최근 프라이버시 보호에 대한 관심 및 요구가 증가함에 따라 다양한 응용환경에서 익명성을 제공하려는 연구가 진행되고 있다. 익명성을 제공하는 애드 혹 라우팅은 네트워크에 참여하는 노드에게 프라이버시를 보장해 줄 뿐 아니라 네트워크의 정보 수집을 제한하는 장점을 가진다. 현재까지 다수의 익명라우팅 기법들이 제안되었지만 대부분의 기법들은 인증을 고려하지 않고 있어서 패킷 변조뿐만 아니라 서비스 거부 공격에 매우 취약할 수 있다. 본 논문에서는 MANET 및 VANET 등과 같은 모바일 애드 혹 네트워크 환경에서 익명성과 인증을 동시에 제공하는 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 기법은 애드 혹 네트워크에서 제공해야 할 익명성을 모두 지원하고 그룹서명 기법에 기반하여 경로 탐색 과정동안 노드와 메시지에 대한 인증을 제공한다. 그리고 경로 탐색 과정과 세견키 공유 절차가 통합되어 안전한 데이터 전송 과정을 지원한다.
이동 애드 혹 네트워크에 있어서 브로드캐스팅을 실현할 때에 전달 메시지가 과중하게 중복 발생하는 것을 줄이기 위해 메시지를 수신하고 전달하는 역할을 맡는 전탈 노드들을 in-fly 형태로 지정하도록 하는 기법 중 가장 실용적인 것으로는 PDP(Partial Dominant Pruning) 기법[1]을 들 수 있다 본 논문에서는 PDP를 확장하여 방향성 안테나를 이용하는 애드 혹 네트워크에 있어서 전달 노드들의 수는 물론, 이때 수반되는 안테나 요소 수를 동시에 줄이도록 하는 확장된 DPDP (Directional PDP) 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 사용 안테나 요소 수(K)가 증가함에 따라 선정되는 전달 노드의 수는 전 방향 안테나를 사용하는 경우에 비해 다소 증가하지만 안테나 요소 별 평균 전달 노드 수와 노드 별 메시지 중복수신 수에서는 모두 PDP 기법에 비해 우수함을 보였다.
분산가상서버 구조는 인터넷에서 멀티미디어 통신 제어를 위해 개발된 SIP를 이동 애드혹 네트워크(MANET)에 적용하기 위하여 SIP의 프락시서버, 등록서버(Registrar)를 도메인이름을 기반으로 각 노드들로 분산하여 관리하고 탐색하는 방법을 제공한다. 가상 서버를 통해 이동 단말들은 SIP의 응답속도와 서비스 가용도를 향상시키고, 인터넷에서 사용하던 SIP에 기반한 서비스를 MANET에서 자유롭게 사용할 수 있다.
우리는 이동 애드 혹 네트워크에서 인터넷 프로토콜을 위한 세 가지의 주소 자동 설정 기법을 소개한다. RADA (Random ADdress Allocation)는 무작위로 IP 주소를 선택하는 방법이고, LiA (Linear Address Allocation)는 최대 IP 주소를 사용하여 순서대로 새로운 주소를 할당하는 방법이다. LiACR (Linear Address Allocation with Collision Resolution)이라고 칭하는 LiA의 확장된 방법은 제어 메시지의 오버헤드를 줄이는 방법을 사용하였다. 짧은 시간동안 다수의 노드들이 네트워크에 들어오게 되면 RADA는 LiA나 LiACR 보다 훨씬 빠르게 주소를 할당할 수 있다. 하지만 RADA는 주소 공간을 비효율적으로 사용하게 된다. 즉, RADA 는 특히 전장이나 위급 상황에서 긴급한 주소 설정이 필요할 경우 유용하다. 반면에 LiA나 LiACR은 네트워크 크기가 크고, 닫힌 형태이며, 관리 제어의 형태로 종속되는 이를테면, 무선 서비스 제공자에 의해 조정되는 애드 혹 네트워크에 더 적합하다.
모바일 애드혹 네트워크에서는 노드가 이동성을 가지고 한정된 용량의 전지를 사용하기 때문에, 다중 홉으로 통신하는데 있어서 종단 간 경로를 설정하는 것이 매우 중요하다. 그 중에서도 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜은 많이 사용되고 있는 프로토콜 중 하나이다. 하지만 경로를 탐색하는 과정에서 최단 홉의 수만을 고려하기 때문에, 노드의 이동성이나 전지의 소진 등으로 인해 중간 노드의 경로가 단절이 되는 문제점이 발생하게 된다. 경로의 단절이 발생하게 되면, 중간 노드들은 데이터 패킷을 폐기시키고 송신노드는 경로를 재설정해야 하기 때문에 대역폭의 낭비와 에너지 소비량이 증가되는 문제가 발생한다. 또한 이것은 네트워크의 생존시간을 단축하는 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 기존의 AODV 라우팅 프로토콜을 기반으로 전지의 남은 에너지양을 비롯하여 신호 세기, SNR(Signal to Noise Ratio) 등의 MAC 레이어의 자원들을 이용하여 경로를 설정하는 라우팅 프로토콜을 제안한다.
