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KR101473868B1 - 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드 - Google Patents

컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드 Download PDF

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KR101473868B1
KR101473868B1 KR20130146863A KR20130146863A KR101473868B1 KR 101473868 B1 KR101473868 B1 KR 101473868B1 KR 20130146863 A KR20130146863 A KR 20130146863A KR 20130146863 A KR20130146863 A KR 20130146863A KR 101473868 B1 KR101473868 B1 KR 101473868B1
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KR
South Korea
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hop
nodes
content
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KR20130146863A
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English (en)
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고영배
김재범
신대욱
Original Assignee
아주대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드를 제공한다. 특히, 네트워크를 구성하는 노드들 중 일부 노드를 릴레이 노드로 선정하여 인터레스트 메시지 및 데이터 메시지가 상기 릴레이 노드를 집중 경유하여 전달되도록 하고, 상기 릴레이 노드 중에서 퍼블리셔 릴레이 노드를 선정하여 상기 퍼블리셔 릴레이 노드만이 상기 네트워크 전체로 플러딩되는 멀티홉 컨테츠 어나운스 메시지를 생성 및 브로드캐스트 하도록 함으로써, 효율적인 통신을 가능하게 하며 네트워크 성능을 향상킬 수 있는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드를 제공한다.

Description

컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드 {A node and a method of communicating among a plurality of nodes in content-centric networking environment}
본 발명의 기술적 사상은 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드에 관한 것으로, 상세하게는 효율적인 통신을 가능하게 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드에 관한 것이다.
현재 인터넷의 근간인 IP(Internet Protocol) 기반의 호스트 중심 네트워킹 기술이 동영상 컨텐츠 서비스 수요의 증가로 인한 인터넷 트래픽의 폭발적 증가 추세에 부합하지 못함에 따라, 새로운 네트워킹 아키텍처로 컨텐츠 중심 네트워킹(content-centric networking) 기술이 제안되었다.
상기 컨텐츠 중심 네트워킹 기술은, 트래픽을 효율적으로 처리하기 위해 인터넷의 주요 사용 용도가 컨텐츠의 요청 및 배포라는 점에 기인하여 호스트 기기의 위치를 나타내는 인터넷 주소가 아닌 컨텐츠 이름 자체를 네트워킹을 위한 주소로 사용하여 사용자가 원하는 컨텐츠를 가장 가까운 곳에서 가져올 수 있게 하는 기술이다. 상기 컨텐츠 중심 네트워킹 기술은, 종단간 연결성을 필요로 하지 않고 네트워크를 구성하는 노드의 캐싱(caching)으로 인해 데이터 반복 전송의 비효율성을 피할 수 있도록 하며 라우팅 루프(routing loop) 문제가 발생되지 않도록 할 수 있어 새로운 네트워킹 아키텍처로 각광받고 있다.
최근에는 스마트폰과 같은 이동 단말의 빠른 보급으로 인해 사용자의 인터넷 접속 환경이 이동 중심으로 변화하면서, 네트워크를 구성하는 노드가 고정된 유선 환경뿐만 아니라 컨텐츠 제공자가 이동성을 가지거나 네트워크를 구성하는 모든 노드가 이동성을 가질 수 있는 모바일 애드혹 네트워크(mobile ad-hoc network) 에서도 상기 컨텐츠 중심 네트워킹 기술의 특징을 구현하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
공개특허 제2013-0080626호
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 노드들 사이의 브로드캐스트 오버헤드를 줄이고 컨텐츠 정보 및 데이터의 효율적인 전달을 가능하게 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법은, 복수의 노드들이 각각, 자신으로부터 2홉 내에 인접하는 이웃노드에 대한 토폴로지 정보에 기초하여 적어도 하나의 릴레이 노드를 선정하는 단계와, 상기 선정된 릴레이 노드들이 각각, 자신이 퍼블리셔(publisher) 릴레이 노드인지 여부를 판정하는 단계, 및 상기 판정된 퍼블리셔 릴레이 노드들이 각각, 자신의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보를 포함하는 멀티홉 컨텐츠 어나운스(multi-hop content announce) 메시지를 생성하고, 상기 선정된 릴레이 노드들을 통해 상기 복수의 노드들로 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경을 구현하는 노드는, 자신으로부터 2홉 내에 인접하는 이웃노드에 대한 토폴로지 정보를 저장하는 토폴로지 정보 저장부, 및 상기 토폴로지 정보에 기초하여 1홉 이웃노드 중에서 적어도 하나의 릴레이 노드를 선정하는 릴레이 노드 선정부를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드는, 네트워크를 구성하는 노드들 중 일부 노드를 릴레이 노드로 선정하여 인터레스트 메시지 및 데이터 메시지가 상기 릴레이 노드를 집중 경유하여 전달되도록 함으로써, 채널 혼잡 및 충돌을 방지할 수 있다.
