센서 네트워크는 어떤 현상을 감지하기 위해서 관찰 지역 내에 뿌려진 센서 노드들로 구성된다. 각 센서 노드들의 수명은 전체 센서 네트워크의 수명에 큰 영향을 미친다. 하나의 센서 노드가 배터리수명을 다하여 죽게 되었을 때 이는 센서 네트워크의 분할을 가져 올 수도 있다. 각 센서 노드들의 수명은 각 노드들의 배터리 용량에 달려있다. 그러므로 네트워크에 있는 모든 센서 노드들이 공평하게 오래 사는 것이 전체 네트워크의 수명을 길게 하는 것이다. 이 논문에서 우리는 클러스터 기반의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 여러 개의 유동성 싱크가 존재하는 센서 네트워크에서 효율적인 데이타 전송을 지원한다. 기존의 제안된 Directed Diffusion과 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜(TTDD)은 다수의 유동성 싱크와 다수의 소스가 존재하는 네트워크를 지원하기 위해서 많은 컨트롤 패킷들을 네트워크에 플러딩해야 한다. 이는 센서노드들의 많은 배터리 소모를 야기 시킨다. 이에 본 논문에서는 센서 노드가 자신의 위치를 알뿐만 아니라 변경하지 않는다는 사실을 이용하여 하나의 영구적인 그리드 구조를 만들어 네트워크에 플러딩 되는 컨트롤 패킷의 수를 줄인다. 이는 센서 노드들의 배터리 소모를 줄이고 전체 네트워크의 수명을 연장시킨다. 제안한 라우팅 프로토콜의 성능평가를 위해서 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜과 비교 분석하였다. 결과는 제안한 라우팅 프로토콜이 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜 비해서 더 에너지 효율적이라는 결과를 보여준다.
단말의 이동을 인터넷 프로토콜 계층에서 지원하기 위하여 사용되는 모바일 아이피는 하나의 단말이 아닌 다수의 단말이 함께 이동할 경우 발생하는 문제를 해결하기 위하여 네트워크 이동성이라는 개념으로 확장되었다. 네트워크 이동성 시나리오에서 이동 라우터들 사이에 계층 구조가 존재할 경우를 특히 중첩 이동 네트워크라고 부르며 이러한 중첩 이동 네트워크에서는 계층의 깊이에 비례하여 비효율적인 라우팅 경로를 따르게 되는 핀볼 라우팅 문제가 발생한다. 본 논문에서는 기존의 이동 네트워크 지원 프로토콜과 호환성을 가지며 이질적인 이동 네트워크 환경을 고려하는 경로 최적화 기법을 제안하고 정량적 정성적 비교 분석을 수행한다.
본 논문은 기존의 Topology Aggregation 알고리즘에 따른 성능을 비교 평가하는데 초점을 두었다. 이를 위해 PNNI 라우팅 시뮬레이터를 설계 및 구현하여 TA알고리즘의 성능을 비교 분석하였다. ATM Forum에서는 계층으로 구성된 네트워크에서 계층적 라우팅 프로토콜과 토폴로지 정보를 요약하기 위한 PNNI 1.0 규격을 권고하였다. 토폴로지 정보를 요약하는 일련의 과정을 Topology Aggregation 이라 하며, 라우팅과 네트워크의 확장성 및 보안에 중요한 역할을 하게 된다. 따라서 라우팅 알고리즘과 Topology Aggregation 알고리즘이 PNNI 네트워크의 성능에 중요한 변수가 된다. 이를 비교·분석하기 위해 구현된 PNNI 라우팅 시뮬레이터는 라우팅 알고리듬 및 Topology Aggregation 알고리듬 개발에 적용되어 빠른 기간 내에 보다 개선된 알고리듬 개발에 사용될 수 있다.
