Mobile wireless ad-hoc network routing protocols comparison for real-time military application

Shams Al Ajraw,Bang Tran 대한공간정보학회 2024 Spatial Information Research Vol.32 No.1

Mobile wireless Ad-hoc has become more popular because it forms quickly, has an easy setup, and has easy extensibility. The mobile ad-hoc wireless networks can be further classified according to their applications as follows: Regular user ad-hoc networks are commercial communication that applies to vehicles to help avoid collisions and accidents and live connections to transfer data from car to car. Another application is disaster rescue ad-hoc networking, usually used when a normal infrastructure network is destroyed by storms, earthquakes, tsunamis, etc. Nowadays, a lot of applications, particularly those related to the military and emergency situations, rely on mobile ad hoc wireless networks, where security needs are more challenging to provide than in regular networks. We present the tactical network needs for the military. This platform attempts to assess the possible advantages of mobile ad hoc networks in tactical military applications. This work proposes route discovery using reactive (on-demand) routing protocols where nodes need to just transfer data. This eliminates the requirement for each node to store and maintain any routing tables. This study presents and contrasts the benefits and drawbacks of two fundamental mobile ad hoc routing systems (AODV and DSR). Both protocols are On-Demand routing techniques, and when data needs to be sent, the discovery phase begins. The results of the simulation, the AODV routing approach outperforms the DSV routing method under identical simulated conditions. Mobile wireless Ad-hoc has become more popular because it forms quickly, has an easy setup, and has easy extensibility. The mobile ad-hoc wireless networks can be further classified according to their applications as follows: Regular user ad-hoc networks are commercial communication that applies to vehicles to help avoid collisions and accidents and live connections to transfer data from car to car. Another application is disaster rescue ad-hoc networking, usually used when a normal infrastructure network is destroyed by storms, earthquakes, tsunamis, etc. Nowadays, a lot of applications, particularly those related to the military and emergency situations, rely on mobile ad hoc wireless networks, where security needs are more challenging to provide than in regular networks. We present the tactical network needs for the military. This platform attempts to assess the possible advantages of mobile ad hoc networks in tactical military applications. This work proposes route discovery using reactive (on-demand) routing protocols where nodes need to just transfer data. This eliminates the requirement for each node to store and maintain any routing tables. This study presents and contrasts the benefits and drawbacks of two fundamental mobile ad hoc routing systems (AODV and DSR). Both protocols are OnDemand routing techniques, and when data needs to be sent, the discovery phase begins. The results of the simulation, the AODV routing approach outperforms the DSV routing method under identical simulated conditions.

Experimental Analysis using Robust Key Exchange Authentication Scheme in Mobile Ad-hoc Environments

Cheol-seung Lee 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Security and Its Applicat Vol.10 No.10

A network of autonomous by multiple mobile nodes with a wireless interface in the absence of a particular network infrastructure environment is referred to as Mobile Ad-hoc network. The demanding in construction of the stand-alone networks and interconnection between convergence devices have led an increase in research on Mobile Ad-hoc Network and the application of Mobile Ad-hoc environments has been paid much attention as a wireless computing which is growing fast in the field of computer engineering With performance both as hosts and routers, easy network configuration, and fast response, mobile nodes participating in Mobile Ad-hoc Networks are suitable for mobile computing but have vulnerable points, about lack of dynamic network topology due to mobility, network scalability, passive attacks and active attacks which make it impossible to manage continuous security authentication service. In this study, proposes Session key-Encrypted key exchange authentication mechanism for a robust authentication based on Mobile Ad-hoc Network and through identify wireless environment security vulnerabilities, currently being used in OTP S/Key and DH-EKE analyzes.

Ad-hoc 기반 MIPv6망에서 Anycast를 이용한 성능향상 기법 연구

예휘진(Hwi-jin Ye),조영준(Young-jun Jo),문일영(Il-young Moon),조성준(Sung-joon Cho) 한국정보기술학회 2007 Proceedings of KIIT Conference Vol.2007 No.-

모바일 IF는 이동 호스트 이용자가 IP 주소를 변경하지 않으면서 자유로이 장소를 이동할 수 있도록 개발된 프로토콜이다. 그리고 Ad-hoc 네트워크는 이동 호스트들이 무선 인터페이스를 사용하여 기반망의 도움 없이 자율적으로 구성하는 임시적인 네트워크이다. 본 논문에서는 모바일 IP 프로토콜을 이용하여 현재 가장 각광을 받고 있는 Access 망인 Ad-hoc 네트워크를 연동시켜 Ad-hoc 네트워크의 사용자들이 자유롭게 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 기술에 대하여 논의한다. 본 논문에서는 기존의 Ad-hoc 라우팅 프로토콜에 모바일 IP를 적용하여 Ad-hoc 네트워크 간에 향상된 이동성을 지원하기 위한 알고리즘을 제안한다. Mobile IP has been designed to have mobile host users move from place to place without changing their IP address. Ad-hoc network is a provisional network whose mobile host users construct networks by themselves without any assistance of infra structure network, using wireless interface. In this paper we discuss the scheme with which Ad-hoc network users can access the Internet freely, using mobile IP protocol, and Ad-hoc networks are access networks in the spotlight. In this paper we propose algorithm that support enhanced mobility between two Ad-hoc networks applying mobile IP at Ad-hoc routing protocol.

