드로 핸드오프 하는 경우, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 추정하는 단계; 및 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로, 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 전달될 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 라우팅 경로 갱신 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 라우팅 경로 갱신 동작 및 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 반복하여 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 수행하고, 노드 간 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값의 배수인 경우 라우팅 경로를 갱신하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 수행하는, 수행할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 장치는, 생산자의 핸드오프 시 핸드오프 횟수 및 연결된 노드 정보를 기록하는 핸드오프 기록부; 인터레스트(Interest) 전달 횟수를 기록하는 인터레스트 기록부; 상기 핸드오프 기록부 및 상기 인터레스트 기록부에 기록된 정보를 기초로 생산자 이동성 대비 데이터 요청 횟수(Interest to Mobility ratio, 이하 IMR)을 계산하는 IMR 계산부; 상기 인터레스트 기록부에 기록된 정보를 기초로 인터레스트 변화량을 기록하는 인터레스트 변화량 기록부; 및 상기 IMR 계산부 및 상기 인터레스트 변화량 기록부에서 얻어진 IMR 값과 상기 인터레스트 변화량을 비교하여 앵커(Anchor) 기반 생산자 이동성 지원 방법 및 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 지원 방법 중 하나의 이동성 지원 방법으로 결정하는 비교부;를 포함한다.
이와 같은 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에 따르면, 생산자의 이동성을 지원하기 위해 데이터 등록 라우터를 결정하고 생산자의 이동성 및 데이터 정보에 따라 라우팅 경로를 갱신 및 수정하여 생산자 이동성을 지원한다. 이에 따라, 생산자의 잦은 핸드오프가 발생하더라도 데이터 등록 라우터 결정을 통해 데이터 등록 라우터의 병목 현상을 줄일 수 있다.
또한, 라우팅 유지 비용을 줄이기 위해 효과적인 데이터 등록 라우터 결정을 수행한다. 필요에 따라 핸드오프로 인한 라우팅 경로 설정을 간소화하거나 재설정하므로, 라우팅 부하를 줄이고 그 결과 수렴시간(convergence time)을 감소시킬 수 있다. 나아가, 데이터 등록 라우터를 활용하여 생산자의 수 및 이동성, 네트워크의 크기에 관계없이 QoS를 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 장치에서 생산자 노드의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 장치에서 노드의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 앵커 기반 생산자 이동성 지원 방법의 개략적인 순서도다.
도 4는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 작은 경우 앵커 노드 내 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 5는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 큰 경우 앵커 노드 내 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 6은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 작은 경우 앵커 노드 간 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 7은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 큰 경우 앵커 노드 간 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 8은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 앵커리스 기반 생산자 이동성 지원 방법의 개략적인 순서도다.
도 9는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 생산자의 이동성으로 인해 정상적인 라우팅 경로 설정이 어려운 정보 중심 네트워크 환경에서 제안하는 앵커(Anchor) 노드, 데이터(data) 등록 과정 및 라우팅 경로 설정을 통해 생산자의 이동성을 관리하여 라우팅 부하 및 유지비용을 줄이고 동적으로 변화하는 네트워크 환경에서도 요청자에게 효과적으로 데이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 생산자의 이동성으로 인한 라우팅 부하 및 유지비용, 핸드오프 지연, 수렴시간(convergence time)을 줄이고 QoS를 높이는 생산자 이동성 지원 방안에 대해 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 장치에서 생산자 노드의 동작을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 장치에서 노드의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 생산자 노드(10, 이하 생산자)는 핸드오프 기록부(110), 인터레스트 기록부(130), IMR 계산부(150), 인터레스트 변화량 기록부(170) 및 비교부(190)를 포함한다.
상기 핸드오프 기록부(110)는 생산자(10)의 핸드오프 시 핸드오프 횟수 및 연결된 노드 정보를 기록하고, 상기 인터레스트 기록부(130)는 인터레스트(Interest) 전달 횟수를 기록한다.
