개미 기반 라우팅 방안은 개미집단 최적화 알고리즘의 한 부류로, 자연에서 서식하는 개미의 행동양식을 라우팅에 적용한 방안이다. 이동 애드혹 네트워크는 토폴로지가 동적으로 변하므로 경로 설정이 지역적 정보에 기반을 둘 필요가 있다. 따라서 이동 애드혹 네트워크에서의 라우팅은 개미집단 최적화의 한 응용분야로 알려져 있다. 본 논문에서는 이동 애드혹 네트워크에 적용한 개미 기반 라우팅 알고리즘인 SIR (swarm intelligence routing)에 경로선택과 링크 장애 시 처리 방법을 개선한 방안인 EPMAR (ant-based routing method using enhanced path maintenance)을 제안하고, 그 성능을 AntHocNet 및 SIR과 비교, 분석하였다. 분석 결과, 제안한 방안이 AntHocNet이나 SIR보다 패킷 전달율은 높고, 치명적 경로 장애가 더 적게 발생함을 입증하였다.
센서 네트워크는 다수의 센서 노드들이 싱크(sink) 노드와 데이터 중심(Data centric) 기반으로 통신을 하게 되는데 이때 사용되는 라우팅 알고리즘 중 한 가지가 Directed Diffusion이다. Directed Diffusion 은 싱크(sink)의 named data 질의 방송(diffuse)에 기반을 둔 라우팅 프로토콜(protocol)로 다수의 소스 노드와 다수의 싱크 노드의 상황에서도 효율적으로 동작한다는 점과 각각의 질의에 의한 라우팅 경로 중에 aggregation 과 caching을 수행할 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나 강화된 gradient 패스를 얻기 위해 요구되는 부담이 크다는 단점을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 interest 패킷에 hop-count를 도입하여 gradient가 과다하게 설정되는 것을 제한함으로써 에너지 사용 효율을 높일 수 있는 개선된 Directed Diffusion 알고리즘을 제시한다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 유용성 확인을 확인하고자 한다.
본 논문에서는 차세대 네트워크에서 통합적이고 품질을 보장해주는 라우팅 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 모니터링 하는 에이전트에 의해 네트워크의 상태를 정보로 전달하여 좀 더 네트워크 상황에 적응력이 높은 것이 특징이다. 우리는 트래픽의 지연이나 손실을 피하기 위해 에이전트를 이용해 네트워크 상황을 모니터링 하게 된다. 이 에이전트들은 시간에 따라 변화하는 네트워크의 트래픽의 수요를 관찰하여 네트워크 상태를 이후 트래픽의 경로를 설정해 주는데 정보로 제공해 준다. 이 알고리즘은 기존에 제안된 다품종 최소비용 문제를 이용한 라우팅 알고리즘을 에이전트를 이용해 개선한 것이다. 우리는 실험을 통해 알고리즘의 성능을 실험해 보았다.
본 논문은 이스텔시스템즈와 한국전자통신연구원 (ETRI)이 공동개발한 QoS 기반의 10기가비트 이더넷 포트를 가지는 에지 스위치 시스템을 개발 하면서 적용된 분산된 스케일러블 이중화 IPC구조를 제안한다. 제안된 분산된 스케일러블 이중화 IPC구조는 라우팅 관련 로드를 분산하고 데이터 전달 능력을 향상시켜 라우팅의 성능을 개선시키는 것이다. 이 기능이 가능한 것은 라우팅 테이블 생성 및 관리의 분산을 위하여 전이중 방식의 고속이더넷 스위치를 이용한 이중화 IPC구조로 설계되었기 때문이다. 본 논문에서는 분산된 스케일러블 이중화 IPC구조에 대한 내용을 설명하고 그에대한 구현 방법을 설명한다. 제안된 분산된 스케일러블 이중화 IPC는, 차후 공동개발되는 160Gbps급의 10기가비트 이더넷 백본 스위치 시스템에도 적용함으로써 보다 신뢰성 있는 시스템의 설계 효과를 가져올 것으로 생각된다.
무선 센서 네트워크에서 통신하는 센서노드들은 여러 제약사항이 따른다. 이 중 가장 중요한 요소는 네트워크의 생존기간과 직접 관련된 센서노드의 전력이다. 따라서 센서노드의 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 라우팅 기법에 관한 연구가 중요한 과제로 자리 잡았다. 자주 쓰이는 라우팅 기법인 DD(Directed Diffusion) 알고리즘은 질의기반 알고리즘으로서 최적경로 설정을 통한 효율적 데이터 전송이 가능하다는 장점이 있는 반면, 자주 쓰이는 경로의 전력 소비가 크다는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 센서노드의 전력량 반영 및 gradient의 가중치 설정, 기존 경로 재사용을 통한 개선된 알고리즘을 제안한다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다.