무선 애드-혹 네트워크의 다중 경로를 이용한 신뢰적인 확장 기법

김문정(Moon Jeong Kim),엄영익(Young Ik Eom) 한국정보과학회 2007 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.34 No.3

현재 홈 네트워크, 센서 네트워크, 유비쿼터스 네트워크 등에 대한 활발한 연구가 진행되면서 무선 이동 애드-혹 네트워크에 대한 관심이 높아지고 있다. 무선 이동 애드-혹 네트워크란 기존의 유선하부구조의 도움 없이 이동 호스트들만으로 구성되는 임시적인 네트워크로, 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 이용할 수 있도록 하는 개념의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 적합한 네트워크이다. 본 논문에서는 다중 경로의 수를 제한하는 소스 라우팅 프로토콜을 기반으로 무선 이동 애드-혹 네트워크의 확장 기법을 제안한다. 이 기법은 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트들 간 또는 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트와 유선 네트워크 서비스를 지원하는 기지국 간에 링크 및 중간 호스트의 중복을 허용하는 다중 경로를 유지함으로써 경로 재설정 및 재등록으로 인한 오버헤드를 줄이는 기법이다. 이와 같이 다중경로를 유지함으로써 출발지와 목적지간 데이타 패킷 전송 지연 및 패킷 손실을 줄일 수 있으며, 따라서 보다 신뢰적인 방법으로 무선 이동 애드-혹 네트워크를 유선 네트워크로 확장시킬 수 있다. 성능 평가를 통해, 본 논문에서 제안하는 기법이 단일 경로를 사용하는 일반적인 확장 기법들보다 이동 속도 증가에 따른 처리량 및 단대단 지연이 보다 안정적이며, 노드/링크가 전혀 중복되지 않는 다중 경로를 사용하는 기법에 비해 낮은 오버헤드를 가짐을 보인다. As the research on home network technologies, sensor network technologies, and ubiquitous network technologies makes rapid progresses, wireless ad-hoc network have attracted a lot of attention. A wireless mobile ad-hoc network is a temporary network formed by a collection of wireless mobile nodes without the aid of any existing network infrastructure or centralized administration, and it is suitable for ubiquitous computing environments. In this paper, we suggest an extension scheme of a wireless mobile ad-hoc network based on limited multiple paths source routing protocol. This scheme reduces the overhead of route re-establishment and re-registration by maintaining link/node non-disjoint multiple paths between mobile hosts in a wireless mobile ad-hoc network or a mobile host in a wireless mobile ad-hoc network and a base station supporting fixed network services. By maintaining multiple paths, our scheme provides short end-to-end delay and is reliable extension scheme of a wireless mobile ad-hoc network to a fixed network. In this paper, our simulations show that our scheme outperforms existing schemes with regards to throughput and end-to-end delay. Also we show that our scheme outperforms multi-paths approach using disjoint routes with regards to routing overhead.

A Study on Effectiveness using Security Routing based on Mobile Ad-hoc Networks

Cheol-seung Lee 보안공학연구지원센터 2015 International Journal of Security and Its Applicat Vol.9 No.7

The demanding in construction of the stand-alone networks and interconnection between convergence devices have led an increase in research on Mobile Ad-hoc Network and the application of Mobile Ad-hoc Network has been paid much attention as a Ubiquitous computing which is growing fast in the field of computer science. With performance both as hosts and routers, easy network configuration, and fast response, mobile nodes participating in Mobile Ad-hoc Network are suitable for Embedded computing but have vulnerable points, about lack of dynamic network topology due to mobility, network scalability, passive attacks, and active attacks which make it impossible to manage continuous security authentication service. In this study, hashed AODV routing is used to protect from counterfeiting messages by malicious nodes in the course of path finding and setting, and disguising misrouted messages as different mobile nodes and inputting them into the network.

