[1]에서 A. Ghafoor는 고장허용 다중컴퓨터에 대한 하나의 모형으로 이븐 연결망 $E_d$를 소개하였고, 최단거리를 갖는 노드 중복 없는 경로를 포함한 여러 가지 성질들을 발표하였다. [1]에서 제안한 노드 중복 없는 경로에 의해 고장 지름을 구하면, 고장 지름은 d+2(d=홀수)와 d+3(d=짝수)이다. 그러나 [1]에서 증명한 노드 중복 없는 경로는 최단 거리가 아니다. 본 논문에서는 이븐 연결망 $E_d$가 노드 대칭임을 보이고, 순환적 교환 순서를 이용하여 이븐 연결망의 최단 거리를 갖는 노드 중복 없는 경로를 제시하고, 고장지름이 d+1임을 증명한다.
Finding link-disjoint or node-disjoint paths under multiple constraints is an effective way to improve network QoS ability, reliability, and so on. However, existing algorithms for such scheme cannot ensure a feasible solution for arbitrary networks. We propose design principles of an algorithm to fill this gap, which we arrive at by analyzing the properties of optimal solutions for the multi-constrained link-disjoint path pair problem. Based on this, we propose the link-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm (LIDOMPA), to find the shortest link-disjoint path pair for any network. Three concepts, namely, the candidate optimal solution, the contractive constraint vector, and structure-aware non-dominance, are introduced to reduce its search space without loss of exactness. Extensive simulations show that LIDOMPA outperforms existing schemes and achieves acceptable complexity. Moreover, LIDOMPA is extended to the node-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm (NODOMPA) for the multi-constrained node-disjoint path pair problem.
이븐 연결망은 고장허용 다중컴퓨터에 대한 하나의 모형으로 제안된 연결망으로, 간단한 라우팅 알고리즘, 최대고장허용도, 노드 중복 없는 경로와 같은 여러 가지 유용한 성질과 알고리즘들이 분석되었다. 기존에 발표된 라우팅 알고리즘과 노드 중복 없는 경로를 구성하는 알고리즘은 최적임이 증명되었다. 하지만 아직까지 이븐 연결망에서 에지 중복 없는 스패닝 트리를 구성하는 기법은 소개되지 않았다. 에지 중복 없는 스패닝 트리는 상호연결망의 고장허용도의 성능 향상과 효율적인 방송 기법을 분석하기 위해서 사용되는 매우 유용한 기법이다. 기존에 발표된 라우팅 알고리즘 또는 노드 중복 없는 경로를 구성하는 알고리즘은 라우팅 또는 노드 중복 없는 경로를 위한 알고리즘으로 에지 중복 없는 스패닝 트리를 구성하기 위해 적용될 수 없는 알고리즘이다. 본 논문에서는 이븐 연결망 $E_d$에서 에지 중복 없는 스패닝 트리를 구성하는 알고리즘을 제안한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제5권11호
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pp.2052-2067
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2011
Complementary trees are two spanning trees rooted at the sink node satisfying that any source node's two paths to the sink node on the two trees are node-disjoint. Complementary trees routing strategy is a special node-disjoint multi-path routing approach. Several complementary trees routing algorithms have been proposed, in which path discovery methods based on depth first search (DFS) or Dijkstra's algorithm are used to find a path for augmentation in each round of path augmentation step. In this paper, a novel path discovery method based on multi-tree-growing (MTG) is presented for the first time to our knowledge. Based on this path discovery method, a complementary trees routing algorithm is developed with objectives of low average path length on both spanning trees and low complexity. Measures are employed in our complementary trees routing algorithm to add a path with nodes near to the sink node in each round of path augmentation step. The simulation results demonstrate that our complementary trees routing algorithm can achieve low average path length on both spanning trees with low running time, suitable for wireless sensor networks in industrial scenarios.
MRNS(Mixed Radix Number System) 네트워크는 슈퍼컴퓨터나 MIMD의 모 델로 널리 쓰이고 있으며 많은 연구가 진행되고 있는 하이퍼큐브의 일반적인 대수학적 모델이다. 본 논문에서는 MRNS 네트워크상에서 메세지의 전송 알고리즘을 연구 하였다. 우리가 이 네트워크상에서 임의의 발신 노드부터 수신노드까지 n개의 패킷들을 동시에 보내려고할 때 이들 패킷들의 빠르고, 안전하게 수신 노도까지 도달하기 위해서는 1번 째의 경로가 다른 모든 경로들로부터 node-disjoint 되어야 한다. 이를 위해 우리는 특수한 메트릭스인 HCLS(Hamiltonian Circuit Latin Squre)[1〕를 응용하여 선형 병렬 전송알고리즘을 개발하였다.
