자율구성 계층구조 에드혹 네트워크(Self-organizing hierarchical ad hoc network, SOHAN)는 편평구조 에드혹 네트워크의 확장성을 향상시키기 위해 설계된 새로운 형태, 즉, 액세스 포인트, 전달 노드, 이동 노드의 3 계층의 애드혹 노드로 구성된 네트워크 구조이다. 본 논문에서는 SOHAN의 자율구성을 위한 토폴로지 탐색과 라우팅 프로토콜을 소개한다. 또한 높은 전송 용량을 갖는 최적의 클러스터 기반 계층구조 토폴로지를 형성하기 위한 링크 품질 및 MAC 지연 시간 기반의 크로스레이어 설계방식의 경로 척도를 제안한다. 토폴로지 탐색 프로토콜은 2.5 계층에서 MAC 주소를 기반으로 동작하는 라우팅 프로토콜을 위한 기본적인 정보를 제공한다. 이 라우팅 프로토콜은 AODV 프로토콜을 기반으로 하며, 계층구조의 장점을 활용하기 위해 토폴로지 탐색 프로토콜과 상호 연동하도록 설계된다. 시뮬레이션을 통해 전송용량, 종단간 지연시간, 패킷 전달률, 제어 오버헤드 관점에서 SOHAN의 우수한 성능과 확장성을 보인다.
라디오 통신 등의 전통적인 해상통신기술은 단문정보 교환만이 가능한 전송품질을 제공한다. 전송품질의 단점을 극복한 해사위성(Inmarsat) 등을 통한 무선 채널은 경제적 부담으로 접근이 어렵다. 따라서 바다에서 항해, 조업하는 선박들은 육상의 초고속 인터넷 서비스를 이용하지 못하고 있다. 본 논문에서 제안하는, 이 문제를 극복하는 새로운 기술에 핵심은 해상이동통신망을 단일 홉(Single Hop)에서 다중 홉(Multi Hop)으로 구성하는 것이다. 선박과 선박, 선박과 연안(항구)간의 망을 이동 애드 혹 네트워크(MANET) 모델로 해석하고 새로운 선박 애드 혹 네트워크(SANET) 모델을 설계하였다. 항구와 항로 같은 정적인 지리정보를 활용하면서 육지의 이동단말기와는 크게 차별화되는 움직이는 선박의 특성을 고려하면서 대응적으로(Reactive) 경로를 배정하는 부채꼴 탐색구역 경로배정 프로토콜(FSR)을 제안하였다. FSR(Fan-shaped Search Zone Routing)은 최단경로가 있을 수밖에 없는 지엽적 부채꼴 구역을 찾아내 획정하고 그 구역 안에서만 최단경로를 탐색하는 프로토콜이다. 기존의 지리 정보를 이용하는 대표적인 경로배정 프로토콜인 LAR과 성능을 비교하였다. 첫째, FSR은 LAR을 비롯한 다른 지리정보기반 경로배정 프로토콜과 달리 경로배정을 하기 위해 제어 패킷(Beaconing Packet)을 발생시키지 않아 통신채널 품질저하를 전혀 초래하지 않는다. 둘째, FSR은 경로탐색구역의 경계선의 일부분을 전송경로로 확보하기 때문에 경로탐색성공률을 100% 보장한 반면 LAR은 약 64%의 성공률을 보였다. 셋째, 경로가 탐색된 경우에 한하여 그 경로의 최적성을 상호 비교한 결과 FSR이 LAR의 약 97%이었다. 종합적으로는 FSR이 LAR보다 약 50%의 성능 개선 효과를 얻을 수 있었다.