Mobile IP Router in Ad Hoc Network

박천관,Park, Chun-Kwan The Institute of Internet 2011 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.11 No.6

본 논문은 Ad Hoc 네트워크 내의 노드간 통신뿐만 아니라 외부의 인터넷 접속을 제공하는 이동용 IP 라우터 설계에 관한 것이다. Ad Hoc 네트워크는 유선 인프라스트럭쳐 도움 없이 노드간 서로 협력하여 정보를 교환할 수 있는 네트워크이고, 이동 IP 라우터는 네트워크를 하나의 이동 단위로 간주하여, 이동하는 공간에서도 정지된 공간에서와 같은 인터넷 접속을 지원한다. Ad Hoc 네트워크 의 라우팅을 수용하면서 원활한 인터넷 접속을 제공하고자 한다. 이를 통하여 이동용 IP 라우터는 Ad Hoc 단말에게 인터넷 접속 서비스, 라우팅, 및 이동성을 등과 같은 다양한 무선통신 서비스를 제공해 줄 수 있다. This paper addresses mobile IP router which communicate between nodes in Ad Hoc network as well as supply attachment to outer Internet. Ad Hoc network is one which exchanges information through cooperations among nodes without wire infrastructure, mobile IP router considers the network as one mobile unit, and supports Internet connection in mobile as well as fixed spaces. Therefore, this router can accommodate the routing of Ad Hoc network, and provide nodes in Ad Hoc network with Internet connection. So mobile IP router can provide Ad-Hoc terminals with the diverse wireless services, such as Internet connection service, routing, mobility, and so on.

Multi-hop기반 모바일 IP망에서 Anycast를 이용한 성능향상 기법

예휘진(Hwi-Jin Ye),정재필(Jae-Pil Chung),조성준(Sung-Joon Cho) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.4D

모바일 IP는 이동 호스트 이용자가 IP 주소를 변경하지 않으면서 자유로이 장소를 이동할 수 있도록 개발된 프로토콜이다. 그리고 ad-hoc 네트워크는 이동 호스트들이 무선 인터페이스를 사용하여 기반망의 도움 없이 자율적으로 구성하는 임시적인 네트워크이다. 본 논문에서는 모바일 IP 프로토콜을 이용하여 현재 가장 각광을 받고 있는 엑세스 망인 ad-hoc 네트워크를 연동시켜 ad-hoc 네트워크의 사용자들이 자유롭게 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 기술에 대하여 논의한다. 본 논문에서는 기존의 ad-hoc 라우팅 프로토콜에 모바일 IP를 적용하여 ad-hoc 네트워크 간에 향상된 이동성을 지원하기 위한 알고리즘을 제안한다. Mobile IP has been designed to have mobile host users move from place to place without changing their IP address. ad-hoc network is a provisional network whose mobile host users construct networks by themselves without any assistance of infra structure network, using wireless interface. In this paper we discuss the scheme with which ad-hoc network users can access the Internet freely, using mobile IP protocol, and ad-hoc networks are access networks in the spotlight. In this paper we propose algorithm that support enhanced mobility between two ad-hoc networks applying mobile IP at access routing protocol.

이동 Ad-hoc 네트워크에서의 멀티미디어 서비스 구현

노광현,권혜연,신재욱,박애순,Ro Kwang-Hyun,Kwon Hye-Yeon,Shin Jae-Wook,Park Ae-Soon 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.2

이동 Ad-hoc 네트워크(Mobile Ad-hoc Network)는 자기 조직화, 기반망에 독립적인 네트워크의 특성상 많은 응용 분야를 가지고 있다. 본 논문에서는 mRelay(Multi-hop Relay) 시스템이라고 명명한 MANET을 위한 멀티미디어 응용 서비스 모델을 제안한다. mRelay 시스템은 무선 멀티미디어 통신 기능을 가진 무인 이동체를 mRelay 단말로 사용하여 멀티흡 통신 기반의 인터넷 연동이 가능한 멀티미디어 서비스를 제공한다. 멀티흡 라우팅 프로토콜인 AODV가 수정되어 mRelay 단말에 적용되었고, mRelay 시스템이 실내에서의 다양한 시나리오 상황에서 기반망 도움 없이 이동 Ad-hoc 네트워크를 구성하고 유지하며, 안정적인 멀티흡 멀티미디어 서비스가 가능함을 보였다. mRelay 시스템은 다양한 이동 Ad-hoc 네트워크의 응용 서비스에 활용될 수 있을 것이다. Mobile Ad-hoc Network(MANET) could be applied to various applications by virtue of its characteristics such as self-organizing and infrastructure-free network. This paper proposes a multimedia application service model for MANET, called multi-hop Relay(mRelay) system. It supports a multi-hop communication-based multimedia service interworked with Internet by using an unmanned moving robot with wireless multimedia communication function as a mRelay terminal. The modified AODV routing protocol was applied to the terminal and it was verified that composition and maintenance of mobile Ad-hoc network in mRelay system under the various indoor scenarios were successful and stable multi-hop multimedia services were possible. The mRelay system can be applicable to various application services of mobile Ad-hoc networks.

