IP 기반 USN에서 다중 게이트웨이를 활용한 신뢰성 향상 기법
Achieving Reliability using Multiple Gateways in IP-based USN
- 주제(키워드) IP-USN , Multiple Gateways , Reliability
- 발행기관 아주대학교 정보통신전문대학원
- 지도교수 김기형
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신전문대학원 정보통신공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
유비쿼터스 사회가 되면서 센서 네트워크의 역할이 단순히 환경 정보를 측정하여 제공하는 것뿐만 아니라 다른 서비스를 위한 인프라 네트워크 역할도 요구되고 있다. 그리고 최근 들어 다양한 센서 네트워크 프로토콜을 인터넷과 연동하려는 움직임이 일어나고 있다. 이렇게 변하는 상황 속에서 IP-USN은 USN에 IP를 접목시켜 IP 네트워크와 연동이 쉬우며 대규모 네트워크 구축에 많은 이점을 지닌다. 하지만 대규모 신뢰성 있는 네트워크를 구성하기 위해서는 전통적인 센서 네트워크의 구성으로는 힘든 점이 많다. 특히 Coordinator 등과 같은 하나의 지점 혹은 장치에 모든 트래픽이 집중되고 해당 장치를 통해서만 외부 네트워크로 연결할 수 있는 특징은 큰 걸림돌로 작용된다. 따라서 본 논문에서는 IP-USN 환경에서 2개 이상의 게이트웨이를 두어 사용하는 다중 게이트웨이를 제안하고 다중 게이트웨이를 구현하기 위한 몇 가지 새로운 알고리즘을 제시한다. 또한 다중 게이트웨이 환경과 단일 게이트웨이 환경을 가지는 테스트베드를 구축, 실험을 통해 각 환경에서 전체 노드의 HOP-count, 전송 지연 시간, 전송률 등을 측정하여 이들을 비교하였다. 그 결과 일정 규모 이상의 네트워크에서 게이트웨이의 수가 증가할수록 전체 네트워크의 성능이 향상 되었으며 외부 네트워크와의 연결 통로가 다변화 되면서 안정적이고 지속적으로 네트워크 기능을 수행할 수 있다.
more초록/요약
In the Ubiquitous world of computing and networking, the role of ubiquotous sensor networks (USNs) is evolving into smarter and more user centric applications. It is not just the sensing of the environment for information that these networks do, instead they are proving to form infrastructures themselves for many kinds of services and applications. While the Internet connectivity is an increasing trend for these USNs, the form and modality of connection remains open-ended. The purported usage of Internet protocol (IP) at the network layer dominates other efforts due to its wider acceptability?compatibility with other IP-based networks and an ability to support excessively large-sized networks. These advantages seem to be undermined when the enormous ingress/egress IP-traffic that terminates at the single gateway chokes it, making it unavailable altogether or at least partially. In this paper we have identified this problem as being central to the performance of IP-USNs. We have proposed architecture for using multiple gateways in order to achieve load-balancing by sharing the traffic amongst multiple gateways, and to ensure resilience to gateway failure(s) by allowing the traffic to be re-routed from the failed gateway to available gateways. We also propose a set of algorithms that utilize the presence of such multiple gateways for IP-USNs. We have implemented a testbed and conduct a range of experiments to compare the performance of our proposal against the single gateway-based architecture.
more목차
제1장 서론 = 1
제2장 관련연구 = 7
제1절 IEEE 802.15.4 = 7
제2절 6LoWPAN = 8
제3절 ZigBee Alliance = 10
제4절 Wireless HART = 12
제5절 SP-100 = 13
제3장 다중 게이트웨이를 활용한 신뢰성 향상 기법 = 15
제1절 다중 게이트웨이 아키텍처 = 15
제2절 Router Advertisement Message = 15
제3절 다중 게이트웨이 프로토콜 = 19
제4절 게이트웨이를 이용한 팬 간 라우팅 = 21
제5절 다중 게이트웨이 동작 = 23
제1항 다중 게이트웨이를 사용하는 IP-USN 형성 = 24
제2항 다중 게이트웨이 환경에서 외부 패킷의 처리 = 25
제4장 실험 = 28
제1절 실험 환경 = 28
제2절 실험 방법 = 29
제1항 hop-count = 29
제2항 전송률 = 29
제3항 전송 지연 시간 = 30
제3절 실험 결과 및 분석 = 30
제5장 결론 및 향후 과제 = 34