상기 IMR 계산부(150)는 상기 핸드오프 기록부(110) 및 상기 인터레스트 기록부(130)에 기록된 정보를 토대로 생산자 이동성 대비 데이터 요청 횟수(Interest to Mobility ratio, 이하 IMR)을 계산한다.
상기 인터레스트 변화량 기록부(170)는 상기 인터레스트 기록부(130)에 기록된 정보를 토대로 인터레스트 변화량을 기록하고, 상기 비교부(190)는 상기 IMR 계산부(150) 및 상기 인터레스트 변화량 기록부(170)에서 얻어진 값을 비교하여 동작을 결정한다.
구체적으로, 상기 비교부(190)는 상기 IMR 계산부(150) 및 상기 인터레스트 변화량 기록부(170)에서 얻어진 IMR 값과 상기 인터레스트 변화량을 비교하여 앵커(Anchor) 기반 생산자 이동성 지원 방법 및 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 지원 방법 중 하나의 이동성 지원 방법으로 결정한다. 이에 대한 내용은, 이하 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법과 함께 자세히 기술한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 노드(90)는 데이터 등록부(910), 데이터 광고부(930), 테이블 관리부(950), 인터레스트 전달부(970) 및 데이터 전달부(990)를 포함한다.
상기 데이터 등록부(910)는 노드(90)에 연결된 생산자(10)의 데이터를 등록하고, 상기 데이터 광고부(930)는 등록된 생산자의 데이터를 광고(advertisement)한다.
상기 테이블 관리부(950)는 소비자의 인터레스트 및 생산자의 데이터 경로 설정을 위한 FIB(Forwarding Information Base) 및 PIT(Pending 인터레스트 Table)를 관리한다.
상기 인터레스트 전달부(970)는 상기 테이블 관리부(950)의 FIB 및 PIT를 참조하여 인터레스트를 전달하고, 상기 데이터 전달부(990)는 상기 테이블 관리부(950)의 FIB 및 PIT를 참조하여 데이터를 전달한다.
본 발명의 상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)는 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리를 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)의 구성은 상기 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리를 수행하기 위한 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다.
상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)는 각각 별도의 단말이거나 또는 단말의 일부 모듈일 수 있다. 또한, 상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)의 구성은 통합 모듈로 형성되거나, 하나 이상의 모듈로 이루어 질 수 있다. 그러나, 이와 반대로 각 구성은 별도의 모듈로 이루어질 수도 있다.
상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)는 이동성을 갖거나 고정될 수 있다. 상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)는, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device), 서버(server) 또는 엔진(engine) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
상기 생산자(10) 및 상기 노드(90)는 운영체제(Operation System; OS), 즉 시스템을 기반으로 다양한 소프트웨어를 실행하거나 제작할 수 있다. 상기 운영체제는 소프트웨어가 장치의 하드웨어를 사용할 수 있도록 하기 위한 시스템 프로그램으로서, 안드로이드 OS, iOS, 윈도우 모바일 OS, 바다 OS, 심비안 OS, 블랙베리 OS 등 모바일 컴퓨터 운영체제 및 윈도우 계열, 리눅스 계열, 유닉스 계열, MAC, AIX, HP-UX 등 컴퓨터 운영체제를 모두 포함할 수 있다.
본 발명에서는 정보 중심 네트워크에서 생산자의 이동성 문제를 해결하기 위해 데이터 등록 라우터를 결정하여 생산자의 이동성 정보에 따라 FIB(Forwarding Information Base)를 갱신하는 생산자 이동성 관리 방법을 제안한다. 제안된 방법을 통해 생산자가 이동하더라도 소비자가 효과적으로 데이터를 서비스 받을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 생산자의 이동성으로 인한 라우팅 부하 및 유지비용, 핸드오프 지연, 수렴시간(convergence time)을 줄이고 QoS를 높이는 생산자 이동성 지원 방안에 대해 제안한다. 이하에서는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에 관해 상세하게 기술한다.
