• 제목/요약/키워드: 클러스터 기반 라우팅

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노드의 속성을 고려한 효율적인 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the Efficient TICC(Time Interval Clustering Control) Algorithm That Considering Attribute)

  • 김영삼;두경민;지삼현;이강환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.499-502
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    • 2008
  • 한정된 용량의 배터리에 의존하는 무선 Ad-hoc 네트워크(MANET)에서는 에너지 효율을 높이기 위한 다양한 클러스터링 기법과 라우팅 알고리즘이 연구되고 있다. 이러한 무선 Ad-hoc 네트워크에서는 에너지 효율이 높은 클러스터 기반의 라우팅 알고리즘이 많이 사용된다. 그러나 일반적인 클러스터 방식에 따른 라우팅 알고리즘에서는 클러스터 헤드 노드에 부하가 집중되어 에너지 소모가 많은 문제점을 가진다. 이 문제를 보완하기 위해서 클러스터 헤드 노드의 재 선출을 통해 에너지 소모를 분산하는 동적 클러스터링 방식이 사용되고 있다. 그러나 동적 클러스터링 방식 또한 높은 빈도의 클러스터 재형성 과정에서 많은 에너지를 소모하는 문제점이 있다. 즉, 지금까지 연구되어온 알고리즘은 클러스터 구성에 대한 효율적인 알고리즘을 제시하고 있지만 불필요한 에너지 소모를 최소화하는 최적의 헤드 노드 선정 방법과 클러스터 관리를 통하여 에너지 효율을 높일 수 있는 해결책을 제시하지 않았다. 따라서 본 논문에서는 위의 클러스터 문제를 해결하기 위해 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘 기법을 제안한다. 제안된 TICC은 각 노드의 에너지 속성 값에 따라 에너지 Level을 분류하고 분류된 에너지 Level에 따라 타이밍을 고려한 클러스터링 및 노드 관리방법이다. 이러한 TICC기법을 적용하여 실험을 하였고 결과적으로 클러스터 전체의 에너지 효율을 향상되고 Lifetime이 증가함을 보였다.

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유비쿼터스 센서 네트워크를 위한 에너지-효율적인 계층구조 클러스터 기반 라우팅 기법 (Energy-Efficient Hierarchical Cluster-Based Routing for Ubiquitous Sensor Networks)

  • 강희훈;이영종;한완옥
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.243-246
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    • 2009
  • 본 논문에서, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)내에서 연속적인 스트림 쿼리에 대한 에너지 효율적인 계층적 구조를 가지는 클러스터 기반 라우팅 방식을 제안한다. 제안한 방식은 클러스터 헤드 대신에 기지국에 메시지를 전송하는 역할을 헤드-집합에서 일정하게 담당하게 함으로써 에너지 사용에 있어 효율적인 라우팅이 이루어지게 한다. 이로 인해서 제안한 방법은 네트워크의 수명을 연장할 수 있다.

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불균일 분포 모바일 애드 혹 네트워크에서 집중되는 트래픽을 고려한 효율적인 클러스터 기반 라우팅 프로토콜 (A Traffic-Aware Cluster Based Routing Protocol for Non-uniformly Distributed Mobile Ad Hoc Networks)

  • 함용길;김용석
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제17C권4호
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    • pp.379-384
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    • 2010
  • 이동성이 활발한 모바일 애드 혹 네트워크에서는 노드들이 특정 지역들에 집중 분포되어 불균일한 네트워크가 형성될 가능성이 높다. 불균일하게 분포된 네트워크의 경우 밀집한 클러스터 사이에 존재하는 노드에 부하가 집중되는 현상이 발생하여 네트워크의 성능이 저하될 수 있다. 본 논문에서는 트래픽이 집중되는 모바일 노드들이 트래픽 부하에 따라 능동적으로 대처함으로써 손실되는 패킷을 줄이고 종단 간 전송 지연 시간을 향상 시키는 라우팅 알고리즘을 제안한다.

