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					-Hybrid 방식 라우팅 프로토콜


앞서 살펴본 ad-hoc의 대표적인 두 가지 라우팅 방식은 각각 상호 대치되는 장,단점을 가
지고 있다. Proactive방식은 모든 노드들의 테이블을 관리해야 하므로 업데이트 코스트가
높다는 단점이 있지만 빠른 전송을 할 수 있다는 장점이 있고, Reactive방식은 필요할 때만
업데이트를 하므로 업데이트 비용이 적다는 장점이 있지만, 통신을 하면서 라우팅 방향을
찾아야 하므로 통신 딜레이가 길다는 단점이 있다. 이렇게 상호 대치되는 두 기술을 하나로
융합하여, 서로의 단점을 보완하고 장점을 취해보고자 하는 라우팅 기술이 바로 Hybrid
Routing Protocol이다.


- Zone Routing Protocol - ZRP


ZRP는 대표적인 하이브리드 라우팅 기술이다. 전체 네트워크를 작은 단위의 zone으로 묶어
그 안에선 Proactive방식의 라우팅 기법을 사용한다. 그럼으로써 작은 테이블을 유지하게
되므로 Proactive방식의 단점인 테이블유지에 드는 오버헤드를 극복하면서 존 안에서는 빠
른 통신을 할 수 있다. zone의 범위를 넘어서는 노드와의 통신을 하기위해선 Reactive방식
의 라우팅 기법을 사용한다.


1.zone


ZRP에선 각 노드를 중심으로 일정한 영역아래 있는 노드들을 묶어 하나의 zone을 구성하
는데, 존은 이웃노드까지의 hop수를 가지고 정하게 된다. 예를 들어, p홉 반경을 가지고
zone를 구성한다면, 각자 노드를 중심으로 p홉 이내 떨어진 노드를 묶어 하나의 로컬 이웃
을 구성하는 것이다. 따라서 각 노드는 여러 개로 오버랩핑된 존 안에 속하게 된다. zone안
에 노드들은 위치에 따라 다음과 같은 이름을 가진다.




                                fig.1 A노드의 Zone
peripheral nodes (fig.1 녹색노드) : 노드에서 p홉 떨어진 노드들(존의 외각노드들)
interior nodes : 노드에서 p홉 이내에 있는 노드들(존 안의 노드들)


2.존의 구성방법


어떤 노드가 존을 만들기 위해선 그 노드 주변에 어떤 노드들이 있는지 알아야 한다. 이때
이 노드는 Neighbor Discovery Protocol (NDP)를 사용하여 자신 주변에 있는 노드들의 정
보를 얻는다. NDP를 사용하여 이웃 노드에 대한 정보를 구성하는 방법은, 각각의 노드가
hello 비콘을 뿌리게 되며 그 비콘에 대한 응답을 어느 이웃으로부터 받았다면, 그 이웃과
연결을 할 수 있다는 것을 의미한다. 이후 NDP는 신호의 세기나 비콘에 대한 응답을 보고
freq/delay (=거리) 를 측정하여 이웃 노드를 선택하게 된다. 이렇게 로컬 노드에 대한 라우
팅 정보가 수집이 되면 존을 구성할 수가 있다. 존 안에서 통신을 하기 위해선 proactive방
식의 프로토콜인 Intrazone Routing Protocol (IARP) 을 사용한다. 존 밖의 노드와 통신을
하기 위해선 Interzone Routing Protocol (IERP) 을 사용한다. 존 밖의 노드로 라우팅 할
수 있는 노드는 오직 peripheral nodes뿐이며, 한 노드가 존 밖의 노드와 통신하고 싶다면
그의 peripheral nodes에게 패킷을 전송하여 라우팅을 대신하게 한다.