본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은 먼저 생산자의 이동성 대비 데이터 요청 횟수(IMR)를 통해 생산자의 이동성을 관리한다. IMR r을 구하는 식은 아래의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019016026-appb-I000001
상기 수학식 1에서
Figure PCTKR2019016026-appb-I000002
는 주기
Figure PCTKR2019016026-appb-I000003
동안 데이터 d를 가지고 있는 생산자 p가 받은 인터레스트 수를 의미하고,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000004
는 주기
Figure PCTKR2019016026-appb-I000005
동안 생산자 p의 핸드오프 횟수를 의미한다.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000006
을
Figure PCTKR2019016026-appb-I000007
으로 나누어 주기
Figure PCTKR2019016026-appb-I000008
동안의 데이터 d를 가지고 있는 생산자 p의 IMR
Figure PCTKR2019016026-appb-I000009
을 계산한다.
또한, 주기
Figure PCTKR2019016026-appb-I000010
마다 IMR 평균
Figure PCTKR2019016026-appb-I000011
을 아래의 수학식 2와 같이 지수 가중 평균(Exponentially Weighted Moving Average, EWMA)을 이용하여 계산하고 생산자의 이동성 지원에 사용한다.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000012
의 초기값은 0으로 설정되고,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000013
는 smoothing factor로 0에서 1사이의 값을 가진다. 초기에 IMR 평균
Figure PCTKR2019016026-appb-I000014
은 0으로 설정된다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2019016026-appb-I000015
본 발명에서는 1에서 정의된 IMR에 따라 다른 방법의 라우팅 경로를 설정을 적용하여 생산자의 이동성을 지원한다. 초기 일정 시간 동안은 앵커리스(Anchorless) 방법으로 생산자의 이동성을 지원한다.
상기 계산된 생산자의 IMR이 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000016
보다 작은 경우(이하, 본 발명에서 임계값과 동일한 경우에는 임계값보다 작은 경우에 속하거나 임계값보다 큰 경우에 속할 수 있으며, 이는 사용자가 설정할 수 있다)에는 상대적으로 생산자의 이동성이 높은 반면 생산자는 인터레스트 전달 횟수가 낮은 데이터를 캐싱하고 있으므로, 중요도가 낮은 데이터의 라우팅 경로 설정 시도가 증가한다. 그러므로, 앵커(Anchor)에 생산자 및 데이터 정보를 등록하여 관리하고 라우팅 경로를 설정하는 것이 유리하다.
먼저, 본 발명에서 제안하는 앵커 기반 생산자 이동성 지원 방안의 개략적인 순서는 아래와 같다.
A. 생산자는 연결(attachment)된 노드를 관리하는 앵커 노드에 생산자 및 데이터 정보를 등록한다.
B1. 생산자가 동일한 앵커 노드가 관리하는 다른 노드로 핸드오프가 일어나는 경우, 앵커 노드 내 핸드오프 횟수를 통해 라우팅 경로 설정 방법을 결정한다.
B2. 앵커 노드 내 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000017
보다 작은 경우, 현재 생산자와 연결된 노드는 이전 연결된 노드로 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정한다.
B3. 앵커 노드 내 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000018
보다 큰 경우, 현재 생산자와 연결된 노드는 앵커 노드로 생산자의 핸드오프를 알리고 생산자 및 데이터 등록을 위한 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정한다.
광고 메시지를 받은 앵커 노드는 이전의 라우팅 경로 삭제를 위해 이전 연결된 노드로 라우팅 경로 삭제 메시지를 전달한다. 또한 생산자는 앵커 노드 내 핸드오프 횟수를 0으로 초기화 한다.
C1. 생산자가 다른 앵커 노드가 관리하는 노드로 핸드오프가 일어나는 경우, 생산자는 현재 연결된 노드를 관리하는 앵커 노드로 생산자 및 데이터 등록을 알리는 광고 메시지를 전달한다. 또한 앵커 간 핸드오프 횟수를 통해 라우팅 경로 설정 방법을 결정한다.