AODV 프로토콜은 최단경로 라우팅 기법, 에너지 효율, 빠른 지역 경로 복구 등을 위한 많은 알고리즘이 연구되어 왔다. AODV 프로토콜의 성능평가는 대부분 NS2 시뮬레이터를 통해 이루어지고 있으며, AODV의 성능개선을 위한 알고리즘의 적용은 NS2의 AODV 소스파일 변경을 통해 이루어진다. AODV 소스파일의 AODV 클래스가 아주 많은 역할을 하는 구조로 작성되어 있어 알고리즘의 적용이 쉽지 않고, 이로 인해 성능평가를 위한 시뮬레이션에 시간과 노력이 많이 들게 된다. 이를 위해 기존 소프트웨어를 재사용하고 유연성을 높일 수 있도록 소프트웨어의 리팩토링을 해주어야 한다. 리팩토링은 소프트웨어를 효율적이고 유지보수가 쉽도록 전환하는 과정이며, 소프트웨어의 재사용성을 높여주고 유연성을 제공해 줄 수 있다. 본 연구에서는 AODV의 성능 개선을 위한 알고리즘 적용이 보다 유연해지도록 AODV 관련 클래스들에 대해 리팩토링을 수행한다.
무선센서 네트워크 환경에서 활용될 수 있는 계층구조 라우팅 프로토콜은 망상의 노드들이 물리적으로 가까운 위치에 존재하더라도 경로는 계층적으로 제공되어 데이터 전달에 많은 홉 수가 소요된다. 또한, Node Failure와 Association Error가 발생했을 때도 관리용 메시지의 발생으로 추가적인 에너지를 소모한다. 본 논문에서는 이러한 경로 배정 시 발생되는 비효율성을 개선하고 싱크(Sink) 주위 노드의 에너지 소모율을 줄일 수 있는 경로 배정 알고리즘인 SHP(Shortest Hop Routing)의 성능을 분석한다. SHP는 Redirect_ACK의 메시지 형식을 추가하고 계층적 라우팅의 NL(Neighbor List)을 효율적으로 사용한 라우팅 알고리즘이다. 본 논문에서 네트워크 크기별과 형태별, Sink Position의 위치별, POS(Personal Operating Space)의 크기 별로 나눠 시뮬레이션 하였다. 그 결과, 대표적 계층적 라우팅의 Zigbee Hierarchical Routing과 HiLow보다 나은 성능을 보였다.
MANET (Mobile Ad hoc Network)에서 라우팅은 네트워크 토폴로지의 동적인 변화에 큰 영향을 받는다. AntHocNet은 집단 개미가 최적 경로를 통해 먹이를 찾아가는 원리를 모방한 집단생태 특성 기반 MANET 라우팅 프로토콜이다. 하지만, AntHocNet은 다른 MANET 라우팅 프로토콜과 달리 단방향 경로만을 지원하여 양방향 통신이 요구되는 다양한 응용 환경에서 사용하기에 많은 제약이 따른다. 또한, AntHocNet은 다중 경로를 통한 확률적 라우팅으로 인해 루핑 문제 (looping problems)를 빈번히 발생시킨다. 본 논문에서는 AntHocNet에서 양방향 경로 수립을 위한 향상된 경로 수립 방안을 제안한다. 또한, 다양한 시나리오별 루핑 문제의 발생 원인을 분석하고 루프 방지를 위한 해결 방안을 제시한다. NS-2 시뮬레이션을 통해 기존 AntHocNet과의 성능을 비교하였으며, 제안 방안이 라우팅 오버헤드, 종단간 지연 시간, 패킷 전달률 측면에서 기존 방안에 비해 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
주문형 비디오 시스템과 같은 고속 네트워킹 응용들은 매우 높은 멀티캐스트 부하를 지원할 수 있는 스위치를 필요로 한다 과거에 연구된 스위치들은 멀티캐스트되는 패킷의 비율이 25${\sim}$30% 정도에서 성능이 유지되었다 이러한 한계를 극복하기 위하여 85${\sim}$90% 정도의 높은 멀티캐스트 부하에서도 성능이 저하되지 않는 TEDN 멀티캐스트 스위치가 제안되었다 그러나 TEDN 멀티캐스트 스위치의 일련의 라우팅 망에는 사용되지 않는 라우팅 용량이 매우 많이 존재한다. 본 논문에서는 과도한 라우팅 용량을 절약하기 위하여 개선된 TEDN 멀티캐스트 스위치를 제안한다. 마지막 라우팅 망에서 패킷을 재순환시킴으로써, 기존의 스위치보다 더 적은 라우팅 망을 사용하여 허용 가능한 패킷 손실률을 얻을 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 스위치들이 더 적은 하드웨어 비용으로 허용 가능한 패킷 손실률을 얻을 수 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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