이동 Ad-hoc 네트워크

Internet/기타 2016. 5. 12. 09:50

1. 개요

2. 무선 네트워크 구성 방식

3. 이동 Ad-hoc 네트워크의 특징

4. 주요 요소 기술

5. 맺음말

1. 개요

- 이동 Ad Hoc 네트워크는 이동 노드만으로 구성된 자율적이고 수평적인 네트워크

- 기지국(BaseStation, 이하 BS)이나 액세스포인트(Access Point)와 같은 중재자(centralized coordinator)

가 없이 이동 노드들간에 자체적으로 연결이 설정되므로 임시적 또는 즉흥적인 망의 구성이 가능

2. 무선 네트워크 구성 방식

	애드혹 네트워크	Infrastructure 네트워크	메쉬 네트워크
응용	센서망, 재난망	이동통신망 Wi-Fi	무선백본망
특징	구성이 빠름	Seamless service handover	신뢰성 우수 Self configuration
	모든 단말이 동등한 자격으로 망을 구성 점대점 방식	중앙집중형 점대점 또는 점대다중점 방식	하부의 사용자 단말로 구성된 클라이언트 메쉬계층과 이들을 지원하기 위한 상부의 기간 메쉬계층으로 계층적인 구조를 가짐

3. 이동 Ad-hoc 네트워크의 특징

가. 네트워크를 구성하는 이동노드

- 이동노드는 이동 컴퓨팅 기능을 가진 호스트이자 라우팅 기능을 가진 라우터로 동작

- 다른 노드를 대신하여 패킷전달, 애플리케이션들을 실행할 수 있음, 배터리로 동작함으로 기능에 제약

나. 동적인 네트워크 토폴로지

- 노드에 일부 또는 전체가 수시로 네트워크에 나타날 수 있음

다. 불안정한 링크 특성

- 이동 노드들은 무선 채널을 사용하므로 전송 거리와 전송 대역폭에 제약을 받고, 전파 간섭 및 다중 링크로 인한 보안 문제를 야기

라. 분산 운영 기능

- 노드간의 협력에 의한 분산 운영

4. 주요 요소 기술

가. 미디어 액세스

- 다수의 사용자가 무선 링크를 통해 하나의 채널을 공유하므로 채널의 충돌과 낭비가 없는 효율적인 다중접속기법 필요

- 다수의 노드들에 대한 공평한 자원의 분배가 되어야 함

1) 송신자-주도 매체접근제어 프로토콜

- 전송할 데이터를 가진 송신자가 수신자에게 통지함으로써 통지를 시작하는 프로토콜

- MACA(Multiple Access with Collision Avoidance), MACAW(MACA with Acknowledgement), FAMA(Floor Acquisition Multiple Access) 등이 있음

2) 수신자-주도 매체접근제어 프로토콜

- 데이터를 수신할 준비가 되어 있는 수신자가 송신자에게 통지함으로써 통신을 시작하는 프로토콜

- MACA-BI(MACA By Invitation), MARCH(Multiple Access with ReduCed Handshake)

- 이론적으로 적은 제어신호 교환으로 충돌가능성 또한 줄어들어 송신자 - 주도 매체접근제어 프로토콜보다 우수

3) 기타 프로토콜

- 전송이나 수신할 패킷이 없는 노드는 선 택적으로 Power-Off 함으로써 전력을 보호하는 PAMAS (Power-Aware Multi-Access Protocol with Signalling)

- DBTMA (Dual Busy Tone Multiple Access) 프로토콜 등이 있음

나. 네트워크 계층

- 제한된 대역을 최대활용하기 위하여 라우팅 오버헤드는 작아야 함

- 과도한 플러딩 사용과 주기적인 메시지는 최소화

- 동적인 네트워크 토폴로지에 따라 적응이 빨라야 함

1) Table-driven 라우팅 프로토콜

- 각 노드는 자신을 중심으로 하여 도착 가능한 모든 노드들의 라우팅 정보를 라우팅 테이블에 상시 유지함

- 숫자가 적은 소규모 ad_hoc네트워크에는 적합하나, 중/대형 네트워크 에서는 사용이 곤란

2) On-demand 라우팅 프로토콜

- 데이터 전송 필요시 에서만 경로 획득 절차를 수행함

- 필요시 에만 경로 획득 절차를 수행하기 때문에 주기적인 라우팅 정보 방송과 이동시 변경된 라우팅 정보를 방송할 필요가 없으므로 라우팅 패킷 오버헤드를 줄이는 장점이 있음.

- 경로 획득 절차 수행 후, 획득된 경로로 데이터를 전송하기 때문에 경로 획득시간이 길어져 실시간 통신에 부적합한 문제점이 있음

3) Hybrid 방식

- Table-driven방식과 On-demand방식의 장점을 혼합한 방식

- 각 노드는 미리 정의된 홉 수 범위의 Routing Zone을 유지

다. 전송계층

- 기본적인 인터넷에서 사용하는 기존 TCP는 전송에러가 거의 없는 유선환경에 적합

- 이러한 TCP 를 모든 노드들이 이동하기 때문에 빠르게 위상변화를 가지는 Ad Hoc 환경에 적용한다면 TCP 성능은 상당히 저하
- 경로 불연속으로 인한 패킷 손실 문 제는 네트워크 혼잡과 구분하여 혼잡제어 메커니즘을 사용하지 않도록 함으로써 TCP 성능을 개선하는 등 기 존 TCP를 Ad Hoc 환경에 맞게 변형하는 연구들이 진행중

- TCP-F(TCP-Feedback)

TCP-Bus(TCP with BUffering capability and Sequence information)

ATCP(Ad hoc TCP) 등이 있음

5. 맺음말

- 네트워크 기술 패러다임은 기존의 Infrastructure 모드 기반의 네트워크에서 동적 Ad-hoc 네트워크로 변화

- Ad-hoc 네트워크 기술은 기존 무선 랜의 범위제한을 극복하고 무선통신영역 을 더욱 확대함으로써 Wireless Metro network 와 연계하는 방향으로 연구가 계속 될 것임

12장_모바일_Ad-Hoc_네트워킹.pdf