모바일 Ad-hoc 네트워크 환경 기반 P2P 네트워크 관리를 위한 그룹화 메커니즘

허림(Rim Haw),김진호(Jin Ho Kim),홍충선(Choong Seon Hong) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.38 No.1

최근 모바일 단말의 사용과 그에 관련된 제품의 개발이 급증함에 따라 이와 관련된 많은 P2P (Peer-to-Peer) 연구들이 진행 중이다. 특히, Mobile Ad-Hoc 네트워킹 환경에서의 P2P 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, P2P 네트워크에서 파일 검색 시 사용하는 플러딩 방식의 메시지 전송은 네트워크에 따라 파일 탐색 시 쿼리 메시지가 기하급수적으로 증가하는 문제점이 발생한다. 메시지 전송의 증가는 제한적인 전력량을 가진 이동 단말에 있어 전력 소모를 증가시키며, 메시지 처리를 위한 오버헤드를 증가시킨다. 본 논문에서는 P2P에서 파일 검색 시 발생하는 메시지의 전송수를 줄이기 위해 Mobile Ad-Hoc Network 환경에서 Peer를 PPR (Parent Peer)과 CPR (Child Peer)로 구분하여 그룹화하는 메커니즘 및 그룹 P2P 네트워크를 통해 메시지 오버헤드를 감소시키는 방안을 제안하였다. Recently, many researches are going on to provide services of mobile devices since since the number of such devices increases. Especially, P2P researches for mobile devices are progressed a lot in the mobile ad-hoc network environments. In P2P Network, the file search is an important issue for the user to find the requested files quickly and correctly. Many file search schemes use the flooding scheme in P2P network. However, the most of the file search schemes with flooding technique increase the query messages exponentially. This problem causes the huge power consumption in the power constraint mobile devices and increases network overhead. In this paper, we propose a grouping mechanism for P2P network management which separates Peers into PPR (Parent Peer) and CPR (Child Peer) to reduce the network overhead and the number of messages in mobile ad-hoc networks.

Ad-hoc 통신망의 에너지 효율적인 혼잡 제어 기법

조남호(Namho Cho),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2006 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.33 No.5

최근 기지국(Base Station)의 도움 없이 이동 단말기(Mobile Device) 간의 다중 무선 홉을 사용하여 송수신자 간의 데이타 전송을 가능하게 하는 Ad-hoc 통신망에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 인터넷 상에서 광범위하게 사용되고 있는 전송 규약인 TCP(Transmission Control Protocol)는 수동적인 혼잡 제어(Reactive Congestion Control)방식을 사용하여 망의 혼잡으로 인한 패킷 손실 발생이전까지 혼잡 윈도우의 크기를 증가시킨다. 따라서 반복적인 혼잡과 그로 인한 패킷 손실로 인해 재전송을 반복하게 된다. 이와 같이 기존 TCP는 Ad-hoc 통신망에서 동작하는 이동 단말의 한정된 배터리 전원을 고려하지 않고 동작하기 때문에 이동 단말의 에너지를 불필요하게 낭비하는 문제를 가지게 된다. 본 논문은 Ad-hoc 통신망에서 이동 단말의 에너지 효율을 개선하기 위해 불필요한 재전송 방지 및 망상태에 따라 전송률을 적절하게 조절하는 새로운 혼잡 제어 기법인 TCP-New Veno를 제안하였다. 제안한 TCP-New Veno는 이동 단말의 에너지 효율 및 대역폭의 사용률(Utilization)을 향상시킬 있도록 설계되었다. 또한 ns-2 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 제안한 TCP-New Veno에 의해 이동 단말의 에너지 효율이 향상되었음을 확인하였다. In recent years, there have been many researches about Ad-hoc Networks which is available to communicate freely between mobile devices by using multi-hop without any support of relay base or access point. TCP that used the most widely transport protocol in the Internet repeats packet loss and retransmission because it increases congestion window size by using reactive congestion control until packet loss occurs. As a result of this, energy of mobile device is wasted unnecessarily. In this paper, we propose TCP-New Veno in order to improve the energy efficiency of mobile device. According to the state of network, the scheme adjusts appropriate size of congestion window. Therefore, the energy efficiency of mobile device and utilization of bandwidth are improved by the scheme. From the simulation by using ns-2, we could see more improved energy efficiency with TCP-New Veno than those with TCP in Ad-hoc Networks.