                                  fig2. ZRP의 계층도


3.ZRP의 구성요소
3.1 Intrazone Routing Protocol (IARP)


IARP는 zone의 interior nodes(p홉 이내의 노드들)들 끼리 통신할 때 사용하는 프로토콜이
다. IARP는 proactive방식의 프로토콜이다. Zone으로 한정된 집합의 라우팅 테이블만 유지
하면 되므로 모든 네트웍을 proactive로 할 때보다 적은 테이블을 유지할 수 있으며, 같은
존 안에선 빠른 통신을 할 수가 있다. Ad-hoc네트웍에서 한 노드의 이웃은 계속 변할 수
있다. 따라서 peripheral nodes를 정하고 zone을 유지시키기 위하여 끈임 없이 update될
필요가 있다. Proactive방식이므로 라우팅을 할 때 매우 효율적인 루트를 바로 찾을 수 있
으므로 통신 속도가 빠르게 된다. zone 안에서 교환되는 패킷은 존 밖으로 벗어날 필요가
없으므로 패킷이 전송될 때 패킷의 전송 범위를 제한할 필요가 있는데, 그 방법으로 TTL을
사용한다. 예를 들어 p홉 범위의 zone 안에서 패킷을 전송한다면 TTL=p-1로 하여 전송을
하는 것이다. TTL이 0이 되면 패킷이 파괴되므로 p홉을 넘어선 노드로 전송이 되지 않는다.


3.2 Interzone Routing Protocol (IERP)


IERP는 On-demand방식의 reactive routing protocol로서 요청이 있을 때만 route를 찾는
다. 따라서 route를 찾는데 딜레이가 생기게 되며, 통신속도가 느려져 실시간 통신이 불가
능하게 되는 단점이 있다. IERP는 zone이라는 고유의 특성을 살리면서 reactive방식의 단
점을 보완한 BRP라는 bordercasting 방식으로 패킷을 전송하여 딜레이를 최소화 한다.


3.3 Bordercast Resolution Protocol (BRP)


BRP는 IERP프로토콜에서 peripheral nodes노드가 외부 노드로 패킷을 전송하는 방식이다.
BRP를 이용하여 패킷을 전송하는 방법은 다음과 같다.
한 노드가 속한 존의 밖으로 통신하려 할 때 그 노드의 peripheral nodes에게 쿼리를 전달
한다. peripheral nodes의 BRP는 IARP를 이용하여 확장된 존에 대한 맵을 만들고 이를 이
용하여 bordercast tree를 생성하여 다음에 라우팅할 노드를 찾아 패킷을 전달한다. 이렇게
전달된 패킷을 받은 노드가 interior node라면 그 노드는 패킷에 대해 covered라고 마크가
되며, peripheral nodes라면 자신의 존 내부의 모든 interior node들에 대해 covered라고
마크를 하게 된다. 만약 다음 전달할 노드가 이미 covered된 노드라면 더 이상 라우팅 할
필요가 없다. 이러한 과정을 계속 함으로서 reactive의 flooding방식보다 효율적으로 전체
네트워크에 쿼리를 전달 할 수 있다.
기존 reactive방식에서 flooding으로 모든 노드에 쿼리를 전달하려면 리소스가 부족한 모바
일 ad-hoc환경에서는 비효율적인 방법이다. zone 이라는 특성을 이용하여 기존 reactive의
단점을 극복하고 보다 효율적인 전송이 가능하다.
                              a에서 다른 존으로 쿼리를 전송.
                   B,C,G,D,H는 쿼리를 받았으므로 covered마크가 되었으며
       C노드는 주변의 노드들이 모두 covered되었으므로 더 이상 전달하지 않는다.
                                      (flooding과 차이)


1. Update scheme

zone의 내부 : 노드가 언제 어디로 이동될지 모르는 상황으로 가정하므로 한 노드가 자신의 주변에

어떤 노드가 있는지 업데이트 할 필요가 있다. 그럼으로써 zone이 유지될 수 있기 때문이다. ZRP에서

자신의 이웃을 발견하고 zone을 유지시키는 방법은 Neighbor Discovery Protocol (NDP)를 이용

하는 것이다.
zone의 외부 : reactive방식으로써 필요할 때만 업데이트 된다.

2. Search scheme

zone의 내부 : proactive방식으로 자신이 가진 zone 내부 노드들의 정보들을 기반으로 라우팅한다.

zone의 외부 : reactive방식이며 Bordercast Resolution Protocol (BRP)을 사용하여 기존

reactive방식의 flooding을 사용하여 전송하는 것보다 효율적으로 라우팅한다.
3. Routing table management



4. Route maintenance scheme



5. Adequate environment for each routing scheme

				
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posted:3/17/2010
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