Ad-hoc
태그 :
- 개념
- - 통신 인프라가 없거나 구축하기 곤란한 상황에서, 이동 Node들 간의 자율적인 경로 설정, 수정 그리고 의사소통이 가능한 네트워크 - 네트워크 토폴로지가 동적으로 변하는 특징을 가지고, Node들에 의해 자율적으로 구성되는 기반구조가 없는 네트워크
I. 무선통신 및 네트워크 능력을 가진 통신 네트워크, Ad-hoc Network의 개요.
가. Ad-hoc 네트워크의 정의.
- 통신 인프라가 없거나 구축하기 곤란한 상황에서, 이동 Node들 간의 자율적인 경로 설정, 수정 그리고 의사소통이 가능한 네트워 크
- 네트워크 토폴로지가 동적으로 변하는 특징을 가지고, Node들에 의해 자율적으로 구성되는 기반구조가 없는 네트워크.
II. Ad-Hoc Network의 활용 환경 및 요소기술.
가. Ad-hoc Network의 활용 환경
활용환경 |
활용사례 |
통신인프라 구축이 곤란한 상황 및 조건 |
- 전쟁, 재난 구조(화재, 태풍 등) 광범위한 범위에 걸친 센싱(환경오염/산불감시) |
기존 기간 망의 한계보완 |
- 특정 조건하에 이동 Node가 집중되는 장소 및 환경(컨퍼런스, 공항) - 홈 네트워크 내에서 다양한 이 기종 Node간 통신지원 - 유연한 멀티캐스팅 서비스를 통해, 이 기종 Node간 화상 회의/미팅 지원 |
나. Ad-hoc Network의 요소 기술
활용환경 |
설명 |
필요기술 |
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라우팅 |
잦은 참여와 탈퇴의 자율성 보장 |
브로드캐스트 라우팅, 멀티캐스트 라우팅 |
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저전력 |
이동성의 전력공급의 제한성 지원 |
차세대 배터리 기술 |
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멀티링크 |
한 Node가 동시에 여러 Node와 연결 |
멀티링크 지원 |
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기기소형화 |
센서 및 휴대 단말기의 소형화 기술 |
ASIC 반도체 기술 |
다. Ad-hoc 네트워크의 특징
특징 |
설명 |
Peer-to-Peer 통신 |
- 이동 Ad-hoc 네트워크는 무선 인터페이스를 사용하여 분산된 이동 Node들 간의 통신지원 - 유선망과 기지국(Base Station)이 불필요 하기에 유선망을 구성하기 어려운 환경에 적용 |
다중 홉 라우팅 (Multi hop routing) |
- 단대단(End to End) 데이터 전송을 위해서 각각의 이동 Node가 호스팅 기능 외에 라우팅 기능을 수행함 - 무선 인터페이스는 기본적으로 전송 대역폭 및 전송거리에 제약이 있으므로, 원거리 Node들간의 통신을 위해서는 다중-홉 통신이 필수적임 |
이동 Node간 동적 네트워크 |
- 동적인 네트워크 토폴로지 구성으로 Node의 일부 혹은 전체 Node가 연결되거나 삭제 될 수 있음 - 주변에서 데이터를 수신한 단말기는 저장한 후에 다시 브로드캐스트를 통해 주변 단말기로 전달함 |
Ad-hoc 전용 프로토콜 |
- 단말기 들의 이동성과 배터리 전력 제한, 다중 홉 무선 채널에 대한 채널 효과 등으로 기존의 유선망에서 사용되는 프로토콜을 그대로 사용하기 어려워 Ad-hoc에 적합한 프로토콜의 표준화 작업 |
불안정한 링크 |
- 대역폭 제한과 전파간섭 문제, 다중링크로 인한 보안 문제 - 브로드 캐스팅되는 라우팅 제어 메시지의 해킹 문제 |
라. Ad-hoc Network 라우팅 프로토콜
프로토콜 |
설명 |
DSDV |
Destination Sequenced Distance Vector 목적지 순차 번호를 사용하여 토폴로지 변화에 따른 라우팅 루프의 발생 방지 |
DSR |
Dynamic Source Routing 소스 라우팅 방식에 기초하여 모든 노드는 루프 캐시 유지 |
AoDV |
Ad-hoc On Demand Distance Vector DSDV와 같이 목적지 순차 번호를 사용하며 라우팅 루프를 방지 및 DSR과 유사항 탐색 절차 사용 |
ZRP |
Zone Routing Protocol Proactive 방식과 Reactive 방식을 혼합한 라우팅 방식으로 각 노드는 미리 정의된 범위의 라우팅 영역을 가짐 |
