[논문]VANET에서의 DTN 라우팅

유준; 황재룡; 오하영; 김종권

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문제 정의

이와 같은 전달 방식을 store-and-carry forwarding이라 부르며, 연결성이 보장되지 않는 네트워크를 Delay Tolerant Network(DTN) [4] 이라 한다. 본 고에서는 DTN 라우팅의 개념과 특히 VANET 환경을 고려한 DTN 라우팅에 대하여 자세히 설명한다. 본 고의 구성은 다음과 같다.
주목 받고 있다. 본 고에서는 이와 같은 정보 애플리케이션을 구현할 수 있는 기술인 VANET 환경에서의 DTN Routing에 대하여 설명하였다.

가설 설정

가지는 하나의 포워딩 경로를 선택 기법을 제안하였다. 각각의 자동차는 최소 지연 경로를 선택하기 위하여 미리 전자지도를 가지고 있으며, 현재 자신의 위치 및 목적지 그리고 자동차 트래픽 상태를 알고 있다고 가정한다.

제안 방법

링크 지연은 분석적인 모델을 통하여 기존의 VADD에서 제안했던 링크 지연 계산식보다 비교적 정확한 결과를 도출한다. 이와 같은 도로의 링크 지연을 통한 확률적 계산을 통하여 네트워크 전체의 end-to-end(E2E) 지연 결과를 도출한다. 그림 5에서 0번 위치로부터 AP 13번까지) 도달하는 E2E 지연은 각 도로의 지연, 즉 링크 지연의 합으로 계산될 수 있다.

이론/모형

이와는 달리 예측된 최적의 경로로 향하는 자동차로 패킷을 전달하는 Direction First VADD(D-VADD) 방법을 사용할 수 있다. 그리고 최적의 경로로 패킷을 전송할 수 있는 기회를 늘이기 위해 패킷 캐리어는 패킷을 최적의 캐리어가 아닌 노드에게 전송 후에도 버퍼에 패킷을 남겨둔 후, 최적의 경로로 향하는 노드를 만날 경우 넘겨주는 Multi-path D-VADD(MD-VADD) 방법을 사용할 수 있다. 마지막으로 위의 방법 중에서 L-VADD에 기본으로 사용하다 동적으로 D-VADD/MD-VADD로 스위치 하는 Hybrid VADD(H-VADD)를 사용할 수 있다.
교차로 모드 (Intersection Mode): 교차로 모드는자동차가 선택할 수 있는 노드 및 경로가 다양하다. 따라서 예측된 최적의 경로에 가장 가까운 노드를 선택하는 Location First VADD(L-VADD) 방법을 사용할 수 있다. 하지만 전달 루프에 빠질 수 있어 시간지연이 발생할 수 있다.
하지만 전달 루프에 빠질 수 있어 시간지연이 발생할 수 있다. 이와는 달리 예측된 최적의 경로로 향하는 자동차로 패킷을 전달하는 Direction First VADD(D-VADD) 방법을 사용할 수 있다. 그리고 최적의 경로로 패킷을 전송할 수 있는 기회를 늘이기 위해 패킷 캐리어는 패킷을 최적의 캐리어가 아닌 노드에게 전송 후에도 버퍼에 패킷을 남겨둔 후, 최적의 경로로 향하는 노드를 만날 경우 넘겨주는 Multi-path D-VADD(MD-VADD) 방법을 사용할 수 있다.

