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이동성이 큰 에드 - 혹 네트워크를 위한 효율적인 멀티캐스트 라우팅 프로토콜
김예경(Yekyung Kim),이미정(Meejeong Lee) 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.28 No.1
본 논문에서는 에드-혹 망의 멀티캐스트 라우팅 프로토콜인 ODMRP(On-Demand Multicast Routing Protocol)를 확장한 PatchODMRP를 제안한다. ODMRP는 네트워크 상에서 멀티캐스트그룹의 송신원으로부터 수신원에 이르는 경로 상에 있는 노드들을 FG(Forwarding Group) 노드로 선출하여 이들이 해당 멀티캐스트그룹에 속하는 패킷을 모두 플러딩하도록 함으로써 멀티캐스트 그룹 데이타 전송을 담당하는 메쉬를 구성하도록 하는 방안이다. 그런데 ODMRP는 주기적으로 이 메쉬를 구성하는 FG 노드들을 재 선정하기 때문에 이 주기가 길어지면 메쉬 구성이 네트워크 노드들의 이동성을 따라가지 못해 메쉬분리가 발생하고 데이타가 손실될 수 있다. 반면에 이 주기를 짧게 하면 오버헤드가 지나치게 커질 수 있다. 특히, 송신원의 수가 적은 경우 ODMRP의 메쉬는 매우 성기게 형성되는데, 이 때 호스트들의 이동성이 크면 메쉬 연결을 유지하기 위하여 이 주기를 짧게 잡아주거나, 높은 데이타 손실율을 감수해야 한다. 본 논문에서는 이 문제점을 해결하고자 각 FG 노드들이 BEACON 신호를 이용해 자신에 인접한 메쉬에 손실이 발생한 것을 인지하고 이를 국부적인 플러딩을 통하여 빠르게 복구하는 메커니즘을 ODMRP에 추가한 PatchODMRP 방식을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 ODMRP와 제안하는 PatchODMRP의 성능을 비교한 결과, PatchODMRP가 호스트의 이동성에 훨씬 강하며, ODMRP에 비하여 낮은 오버헤드로 높은 데이타 전송률을 제공할 수 있음을 보여주었다. In this paper, we propose an ad-hoc multicast routing protocol, referred to as Patch ODMRP. PatchODMRP extends the ODMRP (On-Demand Multicast Routing Protocol), which is a mesh-based multicast routing protocol proposed for ad-hoc networks. In ODMRP, the nodes that are on the shortest paths between the multicast group members are selected as Forwarding Group (FG) nodes, and form a forwarding mesh for the multicast group. The ODMRP reconfigures the forwarding mesh periodically to adapt it to the node movements. When the number of sources in the multicast group is small, usually the forwarding mesh is formed sparsely and it can be very vulnerable to mobility. In this case, very frequent mesh reconfigurations are required in ODMRP, resulting in large control overhead. To deal with this problem in a more efficient way, PatchODMRP makes each FG node keep checking if there is a symptom of mesh separation around itself. When an FG node finds such symptom, it tries to patch itself to the mesh with a local flooding of control messages. Through a course of simulation experiments, the performance of PatchODMRP is compared to the performance of ODMRP. The simulation results show that PatchODMRP improves the data delivery ratio, and reduces the control overheads. It has also been shown that the performance gain is larger when the degree of node mobility is bigger.
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에드 혹 네트워크를 위한 계층적인 메쉬 기반 멀티캐스트 라우팅 프로토콜
김예경(Yekyung Kim),이미정(Meejeong Lee) 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.28 No.4
본 논문에서는 에드 혹 망을 위한 메쉬 기반의 새로운 멀티캐스트 라우팅 프로토콜인 HMMRP (Hierarchical Mesh-based Multicast Routing Protocol)를 제안한다. HMMRP는 송신원 중 일부를 코어 송신원으로 두고 타 송신원들이 코어 송신원 중 하나에 반드시 연결되도록 한다. 그리고 송신원별 트리의 합집합으로 구성되는 메쉬에 의해 송신원과 수신원이 연결되도록 한다. HMMRP는 이들 연결 경로 상의 노드들로써 데이타 전달 메쉬를 형성하고 이를 정기적으로 재구성한다. 특히, 일반 송신원으로부터 코어 송신원에 이르는 경로와 코어 송신원으로부터 수신원에 이르는 트리에 해당하는 메쉬에 대해서는 정기적인 재구성 기간보다 훨씬 짧은 기간마다 국부적으로 메쉬 단절 가능성을 감시하고 복구하도록 함으로써, 임의의 송신원 수신원간에 최소한 송신원-코어-수신원을 경유하는 메쉬를 통해 데이타를 전달할 수 있도록 한다. 이렇게 함으로써 이동성이 높은 에드 혹 네트워크일지라도 정기적인 메쉬 재구성 기간을 짧게 잡지 않고 높은 데이타 전달율을 제공할 수 있다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과, HMMRP 는 이동성에 대한 성능저하가 상대적으로 적으며, 특히 멀티캐스트 그룹의 규모가 커질수록 이동성에 대한 성능저하가 더욱 경미해짐을 알 수 있었다. We propose a mesh based multicast routing protocol referred to as HMMRP for ad-hoc networks. In HMMRP, a limited number of sources are selected as core sources, and the rest of the sources of a multicast group are connected to one of those core sources. The sources and the receivers of a multicast group are also connected through per source trees. In HMMRP, the data delivery mesh of a multicast group are composed of the nodes on these paths, and are reconfigured at regular intervals. Furthermore, each mesh member that lies on the paths between the sources and the core sources as well as be-tween the core sources and the receivers keeps checking if there is a symptom of mesh separation around itself. When a mesh member finds such symptom, it tries to patch itself to the mesh with a local flooding. As a result, the part of the data delivery mesh on those paths are kept connected with a lot higher probability than the rest of the data delivery mesh. That is, for a certain source receiver pair, it is very likely that at least there exists a data delivery path that route from the source to a core source and then to the receiver. Therefore, HMMRP may provide very high data delivery ratio without frequent entire data delivery mesh reconfiguration even when the nodal mobility is high. Simulation results show that HMMRP shows relatively little performance degradation with respect to mobility. Furthermore, the performance degradation with respect to mobility is even smaller when the size of the multicast group becomes larger.