무선 센서 네트워크에서 효율성을 향상시킨 위치기반 라우팅 알고리즘 (Location-based Routing(LBR) Algorithm to Improve Efficiency in the Wireless Sensor Network)

  • 정윤수;이상호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권1B호
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    • pp.31-39
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    • 2007
  • 무선 센서 네트워크는 고정된 인프라의 도움없이 이동 노드만으로 구성되므로 네트워크의 독립성과 융통성을 높일 수 있으나, 노드의 참여와 이탈의 자유로움으로 인하여 네트워크 운영의 기본 기능인 라우팅에 많은 어려움이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 이 논문에서는 노드들의 지리적 또는 논리적인 위치 정보를 이용한 위치 기반 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 센서의 위치 정보를 클러스터 기반으로 동작시켜 확장성과 이동성을 보장하는 분산 환경의 무선 센서 네트워크에 적용가능하다. 기존 DSR과 AODV등의 reactive 라우팅 알고리즘과 성능분석을 통해 노드 증가에 따른 패킷전송 비율, 라우팅 오버헤드, 평균 통신비용 등을 비교한다.

무선 애드 혹 네트워크에서 에너지 효율적인 2-level 트리 기반의 클러스터 라우팅 프로토콜 (An Efficient Cluster Routing Protocol Based on 2-level Tree for Wireless Ad Hoc Networks)

  • 이영준;김성천
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제3권5호
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    • pp.155-162
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    • 2014
  • 본 논문에서는 MANET 환경에서 2-level 트리기반 클러스터링 라우팅 알고리즘을 제안한다. 이를 통해 네트워크에 속해 있는 무선 노드들의 생존시간을 증가시키고 네트워크 데이터 전송률을 향상시키는 것이 주요 목표이다. 무선 네트워크의 기본 특성인, 무선 자원과 배터리 상의 제약으로 인해 클러스터 형성과 유지 및 관리기법은 네트워크의 안정성을 향상시키기 위해서는 필수적이다. 그러나 애드 혹 네트워크 환경의 클러스터링 기법에서 클러스터 헤드는 호스트의 기능을 수행함과 동시에 라우팅 기능을 담당하는 라우터의 역할까지 수행한다. 따라서 클러스터 헤드의 에너지 고갈이나 부재는 클러스터를 붕괴시키고, 전체 네트워크의 통신을 어렵게 하며, 나아가서는 네트워크의 수명을 단축시킨다. 결국 클러스터 헤드의 효율적인 관리는 전반적인 네트워크의 성능을 결정짓는 핵심이라고 볼 수 있다. 때문에 본 제안 기법은 클러스터 헤드와 이웃 노드들의 유지 및 효율적인 관리를 통해 전체적인 네트워크의 생존시간과 Throughput을 향상시키고자 하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 MANET 환경에서 기존 LS2RP기법에 비해 Qos측면에서 평균 17%의 성능 향상이 이루어짐을 알 수 있었다.

PCBRP : 모바일 애드혹 네트워크에서 클러스터 쌍을 이용한 효율적인 Cluster-Based Routing Protocol (PCBRP : Improved Paired Cluster-Based Routing Protocol in The Mobile Ad-Hoc Network)

  • 김창진;김우완;장상동
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.31-34
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    • 2012
  • 모바일 애드혹 네트워크(MANET: Mobile Ad-hoc NETwork)에서는 노드의 잦은 이동으로 네트워크 토폴로지 변화가 역동적으로 변하는 특성을 가지고 있다. 따라서 네트워크의 변화에 효과적으로 대응 할 수 있는 안정성이 우수한 라우팅 경로 설정 프로토콜이 필요하다. 더구나 하이브리드 방식인 기존의 클러스터 기반 라우팅 프로토콜(CBRP: Cluster Based Routing Protocol)은 클러스터 헤더의 재설정으로 인한 라우팅의 지연을 가지며, 또한 한 홉의 반경만으로 이루어지는 라우팅 테이블을 가진다. 본 논문에서 제안하는 PCBRP는 기존의 CBRP의 클러스터를 한 쌍의 페어로 묶어 기존의 클러스터 보다 반경이 큰 페어 클러스터를 만들어, 한 쌍의 클러스터 헤더가 멤버 노드를 관리하고 운용하게 한다. PCBRP는 페어 클러스터의 내부를 라우팅 할때 경로요청으로 인한 지연을 감소시킨다. 따라서 네트워크의 전체 지연, 패킷 전달률의 측면에서 개선된 성능을 보여준다.