C2. 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000019
보다 작은 경우, 현재 생산자를 관리하는 앵커 노드는 이전 생산자를 관리했던 앵커 노드로 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정한다.
C3. 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000020
보다 큰 경우, 현재 생산자가 관리하는 앵커 노드는 광고 메시지를 네트워크로 확산하여 데이터에 대한 라우팅 경로를 갱신한다.
반면, 생산자의 IMR이 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000021
보다 큰 경우, 상대적으로 생산자의 이동성이 낮은 반면 생산자는 인터레스트 전달 횟수가 높은 데이터를 캐싱하고 있으므로, 중요도가 높은 데이터의 라우팅 경로 설정 시도가 적은 편이다. 그러므로, 생산자의 핸드오프 시 마다 새로운 라우팅 경로 설정을 시도하는 앵커리스(Anchorless) 방법을 사용하는 것이 유리하다.
본 발명에서 제안하는 앵커리스 기반 생산자 이동성 지원 방안의 개략적인 순서는 아래와 같다.
a. 생산자는 현재 연결된 노드에 생산자 및 데이터 정보를 등록하고 네트워크로 광고 메시지를 확산하여 라우팅 경로를 설정한다.
b. 생산자가 다른 노드로 핸드오프 하는 경우, 인터레스트 수 변화량을 통해 라우팅 경로 설정 방법을 적용한다.
생산자의 인터레스트 수 변화량을 추정하기 위해 아래의 수학식 3과 수학식 4를 사용한다.
아래의 수학식 3에서
Figure PCTKR2019016026-appb-I000022
는 생산자로 전달된 인터레스트 수 변화량을 나타내는 식으로
Figure PCTKR2019016026-appb-I000023
는 T에서 생산자로 전달된 인터레스트 수를 의미하고,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000024
는 k주기 이전
Figure PCTKR2019016026-appb-I000025
에서의 생산자로 전달된 인터레스트 수를 의미한다.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000026
는 0에서 1사이의 값을 갖고
Figure PCTKR2019016026-appb-I000027
는 1보다 큰 정수 값을 갖는다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2019016026-appb-I000028
수학식 4에서
Figure PCTKR2019016026-appb-I000029
는 생산자로 전달될 예상되는 인터레스트 수를 의미하고,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000030
는 0에서 1 사이의 값을 갖는다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2019016026-appb-I000031
b1.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000032
가 0보다 크고
Figure PCTKR2019016026-appb-I000033
가 0보다 큰 경우, 생산자로 전달된 인터레스트 수가 많고 앞으로 전달될 인터레스트 수가 증가하는 추세이므로, 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 갱신 동작을 수행한다.
b2.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000034
가 0보다 크고
Figure PCTKR2019016026-appb-I000035
가 0보다 작은 경우, 생산자로 전달된 인터레스트 수가 많은 반면 앞으로 전달될 인터레스트 수가 감소하는 추세이므로, 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 갱신 동작 및 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 반복하여 수행한다.
b3.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000036
가 0보다 작고
Figure PCTKR2019016026-appb-I000037
가 0보다 큰 경우, 생산자로 전달된 인터레스트 수가 적은 반면 앞으로 전달될 인터레스트 수가 증가하는 추세이므로, 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 수행하고 노드 간 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000038
의 배수인 경우 라우팅 경로를 갱신하는 동작을 수행한다.
b4.
Figure PCTKR2019016026-appb-I000039
가 0보다 작고
Figure PCTKR2019016026-appb-I000040
가 0보다 작은 경우, 생산자로 전달된 인터레스트 수가 적고 앞으로 전달될 인터레스트 수가 감소하는 추세이므로, 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 수행한다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 앵커 기반 생산자 이동성 지원 방법의 순서도들이다.
도 3은 초기 데이터 등록 및 인터레스트 및 데이터 라우팅에 대한 개략적인 순서도로서, 먼저 초기 생산자(10)는 현재 연결된 노드(20)에 데이터 등록 메시지를 전달한다(A1).