We propose a new routing protocol, MCQosR, that is based on bandwidth estimation, admission control, and a routing metric, MCCR - suitable for wireless ad-hoc networks with multiple radios and channels. To use the full capacity of a wireless link, we assume a node with multiple radios for full duplex operation, and a radio using multiple channels to exclude route-intra interference. This makes it possible to use the capacity of a wireless link. Then, to provide bandwidth and delay guarantee, we have a radio with a fixed channel for layer-3 data reception at each node, used to estimate the available bandwidth and expected delay of a wireless link. Based on the estimate of available bandwidth and delay, we apply the call admission control to a new call requiring bandwidth and delay guarantee. New calls with traffic that will overflow link or network capacity are rejected so the accepted calls can use the required bandwidth and delay. Finally, we propose a routing metric, MCCR, which considers the channel contentions and collisions of a wireless link operating in CSMA/CA. MCCR is useful for finding a route with less traffic and distributing traffic over the network to prevent network congestion as much as possible. The simulation of the MCQosR protocol and the MCCR metric shows traffic is distributed and guaranteed service is provided for accepted calls.
An ad hoc network is a multi-hop wireless network. Its limited bandwidth and frequently changing topology require that its protocol should be robust, simple, and energy conserving. We have proposed PoolODMRP to reduce its control overhead greatly by its one-hop local route maintenance. However, PoolODMRP still has some shortcomings. In this paper, we propose PDAODMRP (passive data acknowledgement ODMRP) to extend PoolODMRP. Compared with PoolODMRP, PDAODMRP has the following contributions: (1) It knows the status of its downstream forwarding nodes by route information collected from data packets instead of BEACON signal of MAC layer; (2) it max simplifies the route information collected from data packets by pool nodes; (3) it adopts a dynamic local route maintenance to enforce its local route maintenance; (4) it adopts the route evaluation policy of NSMP (neighbor supporting multicast protocol). Compared with PoolODMRP, PDAODMRP has lower control overhead, lower data delivery delay, and lower data overhead.
TCP는 신뢰성을 보장하는 전송 프로토콜로서 인터넷 등에서 가장 널리 사용되고 있는 전송 방식이다. 하지만 TCP는 유선망에 적합하도록 설계되었기 때문에 무선망에서 TCP를 사용할 경우 성능 저하가 발생된다. TCP의 성능 저하 원인으로는 MAC 계층에서의 무선 매체 경쟁, hidden-terminal 문제와 exposed terminal 문제, 링크 계층에서의 패킷 손실, 불공정성의 문제들과 노드의 이동에 의한 경로 단절시 발생되는 패킷 순서 바뀜 문제와 경로의 단절로 인한 재전송 타이머의 exponential backoff에 의한 대역폭의 낭비 등이 있다. 특히 이동 ad-hoc 망에서는 전송 범위(transmission range)와 간섭범위(interference range)의 불일치로 인해 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 동시에 전송할 수 있는 노드의 수가 제한되며 이로 인해 성능저하가 크게 발생된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 이동 ad-hoc 망에서 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 노드가 전송을 하지 못하고 CW(contention window)만 크게 증가되는 문제를 해결하기 위한 MAC 알고리즘을 제안한다. 기존의 802.11 MAC의 DCF(distributed coordination function)에서는 전송에 실패할 경우 CW를 지수적으로 증가시키지만 본 논문에서 제안하는 기법은 노드가 전송 실패를 하였을 경우 그 원인에 따라 CW를 적절하게 변화시킴으로 성능 향상을 얻을 수 있다. 이 기법을 사용하면 hidden terminal에 의해 전송을 실패하는 노드에게 공정한 전송 기회를 부여함으로써 TCP 성능 향상을 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보였다.
본 논문에서는 링크 안정성 기반 방향성 안내 라우팅 프로토콜(RSDGR)을 제안한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 노드들의 이동성 정보를 이용하여 두 노드 간 링크 안정성과 멀티 홉 간의 루트 안정성을 정량적으로 계산하고, 소스노드와 목적지 노드 사이에서 가장 안정된 경로를 설정한다. 둘째, 소스노드와 목적지 노드 사이의 경로 안정성에 따라서 경로형성을 위한 방향성 안내 영역을 동적으로 설정하여 최적화한다. 셋째, 두 노드 간 링크 안정성과 멀티 홉 간의 경로 안정성을 정량적으로 계산하기 위한 이론적인 모델을 제시한다. 제안된 라우팅 프로토콜의 성능평가는 OPNET(Optimized Network Engineering Tool)을 이용한 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어졌다. 성능평가 결과 경로 안정성에 따른 PDR은 시뮬레이션과 이론적인 분석에서 서로 비슷한 양상을 보였다. 또한 모바일 노드들의 이동속도가 빠를수록, 소스노드의 방향성 안내 영역의 크기는 작을수록 경로 안정성과 그에 따른 PDR은 감소하는 반면 Delay와 Control 오버헤드는 증가함을 확인할 수 있었다.