무선 애드 혹(ad hoc) 망에서 제안된 응용계층 기반 멀티캐스트 선행 연구는 크게 계층적 구조와 비계층적 라우팅 구조를 갖는 멀티캐스팅 기법으로 분류된다. 이들 제안된 기법들은 애드 흑 노드들의 이동성 변화를 실시간으로 멀티캐스트 라우팅 경로 갱신을 위해 반영하지 못한다. 그러므로, 에너지, 전송률, 시간지연 등 여러 가지 성능 저하의 원인이 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위해, 이미 앞선 연구를 통해 암시적 클러스터 기반 멀티캐스트 기법을 제안하였다. 본 논문은 그의 특성을 분석하고 선행 연구된 응용 계층 기반 프로토콜들과 실험을 통한 성능을 검증하고자 한다.
최근 윈도우에서는 다양한 종류의 인터넷 소프트웨어가 개발되고 있다. 윈도우를 지원하기 위해 다양한 네트웍 API가 제공되고 있다. 인터넷 소프트웨어 중 보안, 인터넷 공유, 네트워크 교육용 소프트웨어 등은 기본적으로 라우팅에 관련된 기능을 포함하고 있어야만 한다. 그러나 일반적으로 사용자 계층에서 제공하고 있는 Winsock, NPP 등의 네트웍 API는 데이터 링크 계층에 직접적인 접근이 불가능하여 라우팅 기능 구현에 적당하지 않다. 따라서, 본 논문에서는 NDIS library를 이용하여 일반 개발자가 손쉽게 데이터 링크 계층의 프레임에 접근할 수 있는 Packet driver API를 설계하고 이를 기반으로 패킷 스케줄링을 지원 할 수 있는 Windows 기반의 라우터를 설계 및 구현하였다.
최근 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)에서 센서노드의 에너지 소모를 균등화 하고 효율성을 향상시켜 전제 네트워크의 수명을 최대화하기 위한 다양한 계층적 라우팅 프로토콜들이 제안되고 있다. 특히, 멀티-홉 기법이 향상된 에너지 효율성과 실제 적용 가능한 모델로 많은 각광을 받고 있다. 멀티-홉 기법에서는 센서 노드사이 거리에 따라 전송 에너지를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다고 가정한다. 이 논문에서는 대표적인 클러스터 알고리즘인 LEACH에 대하여 분석하고 이 알고리즘의 단점을 보완하고 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 지역-중앙 클러스터 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안한 클러스터 라우팅 알고리즘과 LEACH의 성능을 시뮬레이션을 통해 성능을 평가하고 분석하고 NS-2 시뮬레이션을 이용하여 성능 결과를 제시한다.
무선 센서 네트워크의 라우팅 기술은 제한된 에너지를 갖고 있는 센서 노드들의 에너지 수명을 최대한으로 연장할 수 있는 방법으로 많이 연구되고 있다. 기본 라우팅 방법 중 위치 정보를 이용한 라우팅 방법은 라우팅 설정을 위한 계산시에 필요한 정보의 양이 평면, 계층적 라우팅 방법보다 적기 때문에 효율적이다. 하지만 주로 거리를 활용하기 때문에 센서 노드의 에너지 활용도가 떨어질 수도 있다. 본 논문에서는 최적의 경로 탐색에 많이 이용되고 있는 개미 집단 시스템(ACS : Ant Colony System)의 전이 확률에 센서의 에너지양과 싱크와의 거리를 이용한 가중치를 부여하여 무선 센서 네트워크의 에너지 사용량을 고르게 사용할 수 있게 하였다. 제안된 방법은 대표적인 GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)과 비교하여 에너지 사용도에 있어 평균적으로 46.80%의 향상을 보였으며, 기존의 ACS보다 동일한 시간의 수행 종료 후 잔여 에너지가 평균 6.7% 더 남아 있음을 확인하였다.