성능/효과

) 등을 고려하여 좌표계에 표시하여 이를 활용하는 prediction-based 기반의 연구를 제안하였다⑻. 결과, A지역에 있는 소스 노드가 B지역에 있는 목적지 노드에게 데이터를 전송하려면 이렇게 미리 작성된 prediction-based 기반의 좌표계의 정보를 바탕으로 relay 노드를 선택하여 데이터 전송률을 더 높일 수 있는 방식이다. Piorko- wski는 특정 시간 동안 A지역에서 B지역으로 노드들의 움직임이 있으면 이를 mobility link가 존재한다고 가정하고, 해당되는 모든 지역을 고려하여 predction- based기반의 Mobility MAP을 만들어 이를 활용하는 방식을 제안하였다回.
Piorko- wski는 특정 시간 동안 A지역에서 B지역으로 노드들의 움직임이 있으면 이를 mobility link가 존재한다고 가정하고, 해당되는 모든 지역을 고려하여 predction- based기반의 Mobility MAP을 만들어 이를 활용하는 방식을 제안하였다回. 결과, 각 노드는 소스에서 목적지로 데이터를 전송 시 이런 Mobility MMP을 바탕으로 mobility link가 제일 많은 지역을 거쳐서delivery ratio가 높고, delay가 작은 path를 거치도록 한다. yuan 은 각 노드가 자신이 갈 수 있는 주변 지역을 모두 고려한 prob, matrix를 predction-based방식을 기반으로 만들고 이를 활용하는 스킴을 제안하였다.
구해놓고, 실제로 데이터 전송 시 delivery ratio를 높이는 relay node가 있을 때에만 forwarding을 하고 이득이 없을 때에는 carry하는 방식을 제안하였다[11]. 결과, 이 스킴은 다른 DTN라우팅 프로토콜보다 epide mic routing에 더 유사한 데이터 전송률을 보이고, 또한 각 메시지가 전송될 수 있는 hop과 TTL을 설정하기 때문에 네트워크 상에서 불필요한 메시지 양도 줄인다는 특성을 지닌다.
먼저 TBD에서는 정확한 링크의 지연은 carry-and-forward 방식을 이용하여 한 도로에 메시지를 전달하는 시간으로 정의한다. 링크 지연은 분석적인 모델을 통하여 기존의 VADD에서 제안했던 링크 지연 계산식보다 비교적 정확한 결과를 도출한다. 이와 같은 도로의 링크 지연을 통한 확률적 계산을 통하여 네트워크 전체의 end-to-end(E2E) 지연 결과를 도출한다.

참고문헌 (15)

A Skordylis, N. Trigoni, 'Delay-bounded routing in vehicular ad hoc networks,' In Proc. ACM Mobihoc' 08, Hong Kong SAR, China
Zhu, Y. Zhu, M. Li, L. M. Ni, 'HERO: Online realtime vehicle tracking in Shanghai,' In Proc. IEEE Infocom 08, Phoenix, Arizona

상세보기
C. Lochert, M. Mauve, H. Fuessler, and H. Hartenstein, 'Geographic routing in city scenarios,' ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Commun. Rev., vol. 9, no. 1, pp. 69-72, 2005

상세보기
J. Burgess, B. Gallagher, D. Jensen, B. N. Levine, 'MaxProp: Routing for vehicle-based disruptiontolerant networks,' In Proc. IEEE Infocom'06, Barcelona,
W. Zhao, M. Ammar and E. Zegura, 'A message ferrying approach for data delivery in sparse mobile ad hoc networks', ACM Mobihoc'04
A Vahdat and D. Becker, 'Epidemic Routing for Partially-Connected Ad Hoc Networks', Technical Report CS-200006, Duke University, April 2000
T. Spyropoulos, K. Psounis and C. Raghavendra, 'Spray and Wait: An Efficient Routing Scheme for Intermittently Connected Mobile Networks', ACM Sigcomm' 05
L. Jeremie, F. Timur, C. Vania, 'Evaluating Mobility Pattern Space Routing', IEEE Infocom'06
M. Piorkowski, 'Mobility-Centric Geocasting For Mobile Partitioned Networks', IEEE ICNP'08
Q. Yuan, I. Cardei and J. Wu, 'PER (Predict and Relay) An Efficient Routing in Disruption-Tolerant Networks', ACM Mobihoc'09
C. Liu and J. Wu, 'Optimal Probabilistic Forwarding Protocol in DTN', ACM Mobihoc'09
J. Zhao and G. Cao, 'VADD: Vehicle-Assisted Data Delivery in Vehicular Ad Hoc Networks,' The 25th Conference on Computer Communications (IEEE INFOCOM '06), April 2006
Y. Ding, C. Wang and L. Xiao, 'A Static-Node Assisted Adaptive Routing Protocol in Vehicular Networks,' in 4th ACM International Workshop on Vehicular Ad Hoc Networks (VANET) , 2007
J. Jeong, S. Guo, Y. Gu, T. He, and D. Du, 'TBD: Trajectory-Based Data Forwarding for Light-Traffic Vehicular Networks', IEEE ICDCS'09, Montreal, Quebec, Canada, June 2009
P-C. Cheng, J-T. Weng, L-C. Tung, K. C. Lee, M. Gerla, J. Haerri, 'GeoDTN+Nav: A Hybrid Geographic and DTN Routing with Navigation Assistance in Urban Vehicular Network,' MobiQuitous/ISVCS 2008, Trinity College Dublin, Ireland, July. 2008

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