구체적으로, 생산자(10)와 연결된 노드(20)는 앵커 노드(30)에 데이터 등록 메시지를 전달하고, 데이터 등록 메시지를 전달받은 중계 노드는 FIB를 수정한다(A2).
앵커 노드(30)는 네트워크로 데이터 광고 메시지를 확산하고 데이터 광고 메시지를 전달받은 노드는 FIB를 수정한다(A3). 소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 앵커 노드(30)로 전달되고 인터레스트를 전달받은 노드는 PIT를 수정한다(A4).
앵커 노드(30)로 전달된 인터레스트는 FIB를 참조하여 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 전달받은 노드는 PIT를 수정한다(A5). 생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 소비자(40)로 전달된다(A6).
도 4는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 작은 경우 앵커 노드 내 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 4를 참조하면, 생산자(10)가 다른 노드로 핸드오프 하는 경우, 핸드오프 횟수를 기반으로 하여 라우팅 경로 수정 방법을 결정한다(B1). 생산자(10)의 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000041
보다 작은 경우는 다음과 같다(B2).
생산자(10)는 새로 연결된 노드(50)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(B21). 새로 연결된 노드(10)는 FIB를 참조하여 이전 연결된 노드(20)로 데이터 등록 메시지를 전달하고 데이터 등록 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(B22).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 앵커 노드(30)로 전달된 후 생산자(10)와 이전 연결된 노드(20)로 전달된다(B23). 생산자(10)와 이전 연결된 노드(20)로 전달된 인터레스트는 FIB를 참조하여 생산자(10)로 전달된다(B24).
생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 현재 연결된 노드에서 이전 연결된 노드(20)로 전달된다(B25). 이전 연결된 노드(20)로 전달된 생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 앵커 노드(30)를 통해 소비자(40)로 전달된다(B26).
도 5는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 큰 경우 앵커 노드 내 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 5를 참조하면, 생산자(10)의 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000042
보다 큰 경우는 다음과 같다(B3).
생산자(10)는 새로 연결된 노드(50)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(B31). 새로 연결된 노드(50)로 전달된 데이터 등록 메시지는 앵커 노드(30)로 전달되고 데이터 등록 메시지를 전달받은 노드는 FIB를 수정한다(B32).
데이터 등록 메시지를 전달받은 앵커 노드(30)는 이전 연결된 노드(20)로 데이터 광고 메시지를 전달하고 FIB를 수정한다(B33). 소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 앵커 노드(30)를 통해 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(B34).
생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 앵커 노드(30)를 통해 소비자(40)로 전달된다(B35).
도 6은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 작은 경우 앵커 노드 간 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 6을 참조하면, 생산자(10)가 다른 앵커 노드(60) 영역의 노드로 핸드오프 하는 경우, 앵커 노드 간 핸드오프 횟수를 기반으로 라우팅 경로 수정 방법을 결정한다(C1).
구체적으로, 생산자(10)의 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000043
보다 작은 경우는 다음과 같다(C2).
생산자(10)는 새로 연결된 노드(50)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(C21). 새로 연결된 노드(50)는 데이터 등록 메시지를 새로운 앵커 노드(60)로 전달한다(C22).
새로운 앵커 노드(60)는 이전 앵커 노드(30)로 데이터 등록 메시지를 전달하고 데이터 등록 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(C23). 데이터 등록 메시지를 받은 이전 앵커 노드(30)는 이전 연결된 노드(20)로 데이터 광고 메시지를 전달하고 데이터 광고 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(C24).
소비자(40)의 인터레스트는 이전 앵커 노드(30)를 통해 새로운 앵커 노드(60)로 전달되고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(C25). 새로운 앵커 노드(60)는 FIB를 참조하여 새로 연결된 노드(50)를 통해 생산자(10)로 인터레스트를 전달하고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(C26).
인터레스트를 전달받은 생산자(10)는 PIT를 참조하여 새로운 앵커 노드(60)와 이전 앵커 노드(30)를 경유하여 소비자(40)로 전달된다(C27).