센서 네트워크는 관심이 있는 현상을 관찰하기 위해서 관찰지역 내에 뿌려진 센서 노드들로 구성된다. 센서 네트워크를 구성하는 각 센서 노드들의 수명은 전체 센서 네트워크 수명에 많은 영양을 준다. 하나의 센서 노드가 수명을 다 했을 때 이는 센서 네트워크의 분할을 가져 올 수도 있다. 그러므로 모든 센서 노드들이 공평하게 다 같이 오래 사는 것이 전체 센서 네트워크의 수명을 연장하는 것이다. 이 논문에서 우리는 클러스터 기반의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜(Cluster-eased Power-Efficient Routing Protocol CBPER)을 제안하였다. 제안된 프로토콜은 여러 개의 유동성 싱크 노드를 가진 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 데이터 전송을 지원하며 효율적인 라우팅을 위해서 각 센서 노드의 위치정보를 기반으로 만든 그리드 구조를 이용한다. 제안된 프로토콜의 성능을 평가하기 위해서 두 계층 데이터 전송 라우팅 (Two-Tier Data Dissemination Routing: TTDD) 프로토콜과 비교를 하였다. 실험결과는 CBPER 프로토콜이 TTDD 라우팅 프로토콜 보다 좀 더 에너지 효율적이라는 결과를 보여 준다.
월드 와이드 웹(WWW)서비스는 상당한 지연이 발생할 것이라고 예상하는 수준까지 성장해 왔다. 이런 이유로 웹 지연시간을 줄이기 위한 기술들이 중요하게 되었다. 프록시 서버 캐시는 느린 응답시간과 네트워크 정체와 같은 문제들을 해결하기 위해서 제안되었는데 이런 프록시 서버들을 계층적으로 구성하는 방법에 대한 많은 연구가 있었다. 하지만 이런 일반적인 웹캐싱 계층 기법들은 프록시 서버들간의 통신 경로에 있어서 유연성을 제공하지 못하는 정적 구조의 기법이다. 이런 정적인 기법에서의 단점을 해결하기 위해서 캐싱 지역 프로토콜(Caching Neighborhood Protocol)이 제안되었고 이 CNP는 요청들을 협력적으로 처리하는 일련의 프록시 서버의 집합이 매 단일 요청에 대해서 바뀔 수 있고 이에 따라서 요청 처리 경로가 다양해 질 수 있기 때문에 정적 구조 기법과는 반대인 동적 구조 기법이다. 하지만 이러한 동적 웹 캐싱 계층 구조인 CNP에서는 각 웹서버를 대표하는 캐싱 대리인(Caching Representatives)에 대한 웹문서의 링크참조정보와 부하정보를 고려하지 않았기 때문에 사용자에게 빠른 응답시간을 제공하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 최근에 제안되었던 프록시 서버들을 동적 웹캐싱 계층으로 구성한 CNP와 새로 추가된 C-Rep의 상태정보를 이용해서 새로운 요청 라우팅 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 이런 C-Rep의 상태정보를 이용하여 응답시간의 향상과 C-Rep의 부하를 분산시킬 수 있었다.
링 형태로 구성된 하나의 네트워크에서 선로의 단절 등 이상이 발생하면 네트워크상 모든 노드들의 네트워크 계층간 라우팅 정보가 변경되는 경로 재 설정 시간동안 이상이 발생한 선로를 경유하는 패킷들은 전송에 실패하게 된다. 특히, 전송시스템으로 구성된 네트워크에서는 서로의 이상 발샐 후 이를 감지한 전송시스템은 관리자에게 알리기 위한 해당 경보 메시지를 생성하여 전송하게 되나 네트워크 계층의 경로 재 설정 시간으로 인하여 이 긴급하고 중요한 메시지에 대한 전송을 보장하지 못한다. 이는 관리자가 선로 이상에 대한 적절한 조치를 즉각적으로 취하지 못하는 심각한 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제 해결을 위하여 네트워크 계층의 경로 재 설정 과정이 이루어지는 일정 시간동안 데이터 링크 계층에서 빠른 경로 재 설정 기능을 수행하는 전송시스템을 제안한다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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