커뮤니티 네트워크는 이기종(heterogeneous) 노드들이 시간과 장소에 구애받지 않고 정보를 공유할 수 있는 통신 환경을 말한다. 이를 위해 이동 노드들은 사전에 구성된 통신 인프라 시설에 의존하지 않고 자가 구성될 수 있어야 하고 노드의 이동성으로 인해 변경되는 네트워크 토폴로지에 적응할 수 있어야 한다. 준-인프라 기반 무선 애드-혹 네트워크는 이러한 요구사항을 지원하기에 적합한 통신 기술이다. 본 논문에서는 준-인프라기반 애드-혹 네트워크 프로토콜의 실험에 용이한 평가 도구인 VTC(virtual topology coordinator) 시스템을 제안한다. VTC는 모든 통신장비간 단일 홉 통신만이 가능한 작은 공간에서도 선택적 MAC(Medium Access Control) 프레임 수신 메커니즘을 이용하여 다중 홉 네트워크 토폴로지를 가상으로 구성하도록 해준다. VTC 시스템은 실제의 무선 특성을 모두 반영하기는 어려우나 시뮬레이션을 통한 검증보다는 실 특성을 보다 다양하게 반영시킬 수 있다.
본 논문에서는 센서 노드의 에너지 소모의 효율성을 증대시키는 무선 센서 네트워크에 대한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 각 센서 노드는 멀티 홉 센서 필드에서 최초의 플러딩 과정을 통해 싱크 노드로의 최소 홉수를 나타내는 플러딩 레벨 값을 얻는다. 이 값은 싱크 노드로의 연결을 보장하고 클러스터를 구성하는 동안 사용되며 라우팅 과정에서 효과적으로 사용되어 에너지 효율성을 증가시킨다. 이 알고리즘은 분석과 많은 실험을 통해 성능평가가 이루어진다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제24권5호
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pp.119-128
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2024
The moveable ad hoc networks are untrustworthy and susceptible to any intrusion because of their wireless interaction approach. Therefore the information from these networks can be stolen very easily just by introducing the attacker nodes in the system. The straight route extent is calculated with the help of hop count metric. For this purpose, routing protocols are planned. From a number of attacks, the wormhole attack is considered to be the hazardous one. This intrusion is commenced with the help of couple attacker nodes. These nodes make a channel by placing some sensor nodes between transmitter and receiver. The accessible system regards the wormhole intrusions in the absence of intermediary sensor nodes amid target. This mechanism is significant for the areas where the route distance amid transmitter and receiver is two hops merely. This mechanism is not suitable for those scenarios where multi hops are presented amid transmitter and receiver. In the projected study, a new technique is implemented for the recognition and separation of attacker sensor nodes from the network. The wormhole intrusions are triggered with the help of these attacker nodes in the network. The projected scheme is utilized in NS2 and it is depicted by the reproduction outcomes that the projected scheme shows better performance in comparison with existing approaches.
Video is principal information that facilitates commander's immediate command decision. Due to fading characteristics of radio link, however, it is difficult to stably transmit video in a multi-hop wireless environment. In this paper, we propose a MANET structure composed of a link adaptive routing protocol and a TDMA MAC protocol to stably transmit video traffic in a ultra-narrowband video streaming network. The routing protocol can adapt to link state change and select a stable route. The TDMA protocol enables collision-free video transmission to a destination using multi-hop dynamic resource allocation. As a result of simulation, the proposed MANET structure shows better video transmission performance than proposed MANET structure without link quality adaption, AODV with CSMA/CA, and OLSR with CSMA/CA structures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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