도 7은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 생산자의 핸드오프 횟수가 임계값 보다 큰 경우 앵커 노드 간 생산자 이동성 지원 방법의 순서도다.
도 7을 참조하면, 생산자(10)의 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000044
보다 큰 경우는 다음과 같다(C3).
구체적으로, 생산자(10)는 새로 연결된 노드(50)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(C31). 데이터 등록 메시지를 받은 새로 연결된 노드(50)는 새로운 앵커 노드(60)로 데이터 등록 메시지를 전달하고 FIB를 수정한다(C32).
새로운 앵커 노드(60)는 네트워크로 데이터 광고 메시지를 확산하고 데이터 광고 메시지를 전달받은 노드는 FIB를 수정한다(C33).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 새로운 앵커 노드(60)와 새로 연결된 노드(50)를 경유하여 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 전달받는 노드는 PIT를 수정한다(C34).
생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 새로 연결된 노드(50)와 새로운 앵커 노드(60)를 경유하여 소비자(40)로 전달된다(C35).
도 8 내지 도 12는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 앵커리스 기반 생산자 이동성 지원 방법의 순서도들이다.
도 8은 초기 데이터 등록 및 인터레스트 및 데이터 라우팅에 대한 개략적인 순서도로서, 먼저 초기 생산자(10)는 현재 연결된 노드(20)에 데이터 등록 메시지를 전달한다(a1).
데이터 등록 메시지를 전달받은 연결된 노드(20)는 네트워크로 데이터 광고 메시지를 확산하고 데이터 광고 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(a2).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(a3). 생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 소비자(40)로 전달된다(a5).
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 인터레스트 변화량 기반 라우팅 경로 설정 방법의 순서도들이다.
도 9는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 9를 참조하면, 생산자의 핸드오프 시
Figure PCTKR2019016026-appb-I000045
,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000046
인 경우, 라우팅 경로 설정은 다음과 같다(b1).
생산자(10)는 새로 연결된 노드(50)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(b11). 새로 연결된 노드(50)는 네트워크로 데이터 광고 메시지를 확산하고 데이터 광고 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(b12).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(b13). 생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 소비자(40)로 전달된다(b14).
도 10은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 10을 참조하면, 생산자(10)의 핸드오프 시
Figure PCTKR2019016026-appb-I000047
,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000048
인 경우, 라우팅 경로 설정은 다음과 같다(b2).
생산자(10)는 새로 연결된 노드(70)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(b21). 새로 연결된 노드(10)는 데이터 광고 메시지를 네트워크로 확산하고 데이터 광고 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(b22).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 전달받은 노드는 PIT를 수정한다(b23). 생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 소비자(40)로 전달된다(b24).
생산자(10)가 또 다른 노드(80)로 핸드오프 하는 경우 새로 연결된 노드(80)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(b25). 새로 연결된 노드(80)는 이전 연결된 노드(70)로 데이터 등록 메시지를 전달하고 FIB를 수정한다(b26).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 이전 연결된 노드(70)와 새로 연결된 노드(80)를 통해 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(b27). 생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 새로 연결된 노드(80)와 이전 연결된 노드(70)를 통해 소비자(40)로 전달된다(b28).
생산자(10)의 핸드오프가 일어나는 경우 b21에서 b28의 과정을 반복한다.
도 11은 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 11을 참조하면, 생산자의 핸드오프 시
Figure PCTKR2019016026-appb-I000049
,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000050
인 경우, 라우팅 경로 설정은 다음과 같다(b3).
구체적으로, 생산자(10)는 새로 연결된 노드(80)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(b31). 새로 연결된 노드(80)는 이전 연결된 노드(70)로 데이터 등록 메시지를 전달하고 FIB를 수정한다(b32).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 이전 연결된 노드(70)와 새로 연결된 노드(80)를 통해 생산자(10)로 전달되고 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(b33). 생산자(80)의 데이터는 PIT를 참조하여 새로 연결된 노드(80)와 이전 연결된 노드(70)를 통해 소비자(40)로 전달된다(b34).