최근 무선 센서 네트워크를 통해 멀티미디어 데이터를 전송하고자 하는 노력이 늘고 있다. 무선 센서 네트워크는 저 전력 소형 노드를 이용하며, 낮은 전송 속도를 갖는 네트워크이다. 하지만 멀티미디어 데이터는 비교적 큰 용량을 가지며, 전송 시 지연에 민감한 특성을 갖는다. 그러므로 무선 센서 네트워크를 이용하여 멀티미디어 데이터를 전송하는 것은 어려운 일이 아닐 수 없다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 멀티미디어 데이터 전송을 위해 경로의 겹침이 없는 노드 독립적인 (Node-Disjoint) Multi-path Routing방법을 제안한다. 대용량의 데이터 전송 시 기존의 Single-path Routing 방법은 하나의 경로만을 사용하기 때문에 특정 노드에 부하를 가중시켜 데이터 손실이나 지연을 야기 시킬 수 있지만, 본 논문에서 제안하는 TinyONDMR(Tiny Optimized Node-Disjoint Multi-path Routing)방법은 서로 분리된 다른 경로에 데이터를 분산시켜 전송함으로써, 네트워크의 성능을 향상시킨다. 또한 Multi-path를 찾기 위한 라우팅 과정에서 발생하는 라우팅 오버헤드를 줄여 네트워크 부하를 감소시킨다.
본 논문은 무선 애드혹 네트워크에서 신뢰성이 보장되는 데이터 전송을 위해 다중 경로를 설정하는 노드분리 경로문제를 해결하기 위한 강화학습을 제안한다. 노드분리 경로문제는 소스와 목적지사이에 중간 노드가 중복되지 않게 다수의 경로를 결정하는 문제이다. 본 논문에서는 기계학습 중 하나인 강화학습에서 Q-러닝을 사용하여 노드의 수가 많은 대규모의 무선 애드혹 네트워크에서 전송거리를 고려한 최적화 방법을 제안한다. 특히 대규모의 무선 애드혹 네트워크에서 노드분리 경로 문제를 해결하기 위해서는 많은 계산량이 요구되지만 제안된 강화학습은 효율적으로 경로를 학습함으로써 적절한 결과를 도출한다. 제안된 강화학습의 성능은 2개의 노드분리경로를 설정하기 위한 전송거리 관점에서 평가되었으며, 평가 결과에서 기존에 제안된 시뮬레이티드 어널링과 비교평가하여 전송거리면에서 더 좋은 성능을 보였다.
Owing to limited energy in wireless devices power saving is very critical to prolong the lifetime of the networks. In this regard, we designed a cross-layer optimization mechanism based on power control in which source node broadcasts a Route Request Packet (RREQ) containing information such as node id, image size, end to end bit error rate (BER) and residual battery energy to its neighbor nodes to initiate a multimedia session. Each intermediate node appends its remaining battery energy, link gain, node id and average noise power to the RREQ packet. Upon receiving the RREQ packets, the sink node finds node disjoint paths and calculates the optimal power vectors for each disjoint path using cross layer optimization algorithm. Sink based cross-layer maximal minimal residual energy (MMRE) algorithm finds the number of image packets that can be sent on each path and sends the Route Reply Packet (RREP) to the source on each disjoint path which contains the information such as optimal power vector, remaining battery energy vector and number of packets that can be sent on the path by the source. Simulation results indicate that considerable energy saving can be accomplished with the proposed cross layer power control algorithm.
모바일 Ad hoc 네트워크에서 AODV와 DSR을 포함한 대표적인 표준 라우팅 프로토콜들은 대부분 난일 최단 경로를 구축하고 사용한다. 이러한 단일 경로 라우팅은 경로가 단절되었을 때 경로를 처음부터 다시 재구축해야 하는 번거로움과 이에 따른 부하 발생이 불가피하다. 이런 문제점들을 해결하기 위한 방법으로 빠른 대체 경로 이용이 가능한 다중 경로 라우팅 프로토콜에 관한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 AODV 기반의 지역 경로 탐색에 의한 노드 비중첩 다중 경로 검색 기법을 제안한다. 이는 송신지로부터 수신지로의 완전 분리된 노드 비중칩 다중 경로들을 최대한 많이 찾아 구축함으로 경로의 강건함을 확보하고 보다 안정적인 라우팅을 제공한다.
A generalized recursive circulant network(GR) is widely used in the design and implementation of local area networks and parallel processing architectures. In this paper, we investigate the routing of a message on this network, that is a key to the performance of this network. We would like to transmit maximum number of packets from a source node to a destination node simultaneously along paths on this network, where the ith packet traverses along the ith path. In order for all packets to arrive at the destination node securely, the ith path must be node-disjoint from all other paths. For construction of these paths, employing the Hamiltonian Circuit Latin Square(HCLS), a special class of (n x n) matrices, we present O(n2) parallel routing algorithm on generalized recursive circulant networks.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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