III. Ad-hoc 네트워크의 구조 및 Infrastructure 네트워크와의 기술 비교.
가. Ad-hoc 네트워크의 구조
독립적인 Ad-hoc N/W |
기반망과 연동한 Ad-hoc N/W |
기반구조 없이 각각의 이동 Node가 호스트뿐 아니라 라우터로 동작하면서 동적으로 경로를 설정해 네트워크 형성 |
Ad-hoc네트워크에 포함된 기기 중 하나라도 인터넷에 연결되면 Ad-hoc 네트워크에 포함된 모든 단말이 인터넷에 접속 가능 |
나. Ad-hoc 네트워크와 유무선 네트워크 비교.
구분 |
Ad-hoc Network |
유무선 Network |
망 구성 |
-대등하고 능동적인 망 -각각의 단말기들이 공간상에 독립적으로 존재하면서 자신이 인식할 수 있는 기기를 연결하여 네트워크 구성 |
-계층적, 수직적 망 구성 -하나의 기지국/허브를 중심으로 수십, 수백 대의 단말기들이 연결하는 망 |
라우팅 |
-Node들간 협력 라우팅, 자체 라우팅 |
-고정된 라우팅에 의한 라우팅 제공 |
망 형태 |
||
기술 |
- IPv6, RFID, 스마트 카드 |
- 허브, 기지국, 중계기 등 |
IV. Ad-hoc Network Routing 기법간 비교
분류 |
테이블 기반 기법 |
요구기반 기법 |
혼합기법 |
특성 |
능동적 |
반응적 |
능동적 + 반응적 |
라우팅 기법 |
미리 라우팅정보를 교환/저장하여 응용의 패킷을 라우팅 |
응용의 패킷 전송 요청시마다 라우팅 정보를 수집하여 대응 |
“능동적 라우팅영역”과 “수동적 라우팅 영역”의 구분 |
장점 |
라우팅을 위한 지연 최소화 |
라우팅을 위한 노드 오버헤드(데이터 저장공간 등) 최소화 |
장점 결합으로 응용범위 확장 |
단점 |
라우팅을 위한 오버헤드 증가 |
라우팅을 위한 지연시간 증가 |
프로토콜 복잡도 증가 |
구현 예 |
OLSR, TBRPF, DSDV, CGSR, WRP |
AODY, DSR, LMR, TOBA, LBR, SSR |
SRP |
V. Ad-hoc Network의 기술 동향
가. Ad-hoc Network를 위한 무선 응용 기술
1) IrDA(Infrared Data Association): 적외선을 이용한 무선 통신 방식
2) Bluetooth(WPAN)
3) Home RF SWAP(Shared Wireless Access Protocol)
4) 45m, 1.6Mbps 속도, 2.4GHz ISM(Industrial Scientific Protocol) 대역이용
5) 가정 내 환경에서 컴퓨터, 전화, TV, 오디오 기기 등을 무선으로 연결하는 하나의 무선 네트워크 표준
나. 기존 네트워크 기술과의 연동을 통한 활용 방안
활용분야 |
설명 |
Ubiquitous 네트워크 |
- 특정 위치에 구애 받지 않으면서 상호 통신에 의한 정보의 교환이 가능한 이동 Ad-hoc 네트워크 활용 - Ad-hoc 네트워크의 자기조직화(Self-organizing)기능과 자동인식(Auto-Recognition)기능을 이용하여 지능화된 위치기반 서비스가 가능함 - Ad-hoc 네트워크 구성단말이 언제 어디서든 자신이 위치한 장소 또는 상황에 맞게 적절하게 동작으로써 특정 지역이나 시점에서 제공하는 서비스를 받을 수 있음 |
홈 네트워크 |
- 무선 인터페이스를 이용하는 Home Network기기들간에 Ad-hoc 네트워크의 기능을 부여하여 망상구조의 네트워크를 구성하면 기기들간의 직접 통신과 다수의 기기가 동시에 통신 가능 |
Automotive PC Interaction |
- 자동차 내부에 장착된 컴퓨터와 운전자나 승객이 휴대한 노트북, 컴퓨터, PDA, 헤드셋 등과의 접속 및 정보 교환하는데 Ad-hoc 네트워크 개념 도입 가능 |