생산자(10)의 핸드오프가 일어나는 경우 핸드오프 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000051
번만큼 b31에서 b34의 과정을 반복한다(b35).
b35의 과정이 핸드오프 임계값
Figure PCTKR2019016026-appb-I000052
번 이상 일어난 이후 생산자(10)의 핸드오프가 일어나는 경우, 생산자(10)는 새로 연결된 노드(70)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(b36).
새로 연결된 노드(70)는 데이터 광고 메시지를 네트워크로 확산하고 데이터 광고 메시지를 받은 노드는 FIB를 수정한다(b37). 소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 생산자(10)로 전달되고, 인터레스트를 전달받은 노드는 PIT를 수정한다(b38).
생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 소비자(40)로 전달된다(b39).
*생산자의 핸드오프가 일어나는 경우 b31에서 b39의 과정을 반복한다.
도 12는 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법에서 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 라우팅 경로 설정 방법의 순서도이다.
도 12를 참조하면, 생산자의 핸드오프 시
Figure PCTKR2019016026-appb-I000053
,
Figure PCTKR2019016026-appb-I000054
인 경우, 라우팅 경로 설정은 다음과 같다(b4).
구체적으로, 생산자(10)는 새로 연결된 노드(80)로 데이터 등록 메시지를 전달한다(b41). 새로 연결된 노드(80)는 이전 연결된 노드(70)로 데이터 등록 메시지를 전달하고 FIB를 수정한다(b42).
소비자(40)의 인터레스트는 FIB를 참조하여 이전 연결된 노드(70)와 새로 연결된 노드(80)를 통해 생산자(10)로 전달되고, 인터레스트를 받은 노드는 PIT를 수정한다(b43).
생산자(10)의 데이터는 PIT를 참조하여 새로 연결된 노드(80)와 이전 연결된 노드(70)를 통해 소비자로 전달된다(b44).
이에 따라, 본 발명에 따른 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은 생산자의 이동성으로 인해 정상적인 라우팅 경로 설정이 어려운 정보 중심 네트워크 환경에서 제안하는 앵커 노드, 데이터 등록 과정 및 라우팅 경로 설정을 통해 생산자의 이동성을 관리하여 라우팅 부하 및 유지비용을 줄이고 동적으로 변화하는 네트워크 환경에서도 요청자에게 효과적으로 데이터를 제공할 수 있다.
이와 같은, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[산업상 이용가능성]
본 발명은 정보 중심 네트워크에서 생산자의 이동성 문제를 해결하기 위해 데이터 등록 라우터를 결정하여 생산자의 이동성 정보에 따라 FIB(Forwarding Information Base)를 갱신하는 생산자 이동성 관리 방법을 통해 생산자가 이동하더라도 소비자가 효과적으로 데이터를 서비스 받을 수 있다. 따라서, 데이터 전송 등 정보통신 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.
