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Zone based Ad Hoc Network Construction Scheme for Local IoT Networks 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.22 no.12, 2017년, pp.95 - 100  

Youn, Joosang (Dept. of Industrial ICT Engineering, Dong-Eui University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a zone based ad hoc network construction scheme which support ad hoc path between nodes in local IoT networks consisting of IoT devices with the constrained feature, such as low power, the limited transmission rate and low computing capacity. Recently, the various routing p...

주제어

#IoT   #RPL   #Ad-Hoc network   #Routing protocol  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 더불어 불필요한 데이터 발생은 네트워크를 구성하는 자원 제약적 노드(Constrained Node:CN)의 성능 저하를 초래 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 로컬 인프라 IoT 환경에서 비인프라(Infrastructure-less) 서비스인 애드혹 IoT 서비스를 제공할 수 있는 애드혹 경로 설정이 가능한 네트워킹 기법을 제안하다. 여기서 제안하는 기법은 로컬 인프라 IoT 환경에서 로컬 네트워크를 제어 및 관리하는 코디네이터의 도움 없이 로컬 IoT 네트워크에 속한 노드들 스스로 로컬 애드혹 네트워크를 구성하고 이후 경로 선택 시 코디네이터의 도움을 받아 경로 선택 서비스를 제공한다.
  • 따라서 전송범위에 속한 인접한 노드와 트리 구조로 링크가 형성되어 있지 않을 경우 불필요한 데이터 전달이 이루어진다. 따라서 본 논문에서는 애드혹 IoT 서비스를 제공할 수 있는 애드혹 경로 설정이 가능한 영역 기반 애드혹 네트워킹 기법을 제안한다.
  • 따라서 전송범위에 속한 인접한 노드간 데이터 전달 시 불필요한 데이터 전달이 이루어지는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이런 문제점을 극복할 수 있는 로컬 인프라 IoT 환경에서 애드혹 경로 설정이 가능한 영역 기반 애드혹 네트워킹 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 로컬 인프라 IoT 환경에서 게이트웨이를 통해 제공되는 경로와 애드혹 네트워크를 통해 제공되는 경로를 동시에 제공하는 로컬 IoT 네트워킹 기술이다.
  • 본 논문에서는 IETF 로컬 인프라(Infra) IoT 환경에서 루트(게이트웨이)를 중심으로 경로가 설정되는 RPL 프로토콜의 단점을 극복할 수 있는 애드혹 경로 선택이 가능한 네트워킹 기법을 제안하였다. RPL 프로토콜은 게이트웨이 쪽으로 데이터를 전달하는 상향식 전달 서비스와 게이트웨이에서 노드에 데이터를 전달하는 하향식 전달 서비스를 위한 경로를 제공한다.
  • 본 논문에서는 IoT 네트워크를 구축하는 접속 네트워크인 로컬 인프라 IoT 네트워크에서 게이트웨이를 중심으로 경로가 설정되는 RPL 프로토콜[8]의 단점을 극복할 수 있는 애드혹 기반 경로 선택 기법을 제안한다. RPL 프로토콜은 로컬 네트워크 내에 단대단 데이터 전달 서비스 제공 시 루트를 통해 데이터가 전달되는 문제점을 가지고 있다.
  • 본 논문에서는 그림 1에 도시된 네트워크 토폴로지를 기반으로 애드혹 네트워크 토폴로지를 구성하며 구성된 네트워크에서 최적의 경로를 선택하는 네트워킹 기법을 제안한다. 제안된 방법은 우선, 게이트웨이를 중심으로 RPL 기반 네트워크 토폴로지를 형성하고 형성된 토폴로지 내에 RPL 링크를 최대한 활용하며 애드혹 IoT 네트워크 구성 시 필요한 추가 링크의 수를 최소화 시키는 네트워크 구성 절차를 가진다.
  • 이 과정이 완료되면 로컬 인프라 네트워크가 형성된다. 이후 로컬 애드혹 네트워크 형성을 위해 본 논문에서는 로컬 인프라 네트워크를 활용하는 영역 기반 애드혹 네트워크 형성 방법을 제안한다. 제안하는 기법의 개념도는 그림 3에 도시하고 있다.

가설 설정

  • 게이트웨이는 RPL 루트 기능을 수행하도록 정의되어 있기 때문에 네트워크에 존재하는 모든 노드의 정보를 수집하고 관리한다. 또한 정보수집 시 RPL 토폴로지 내 트리에 대한 정보를 알고 있기 때문에 네트워크 내 영역 정보 및 노드에 설정된 IP 주소를 알고 있다고 가정한다. 따라서 PCE 기능을 게이트웨이에 부요할 수 있다.
  • 본 논문에서 가정하는 로컬 애드혹 IoT 네트워크 모델은 그림 2와 같다. 우선, 가정하는 네트워크 모델은 자원 제약적 노드로 구성된 Constrained Node Network(CNN)[4]을 가정한다.
  • 본 논문에서 가정하는 로컬 애드혹 IoT 네트워크 모델은 그림 2와 같다. 우선, 가정하는 네트워크 모델은 자원 제약적 노드로 구성된 Constrained Node Network(CNN)[4]을 가정한다. CNN은 IETF 기구에서 정의한 저전력 손실 네트워크이다.
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참고문헌 (11)

  1. Shin, Seung-Hyeok, "Study on Web Services Middleware for Real-Time Monitoring in the IoT Environment," Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol. 20, No. 9, pp. 97-104, 2015. 

  2. Zhengguo Sheng, Hao Wang, Changchuan Yin, Xiping Hu and Shusen Yang, "Leung, V.C.M. Lightweight Management of Resource-Constrained Sensor Devices in Internet of Things," IEEE Journals & Magazines, Vol. 2, No. 5, pp. 402-411, 2015. 

  3. J-S. Youn and Y-G. Hong, "A Study on M2M Identifier for M2M Service in Mobile Communication Networks," Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol. 17, No.11, pp. 63-71, 2012. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Bormann, C et al., "Terminology for Constrained Node Networks," IETF RFC 7228, May, 2014. 

  5. Shelby, Z, Hartke K. and Bormann C., "The Constrained Application Protocol (CoAP)," IETF RFC 7252, June 2014. 

  6. https://datatracker.ietf.org/wg/core/charter/ 

  7. J-S. Youn, Y-H. Choi, Y-G. Hong, "The overview of IETF technology standard for IoT," INFORMATION AND COMMUNICATIONS MAGAZINE(Information and Communication) Vol.31, No.9, pp. 32-39, september 2014. 

  8. Winter, T., Ed., Thubert, P., Ed., Brandt, A., Hui, J., Kelsey, R., Levis, P., Pister, K., Struik, R., Vasseur, JP., and R. Alexander, "RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks", RFC 6550, March 2012. 

  9. Y. Xu, A. Saifullah, Y. Chen, C. Lu, and S. Bhattacharya, "Near optimal multi-application allocation in shared sensor networks," MobiHoC 2010, pp. 181-190, Chicago, USA, Sept. 2010. 

  10. D. Carels, N. Derdaele, E. De Poorter, W. Vandenberghe, I. Moerman, and P. Demeester, "Support of multiple sinks a via virtual root for the RPL routing protocol," EURASIP J. Wireless Commun. Netw., Vol. 2014, No. 91, pp. 1-23, May 2014. 

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  11. NS3 Project, https://www.nsnam.org/ 

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