WLAN 메쉬 네트워크를 위한 홉 간 다중경로 라우팅 기법
A Hop-by-hop Multipath Routing Protocol for WLAN Mesh Networks
- 발행기관 아주대학교
- 발행년도 2006
- 학위수여년월 2006. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신전문대학원 정보통신공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
최근 인터넷은 물론 기존의 여러 이기종 네트워크의 제약 없는 사용을 지원하기 위해 무선 Mesh 네트워크(Wireless Mesh Network)가 등장하였으며 활발히 연구되고 있다. 무선 Mesh 네트워크는 Mesh 라우터(router)와 Mesh 클라이언트(client)로 구성되어 있는데 이동성이 없는 무선 Mesh 라우터 사이에서 효율적으로 데이터를 전송하기 위해 목적지까지 최소 홉 수를 유지하는 여러 개의 다음 홉을 알아 내고, 최단 경로에 추가하여 임의 방식이나, 잉여 대역폭, 채널 상태를 이용하여 다음 홉을 정하여 데이터를 전송하며, HELLO 메시지와 네이버 테이블을 통해 토폴로지를 제어하는 HMP(Hop-by-hop MultiPath) 라우팅 기법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해서 DSDV(Destination Sequenced Distance Vector) 및 OLSR(Optimal Link State Routing)과 비교하여 제안한 HMP 방식이 데이터 전송에 지연을 줄이면서, 더 많은 데이터를 전송할 수 있음을 보였다. 네이버 테이블을 통한 토폴로지 관리를 통해 데이터 손실을 줄일 수 있음은 물론, 네트워크의 오버헤드 패킷 량을 줄일 수 있음을 보였다. 출발지와 목적지 사이의 홉 수를 상대적인 위치로 보고 무선 멀티 홉(Multi-hop) 통신에서 위치에 따른 데이터 전송에 fairness를 보장하기 위해 위치기반 WRR(Weighted Round Robin) 스케줄링 기법을 제안하였다. 이에 더하여 제안한 HMP 방식에서 채널 상태와 잉여 대역폭 정보 기반 경로 선택 방식을 기반으로 위치기반 WRR 스케줄링 방식과 경로 선택 및 전달을 동시에 수행하는 Scheduling Mesh Router를 제안하였다. 시뮬레이션을 통해서 제안한 방식이 출발지와 목적지의 상대적인 위치에 따라 발생하는 unfairness를 보상할 수 있는 것을 보였으며, 위치기반 WRR 스케줄링 기법을 DSDV나 OLSR에 적용했을 때에도 동일한 결과를 얻었다.
more초록/요약
In wireless mesh networks, there are mesh routers which can compose a wireless backbone with low mobility. We propose a routing scheme which is suitable for mesh routers such as Mesh APs in WLAN offering network reliability with route redundancy. That is a hop-by-hop multipath method. We extend DSDV to have multiple next hops to each destination without additional overheads. The basic idea of our scheme is to make several paths between source and destination by selecting a proper next hop at every forwarding data. Through periodic one hop broadcasting, not any we can get neighbors’ information but also we can detect route failure fast and reduce the number of routing overhead packets. To select one next hop of multiple ones, we use residual bandwidth information of one hop routers and channel state information based on radio resource measurement. To guarantee the fairness of multihop communication, we propose a Scheduling Mesh Router performing location-based weighted round robin scheduling mechanism together with the proposed routing scheme. Through simulations, we represent that our scheme is more efficient than DSDV and OLSR in delivering data to the destination when heavy traffic, reducing overhead packets in the network, and preventing data loss when route failure. We also show that the applied scheduling scheme can improve the fairness.
more목차
제 1 장 서 론 ---------------------------------- 1
제 2 장 관련 연구 ------------------------------ 4
제 1 절 802.11기반 무선 Mesh 네트워크 -------- 4
제 2 절 대표적인 Proactive 라우팅 기법들 ------ 7
제 3 장 제안하는 HMP 라우팅 기법 -------------- 11
제 1 절 다중경로로의 확장 -------------------- 11
제 2 절 네이버 테이블 ------------------------ 14
제 3 절 경로 선택 ---------------------------- 16
제 4 절 시뮬레이션 --------------------------- 21
제 4 장 제안하는 Scheduling Mesh Router ------- 34
제 1 절 위치기반 스케줄링 기법 ---------------- 34
제 2 절 Scheduling Mesh Router -------------- 36
제 3 절 시뮬레이션 --------------------------- 38
제 5 장 결 론 ----------------------------------- 59
참고문헌 ------------------------------------------ 60
Abstract ------------------------------------------ 63
목차
그림 2.1 802.11기반 무선 Mesh 네트워크 ----- 5
그림 3.1 다중경로 확장 순서도 ----- 12
그림 3.2 다중경로 확장 라우팅 테이블 예 ----- 13
그림 3.3 잉여 대역폭 정보를 가지는 네이버 테이블 예 ----- 17
그림 3.4 Two State Markov 모델 ----- 23
그림 3.5 경로 선택 방식에 따른 throughput ----- 24
그림 3.6 경로 선택 방식에 따른 delay ----- 25
그림 3.7 패킷 크기에 따른 전체 throughput ----- 28
그림 3.8 홉 수에 따른 평균 delay ----- 29
그림 3.9 네트워크에서 발생시킨 오버헤드 패킷 ----- 31
그림 3.10 데이터 경로 단절시 목적지의 sequence 번호 ----- 31
그림 4.1 제안하는 위치기반 패킷 스케줄링 방식 ----- 35
그림 4.2 Scheduling Mesh Router 구조 ----- 37
그림 4.3 홉 수에 따른 평균 throughput (no scheduling) ----- 40
그림 4.4 큐 크기에 따른 전체 throughput (no scheduling) ----- 41
그림 4.5 Data rate에 따른 전체 throughput (no scheduling) ----- 42
그림 4.6 홉 수에 따른 평균 delay (no scheduling)----- 44
그림 4.7 큐 크기에 따른 평균 delay (no scheduling) ----- 45
그림 4.8 Data rate에 따른 평균 delay (no scheduling) ----- 46
그림 4.9 홉 수에 따른 평균 throughput (scheduling) ----- 48
그림 4.10 큐 크기에 따른 전체 throughput (scheduling) ----- 49
그림 4.11 홉 수에 따른 평균 delay (scheduling) ----- 51
그림 4.12 큐 크기에 따른 평균 delay (scheduling) ----- 52
그림 4.13 홉 수에 따른 평균 throughput 비교 ----- 54
그림 4.14 큐 크기에 따른 전체 throughput 비교 ----- 55
그림 4.15 홉 수에 따른 평균 delay 비교 ----- 56
그림 4.16 큐 크기에 따른 평균 delay 비교 ----- 57