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UNI 4.0 기반 ATM 망에서의 IP 멀티캐스트 지원 방안을 위한 서비스 구조
이미정(MeeJeong Lee),정선(Sun Jung),김예경(YeKyung Kim) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.27 No.3
인터넷에서의 대부분의 중요한 실시간 멀티미디어 응용들은 멀티캐스트 서비스를 요구하므로 이들 응용을 ATM 기반의 인터넷에서 지원하기 위해서는 IP 멀티캐스트의 효율적인 처리가 필수적이다. IETF에서는 UNI 3.0/3.1 기반 ATM 망에서 연결형 일대다 ATM VC로 비연결형의 IP 멀티캐스트를 지원하기 위해 MARS(Multicast Address Resolution Server) 모델을 제안하였다. UNI 3.0/3.1 시그널링으로는 동적으로 멀티캐스트 그룹에 참여하려는 수신원을 VC 연결의 주체인 송신원에게 알릴 수 없기 때문에, MARS는 동적으로 멀티캐스트 그룹에 참여하려는 멤버들의 요청을 받아 이를 송신원에게 알려주는 오버레이 서비스를 제공한다. 그런데 ATM Forum이 UNI 3.0/3.1 시그널링을 수정, 보완하여 표준화한 UNI 4.0 시그널링에서는 일대다 ATM VC에 참여하기 위해 수신원이 직접 송신원으로 신호할 수 있는 LIJ(Leaf Initiated Join) 기능이 제안되었다. 본 논문에서는 UNI 4.0 기반의 ATM 망에서 LIJ 기능을 이용하여 IP 멀티캐스트 서비스를 제공하는 UNI4MARS 모델을 제안한다. MARS 서버와는 대조적으로, 제안하는 UNI4MARS 서버는 수신원이 LIJ 요청을 할 때 필요로 하는 송신원 정보를 알려주기 위하여 멀티캐스트 그룹에 대한 송신원의 등록/탈퇴 정보를 유지한다. 시뮬레이션을 통하여 비교해 본 결과, 제안하는 UNI4MARS 모델은 동적인 IP 멀티캐스트를 지원하는 기능적인 면에서는 기존의 MARS 모델과 동일 하지만 송신원에 비하여 수신원의 수가 많은 비대칭적 다중점 대 다중점 응용의 경우 구현에 필요한 프로세싱 오버헤드 및 메모리와 대역폭 요구량 측면에서 MARS 모델보다 유리함을 알 수 있었다. Most of the important real time multimedia applications require multipoint transmissions. To support these applications in ATM based Internet environments, it is important to provide efficient IP multicast transportations over ATM networks. IETF proposed MARS(Multicast Address Resolution Server) as the service architecture to transport connectionless IP multicast flows over connection oriented ATM VCs. MARS assumes UNI3.0/3.1 signalling. Since UNI3.0/3.1 does not provide any means for receivers to request a join for a multicast ATM VC, MARS provides overlay service to relay join request from IP multicast group members to the sources of the multicast group. Later on, ATM Forum standardized UNI4.0 signalling, which is provisioned with a new signalling mechanism called LIJ(Leaf Initiated Join). LIJ enables receivers to directly signal the source of an ATM VC to join. In this paper, we propose a new service architecture providing IP multicast flow transportation over ATM networks deploying UNI4.0 signalling. The proposed architecture is named UNI4MARS. It comprises service components same as those of the MARS. The main functionality provided by the UNI4MARS is to provide source information to the receivers so that the receivers may exploit LIJ to join multicast ATM VCs dynamically. The implementation overhead of UNI4MARS and that of MARS are compared by a course of simulations. The simulation results show that the UNI4MARS supports the dynamic IP multicast group changes more efficiently with respect to processing, memory and bandwidth overhead.
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