[부호의 설명]
10: 생산자 노드
110: 핸드오프 기록부
130: 인터레스트 기록부
150: IMR 계산부
170: 인터레스트 변화량 기록부
190: 비교부
90: 노드
910: 데이터 등록부
930: 데이터 광고부
950: 테이블 관리부
970: 인터레스트 전달부
990: 데이터 전달부
20: 현재 연결된 노드
30: 앵커 노드
40: 소비자
50, 70, 80: 새로 연결된 노드
60: 다른 앵커 노드

Claims (14)

  1. 생산자의 이동성 대비 데이터 요청 횟수(Interest to Mobility ratio, 이하, IMR)를 계산하는 단계;
    상기 IMR을 임계값을 비교하여, 앵커(Anchor) 기반 생산자 이동성 지원 방법 및 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 지원 방법 중 하나의 이동성 지원 방법으로 결정하는 단계;
    상기 IMR이 상기 임계값 보다 작은 경우, 현재 연결된 앵커(Anchor) 노드에 상기 생산자 및 데이터 정보를 등록하는 단계; 및
    상기 앵커 노드가 관리하는 다른 노드로 상기 생산자의 핸드오프(handoff)가 일어나는 경우, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계; 를 포함하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 앵커 노드 내 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값 보다 작은 경우, 현재 생산자와 연결된 노드는 이전 연결된 노드로 광고(advertisement) 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 앵커 노드 내의 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 앵커 노드 내 핸드오프 횟수가 상기 핸드오프 임계값 보다 큰 경우, 현재 생산자와 연결된 노드는 상기 앵커 노드로 생산자의 핸드오프를 알리고 생산자 및 데이터 등록을 위한 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    다른 앵커 노드가 관리하는 다른 노드로 상기 생산자의 핸드오프(handoff)가 일어나는 경우, 앵커 간 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계;를 더 포함하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 앵커 간 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값 보다 작은 경우, 현재 생산자를 관리하는 앵커 노드는 이전 생산자를 관리했던 상기 노드로 광고 메시지를 전달하여 라우팅 경로를 수정하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 앵커 간 핸드오프 횟수를 기초로 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 앵커 노드 간 핸드오프 횟수가 상기 핸드오프 임계값 보다 큰 경우, 현재 생산자를 관리하는 상기 앵커 노드는 광고 메시지를 네트워크로 확산하여 데이터에 대한 라우팅 경로를 갱신하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 IMR이 상기 임계값 보다 큰 경우, 앵커 없이 상기 생산자의 핸드오프(handoff) 시마다 새로운 라우팅 경로 설정을 시도하는 단계;를 더 포함하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 앵커 없이 상기 생산자의 핸드오프(handoff) 시마다 새로운 라우팅 경로 설정을 시도하는 단계는,
    현재 연결된 노드에 생산자 및 데이터 정보를 등록하고 네트워크로 광고 메시지를 확산하여 라우팅 경로를 설정하는 단계;
    상기 생산자가 다른 노드로 핸드오프 하는 경우, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 추정하는 단계; 및
    상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로, 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계를 포함하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 전달될 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 라우팅 경로 갱신 동작을 수행하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 크고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 라우팅 경로 갱신 동작 및 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 반복하여 수행하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 큰 경우, 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 수행하고, 노드 간 핸드오프 횟수가 핸드오프 임계값의 배수인 경우 라우팅 경로를 갱신하는 동작을 수행하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량 및 전달될 예상 인터레스트 수의 변화량을 기초로 매 핸드오프 시 마다 라우팅 경로 설정 방법을 결정하는 단계는,
    상기 생산자로 전달된 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작고 상기 예상 인터레스트 수의 변화량이 0보다 작은 경우, 이전 연결된 노드와 현재 연결된 노드 간 라우팅 경로 설정을 수행하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
  14. 생산자의 핸드오프 시 핸드오프 횟수 및 연결된 노드 정보를 기록하는 핸드오프 기록부;
    인터레스트(Interest) 전달 횟수를 기록하는 인터레스트 기록부;
    상기 핸드오프 기록부 및 상기 인터레스트 기록부에 기록된 정보를 기초로 생산자 이동성 대비 데이터 요청 횟수(Interest to Mobility ratio, 이하 IMR)을 계산하는 IMR 계산부;
    상기 인터레스트 기록부에 기록된 정보를 기초로 인터레스트 변화량을 기록하는 인터레스트 변화량 기록부; 및
    상기 IMR 계산부 및 상기 인터레스트 변화량 기록부에서 얻어진 IMR 값과 상기 인터레스트 변화량을 비교하여 앵커(Anchor) 기반 생산자 이동성 지원 방법 및 앵커리스(Anchorless) 기반 생산자 이동성 지원 방법 중 하나의 이동성 지원 방법으로 결정하는 비교부;를 포함하는, 정보 중심 네트워크 환경에서 생산자 이동성 관리 장치.
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