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RPL 기반 IoT 네트워크에서 DIO Poisoning 오버헤드를 감소시키는 경로 복구 방법
A Route Repair Scheme for Reducing DIO Poisoning Overhead in RPL-based IoT Networks

정보과학회논문지 = Journal of KIISE, v.43 no.11, 2016년, pp.1233 - 1244  

이성준 (부산대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  정상화 (부산대학교 컴퓨터공학과)

초록
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저전력, 저품질의 네트워크 환경인 LLNs(Low power and Lossy Networks) IoT 네크워크 환경에서는 IETF에서 제안한 IPv6 라우팅 프로토콜인 RPL이 대표적으로 사용된다. RPL은 루프가 존재하지 않는 방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graph)를 생성하는 것을 목표로 하며, 이를 위해 loop avoidance, loop detection 메커니즘과 문제 발생 시 복구를 위한 DIO Poisoning 메커니즘을 정의하고 있다. 하지만, 기존의 DIO Poisoning은 루프 발생 노드에서 일어난 poisoning이 해당 노드의 서브트리로 전파되어 복구 시간과 컨트롤 메시지가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 RPL 기반 IoT 무선 네트워크에서 루프 복구 과정 시 서브 트리의 라우팅 오버헤드가 추가로 발생할 수 있는 현상을 보완한 효율적인 경로 복구 기법을 제안한다. 개선된 RPL 루프 복구 과정에서는 기존 선호 부모로 선택될 수 없던 경로를 활용하여 빠르게 복구함으로써 새로운 경로설정을 위한 컨트롤 패킷 트래픽과 경로 복구 시간을 줄인다. 시뮬레이션을 사용하여 제안한 프로토콜이 기존 프로토콜에 비해 복구 시간 단축과 컨트롤 패킷의 감소를 통한 복구 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the IoT network environments for LLNs(Low power and Lossy networks), IPv6 Routing Protocol for Low Power and Lossy networks(RPL) has been proposed by IETF(Internet Engineering Task Force). The goal of RPL is to create a directed acyclic graph, without loops. As recommended by the IETF standard, R...

주제어

#사물 인터넷   #라우팅 오버헤드   #서브 트리  

참고문헌 (19)

  1. T. Winter, P. Thubert, A. Brandt, J. Hui, R. Kelsey, P. Levis, K. Pister, R. Struik, JP. Vasseur, and R. Alexander, "RPL:IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks. RFC6550," Internet Engineering Task Force, Mar. 2012. [Online]. Available: https://datatracker.ietf.org/doc/rfc6550 

  2. P.O. Kamgueu, E. Nataf, T. Djotio, O. Festor, "Energy-Based Routing Metric for RPL," Research Report RR-8208 informatics mathematics, pp. 3-14, Jun. 2012. 

  3. T. Winter et al., "RPL: Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks," RFC 6550, March 2012. [Online]. Available: http://tools.ietf.org/html/rfc6550 

  4. J. Hui, "The Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) Option for Carrying RPL Information in Data-Plane Datagrams," RFC 6553, IETF, Mar. 2012. 

  5. P.O. Kamgueu, E. Nataf, T. Djotio, O. Festor, "Energy-Based Routing Metric for RPL," Research Report RR-8208 informatics mathematics, pp. 3-15, Jun. 2012. 

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  7. Patrick Olivier Kamgueu, Emmanuel Nataf, Thomas Djotio Ndie, Olivier Festor, "Energy-based routing metric for RPL," Research Report, HAL archives-ouvertes, RR-8208, INRIA, pp. 14, 22, Jan. 2013. 

  8. Henry-Joseph Audeoud, Michal Krol, Martin Heusse, and Andrzej Duda, "Low Overhead Loop-Free Routing in Wireless Sensor Networks," Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob), 2015 IEEE 11th International Conference on, pp. 443-451, 19-21 Oct. 2015. 

  9. David Carels, Eli De Pooter, Ingrid Moerman, and Piet Demeester, "RPL Mobility Support for Point-to-Point Traffic Flows towards Mobile Nodes," Research Article, International Journal of Distributed Sensor Networks, Volume 2015, Article No.111, Jan. 2015. 

  10. T. Clausen, A. Colin de Verdiere, J. Yi, A. Niktash, Y. Igarashi, H. Satoh, U. Herberg, C. Lavenu, T. Lys, and J. Dean, "The Lightweight On-demand Ad hoc Distance-vector Routing Protocol - Next Generation (LOADng)," Work in Progress draft-clausen-llnloading-12, IETF, Oct. 2014. 

  11. Chi-Anh La, Martin Heusse, Andrzej Duda Grenoble, "Link reversal and reactive routing in Low Power and Lossy Networks," 2013 IEEE 24th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC), pp. 3386-3390, 8-11 Sept. 2013. 

  12. Vincent D. Park and M.Scott Corson, "A highly adaptive distributed routing algorithm for mobile wireless networks," Proc. of INFOCOM 1997, 1997. 

  13. J. Tripathi, J. C. de Oliveira, J. P. Vasseur, "Applicability Study of RPL with Local Repair in Smart Grid Substation Networks," Smart Grid Communications (SmartGridComm), 2010 First IEEE International Conference on, pp. 262-267, 4-6 Oct. 2010. 

  14. Kevin Dominik Korte, Anuj Sehgal, Jurgen Schonwalder, "A study of the RPL repair process using ContikiRPL," AIMS'12 Proceedings of the 6th IFIP WG 6.6 international autonomous infrastructure, management, and security conference on Dependable Networks and Services, pp. 55-61, 1 Jan. 2012. 

  15. Nesrine Khelifi, Wafa Kammoun, Habib Youssef, "Efficiency of the RPL repair mechanisms for Low Power and Lossy Networks," 2014 International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC), pp. 98-103, 4-8 Aug. 2014. 

  16. J. Tripathi, J. C. de Oliveira, "On Adative Timers for Improved RPL Operation in Low-Power and Lossy Sensor Networks," 2013 Fifth International Conference on Communication Systems and Networks (COMSNETS), pp. 1-10, 7-10 Jan. 2013. 

  17. J. Tripathi, J. C. de Oliveira ; J. P. Vasseur, "A Performance Evaluation Study of RPL : Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks," Information Sciences and Systems (CISS), 2010 44th Annual Conference on, pp. 1-6, 17-19 Mar. 2010. 

  18. A. Dunkels, B. Gronvall, and T. Voigt, "Contiki - a Lightweight and Flexible Operating System for Tiny Networked Sensors," Proc. of IEEE LCN, nov. 2004. 

  19. F. Osterlind, A. Dunkels, J. Eriksson, N. Finne, and T. Voigt, "Crosslevel sensor network simulation with COOJA," Local Computer Networks, Proc. 2006 31st IEEE Conference on, pp. 641-648, Nov. 2006. 

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