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클러스터 트리 라우팅 프로토콜 연구 (Study of Cluster Tree Routing Protocols)

  • 조무호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.138-143
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    • 2005
  • 클러스터 기반의 계층적 트리 구조는 대형화가 용이하면서 라우팅 프로토콜이 단순하다는 점에서 장점을 가진다. 본 논문에서는 무선 센스 네트워크에서 클러스터 트리 네트워크 관리를 효과적으로 지원할 수 있는 방안과 라우팅 프로토콜의 데이터 모음과 지연에 대해 분석한다. 수치 해석의 결과에서 보면 중간 노드에서의 데이터 모음을 통한 통신 메시지 수를 줄임으로 센스 노드의 전력 소모를 크게 절약할 수 있지만, 이에 따른 메시지 전달 지연이 커짐을 알 수 있었다. 또한 클러스터 헤드를 무작위로 선정하게 되면 메시지 지연이 매우 많이 증가될 수 있는 것이 확인되었다.

분산 무선센서 네트워크의 클러스터-기반 에너지 소비 균형 라우팅 프로토콜 (A Cluster-based Routing Protocol with Energy Consumption Balance in Distributed Wireless Sensor Networks)

  • 김태효;주연정;오호석;김민규;정용배
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.155-161
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    • 2014
  • 본 논문에서는 비교적 밀도가 높게 전개되는 무선 센서네트워크에서 센서노드들의 에너지를 균형있게 소비할 수 있는 클러스터-기반 에너지 소비 균형을 위한 라우팅 프로토콜을 제안하였다. 본 프로토콜은 계층적 구조를 가지는 클러스터-기반으로 구현된다. 클러스터는 위치적으로 가까운 거리에 있는 센서노드들로 형성되며, 해당 클러스터 멤버들 중에서 잔류 에너지가 가장 높은 노드가 헤드노드로 선정된다. 경로 선정에서, 이웃하는 클러스터와 통신의 범위가 중첩되게 하여 그 공통영역 내에 있는 하나의 노드를 중계노드로 선택하여, 통신에너지 소비의 균형을 고려하여 노드들의 수명을 연장할 수 있게 하였다.

그룹 기반 클러스터 시스템에서 가상 채널 예약을 통한 실시간 결함허용 연결 모델 (Real-time Fault-tolerant Connection Model Using Virtual Channel Reservation in Grouped Cluster System)

  • 홍윤주;정지영;김성수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (3)
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    • pp.147-149
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    • 2000
  • 프로세서와 네트워크의 발달로 클러스터 시스템은 웹 기반 응용분야 등에서 수요가 증가하고 있다. 화상회의, VOD, 온라인 게임, 상품 및 주식거래 등과 같은 실시간 서비스를 제공하기 위해 클러스터 시스템에서의 라우팅은 결함이 발생한 경우에도 마감시간 안에 실시간 연결이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 여러 개의 노드로 구성되어 있으며, 동일한 작업을 수행하는 노드들이 그룹을 이룬 클러스터 시스템에서 백업 채널과 백업 노드를 예약하는 결함 허용 실시간 연결방법을 제안하고 신뢰도를 분석한다. 또한 일반 네트워크 환경의 라우팅만을 사용한 시스템과 백업 채널을 사용하는 시스템의 QoS를 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행한다.

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이동 Ad Hoc 망을 위한 다중 계층 클러스터링 기반의 인증 프로토콜 (An Authentication Protocol-based Multi-Layer Clustering for Mobile Ad Hoc Networks)

  • 이근호;한상범;서혜숙;이상근;황종선
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제33권4호
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    • pp.310-323
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    • 2006
  • 본 논문에서는 ad hoc 망에서의 다중 계층 기법 기반의 안전한 클러스터 라우팅 프로토콜을 표현하였다. 클러스터기반 라우팅인 ARCH와 DMAC의 수정을 통해 CH와 CCH의 선택 알고리즘을 이용하여, ad hoc 라우팅 프로토콜에서의 보안 위협 요소에 대한 효율적인 프로토콜인 AMCAN(Ad hoc 망을 위한 다중 계층 클러스터링 기반의 인증 )을 제안하였다. 본 프로토콜은 ad hoc 망에서 임계치 (threshold) 인증 기법을 통한 Shadow Key를 이용하여 확장성을 제공하였다. 제안된 프로토콜은 다른 클러스터 노드들간의 상호 신뢰 관계를 갖는 종단간 인증 프로토콜로 구성하였다. 제안된 기법은 규모가 넓은 ad hoc 망에서 임계치 인증키 구성의 장점을 갖는다. 본 논문의 실험결과를 통해 다중 계층 라우팅 기법에서 임계치 키 구성을 이용한 임시 세션키의 안전한 분산을 통해 노드 ID 위조를 방지하고, 상호 종단간 인증과 Reply Attack을 검출하여 안전한 채널을 구축하는 것을 확인하였다.