본 논문에서는 이동 애드혹 네트워크에서 널리 사용되는 AODV 라우팅 프로토콜과 통신 노드의 이동성 때문에 발생하는 통신 경로 단절 등의 문제를 해결하기 위해 다중 경로설정을 지원하는 AODV 기법을 기반으로 개선된 다양한 연구 결과들을 분석한다. 그리고 AODV 기법이 사용하는 홉 기반 라우팅 기법의 문제점을 분석하고, 이를 개선하기 위해 홉 수를 주 메트릭으로 사용하면서 보조 메트릭으로 경로 지연시간의 합을 사용하는 새로운 C-AODV 라우팅 프로토콜을 설계하고, NS-3 네트워크 시뮬레이터에 구현하여 성능평가를 수행한다. 컴퓨터 시뮬레이션 성능평가 결과를 토대로 C-AODV 기법이 기존 AODV 기법과 비교하여 성능이 어느 정도 개선되는지 비교 분석하고 앞으로 개선할 사항 등을 제시한다.
사물지능통신은 낮은 네트워크 비용과 범위에서 이점을 가지고 있다. 사물지능통신의 지능형 자동차는 구성요소와 망 규모의 비율로 차량간 위치에서 극심한 변화를 보여준다. 지능형 자동차는 무선 통신 기능으로 자동차 장치들 간에 정보를 교환하기 위해 차량 애드 혹 망에서 생체 정보를 통하여 안전성 제공을 요구한다. 본 논문은 자동차 이동시 자동차간의 상호 인증을 위해 생체 정보를 제공하는 기법을 제안한다.
본 논문에서는 방향성 안테나를 이용하는 애드 혹 네트워크에 있어서 노드의 고장이나 이동에 따라 라우팅 경로가 이용 불가능하게 되는 경우 해당 노드의 braid라 명명된 이웃 노드로 우회하도록 함으로서 신속하게 경로를 복구하도록 하는 다중 경로 라우팅 기법을 제안 한다. $1,000m{\times}1,000M$의 영역에 50개의 노드가 균등하게 분포되며 10m/s 이하의 노드 이동 환경에서 전방향 안테나를 사용하는 경우(사용 안테나 요소수 K=1)와 비교하여 방향성 안테나를 사용하는 경우(K>1), 제안 방식은 패킷 전송률과 라우팅 홉 수 등의 측정 항목에 있어 우수하였다. 개선점으로 경로 설정 시 수반되는 지연시간을 단축하는 것이 필요하다.
3세대 이동통신 망에서는 릴레이 노드를 이용한 셀룰러 망과 애드혹 망의 통합을 통해 셀의 용량 및 셀 커버리지의 증가와 인접 셀 간의 부하 밸런싱 효과를 제공할 수 있다. 이러한 이종 무선 통합 망 환경에서 QoS를 제공하기 위해서는 이종 망 간에 데이터 전송 시 서로 다른 망 간의 네트워크 용량을 고려하여 데이터 릴레이 및 QoS 레벨을 일치시켜 줄 수 있는 릴레이 노드의 중계 역할이 필요하다. 본 논문에서는 과금 서비스에 기반한 보상금과 수익금 제도를 통하여 애드혹 노드와 셀 기지국 간의 데이터 릴레이 기능 및 QoS를 제공하는 협상 에이전트 기법을 제안하며 ns-2 기반 UMTS/WLAN 시뮬레이터를 이용하여 성능을 분석한다.
자동차를 기반으로 한 애드혹 환경에서는 자동차의 움직임 패턴 특성을 고려하여 모빌리티 모델을 구축하여 시물레이션을 해야 한다. 일반적으로 사용되는 랜덤 웨이포인트 모빌리티 모델[7] 및 그룹 모빌리티 모델[2]은 자동차 특성의 움직임 패턴을 보여주지 못한다. 또한 Freeway 모빌리티 모델 및 맨하탄 모빌리티 모델[4]도 애드혹 망에 대한 전체적인 성능평가를 분석하기 용이하지만 자동차 그룹의 움직임 및 그룹내에서의 성능 평가를 분석하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 Freeway 모빌리티 모델을 이용하여 그룹의 이동 시나리오를 제시하고 그룹내에서의 통신시 고려되어야할 점 즉, 컨트롤 오버헤드 및 라우팅 경로의 발견등에 관하여 옵넷 시물레이터를 이용하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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