또한, 상기 릴레이 노드 중에서 퍼블리셔 릴레이 노드를 선정하여, 상기 퍼블리셔 릴레이 노드만이 상기 네트워크 전체로 플러딩되는 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 생성 및 브로드캐스트하도록 함으로써, 상기 네트워크의 브로드캐스트 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법이 적용된 네트워크를 순서에 따라 도시한 개념적인 도면들이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 도 2의 릴레이 노드를 선정하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 도 2의 퍼블리셔 릴레이 노드를 선정하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경을 구현하는 노드의 기능 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
컨텐츠 중심 네트워킹(content-centric networking) 환경에서는 인터레스트(interest) 및 데이터의 이분법적 전송 방식이 이용된다. 즉, 상기 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서는 노드, 예컨대 캐싱을 제공할 수 있는 단말이 원하는 컨텐츠의 이름에 기초한 인터레스트(즉, 요청(request 또는 query)) 메시지를 전송하면, 상기 컨텐츠를 가지고 있는 노드가 해당 컨텐츠를 포함하는 데이터를 상기 컨텐츠를 요청한 노드로 전송하는 "컨텐츠 요청 → 컨텐츠 전송" 방식이 이용된다.
상기 컨텐츠 중심 네트워크 환경이 고정된 네트워크의 도움없이 동적으로 변화되는 노드들간에 자율적으로 구성되는 모바일 애드혹 네트워크(Mobile Ad-hoc NETwork, MANET)에서 구현되는 경우에는, MANET의 특성 상 인터레스트 메시지를 비롯한 모든 형태의 메시지가 브로드캐스트 방식으로 전체 노드들로 전달된다. 즉, 모든 형태의 메시지가 각 노드를 통해 플러딩(flooding)되어 전체 노드들로 전파된다.
이와 같은 MANET의 브로드캐스트 특성으로 인해, 상기 컨텐츠 중심 네트워킹 환경이 MANET에서 구현되는 경우에는 각 노드가 메시지 재전송에 참여하게 됨에 따라 채널 경쟁 및 충돌 확률이 증가하여 전체적인 네트워크 성능이 저하될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법 및 노드에 관한 것으로, 이하에서는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경이 MANET에서 구현됨을 전제로 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상이 MANET 이외의 네트워크에서도 적용될 수 있음은 당업자에게 충분히 이해될 수 있다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법이 적용된 네트워크를 순서에 따라 도시한 개념적인 도면들이다. 도 1a 내지 도 1h에서는, 상기 네트워크가 노드 0 내지 10으로 구성되는 것으로 도시되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 네트워크는 더 많은 수의 노드를 구비할 수 있다. 노드 0 내지 10은, 무선 인터페이스를 가지며 호스트의 이동 컴퓨팅 기능과 라우터의 라우팅 기능을 동시에 만족할 수 있는 기기일 수 있다. 노드 0 내지 10은, 예컨대 모바일 폰, 노트북, 태블릿 PC, PDA, 또는 센서를 가진 이동 장치 등의 기기일 수 있다.
도 1a를 참조하면, 노드 0 내지 10은 각각, 1홉 이웃노드로 자신의 컨텐츠 어나운스(Content Announce, 이하 CA) 메시지를 송신하고, 상기 1홉 이웃노드로부터 상기 1홉 이웃노드의 CA 메시지를 수신한다. 노드 0의 경우를 예로 들면, 노드 0은 노드 1 및 4로 자신의 CA 메시지를 송신하고, 노드 1 및 4로부터 노드 1 및 4 각각의 CA 메시지를 수신한다. 이 때, 상기 CA 메시지는 플러딩 범위가 1홉으로 제한된다.
상기 CA 메시지는, 상기 CA 메시지를 송신하는 노드에 대한 정보 및 상기 CA 메시지를 송신하는 노드의 1홉 이웃노드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 CA 메시지는, 상기 CA 메시지를 송신하는 노드 자신의 컨텐츠 정보(Content Prefix), 식별 정보(ID), 캐시 히트율 정보(Cache-hit Ratio), 노드 타입 정보(Type), 홉 카운트 정보(HOP Count), 및 메시지 타입 정보(CA Type)를 포함할 수 있다.
컨텐츠 정보(Content Prefix)는, 해당 노드에 저장된 컨텐츠에 대한 정보로, 예컨대 컨텐츠 네임, 컨텐츠 제공자(provider)의 네임 등을 포함할 수 있다. 식별 정보(ID)는 노드를 구별하기 위한 정보일 수 있으며, 예컨대 MAC 어드레스일 수 있다. 캐시 히트율 정보(Cache-hit Ratio)는, 자신의 컨텐츠가 다른 노드에 의해 얼마나 자주 참조되었는가를 나타내는 정보로, 네트워크의 전체 컨텐츠 요청 수와 자신의 컨텐츠 리플라이 수 비율을 포함하는 정보일 수 있다. 노드 타입 정보(Type)는, 해당 노드가 릴레이 노드인가를 구별하기 위한 정보일 수 있다. 홉 카운트 정보(HOP Count)는 상기 CA 메시지가 노드들을 통해 포워딩된 홉 수에 대한 정보일 수 있다. 메시지 타입 정보(CA Type)는 상기 CA 메시지의 플러딩 범위가 1홉인가 아니면 2홉 이상인가(즉, 멀티홉 CA 메시지)를 구별하기 위한 정보일 수 있다.
상기 CA 메시지는, 상기 CA 메시지를 송신하는 노드의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보 리스트(Neighbor Content Prefix List), 식별 정보 리스트(Neighbor ID List), 및 노드 타입 정보 리스트(Neighbor Type List)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 CA 메시지는 리스트화된 상기 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보, 식별 정보 및 노드 타입 정보를 포함할 수 있다.
상기 CA 메시지는, 상기 CA 메시지를 송신하는 노드에 의해 임의적으로 생성될 수 있다. 예컨대, 후술되는 도 1e에서와 같이 각 노드가 자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드를 선정한 결과를 알리기 위해서, 릴레이 노드 선정 후 1홉 이웃노드의 노드 타입 정보 리스트(Neighbor Type List)에서 선정된 릴레이 노드의 노드 타입을 릴레이 노드로 변경한 CA 메시지를 생성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 CA 메시지는 소정의 주기로 생성될 수도 있다.
노드 0 내지 10은 각각, 상기 1홉 이웃노드로부터 수신한 CA 메시지에 기초하여 토폴로지 정보를 생성하고, 상기 토폴로지 정보를 저장한다.
상기 토폴로지 정보는, 해당 노드의 자신으로부터 2홉 내에 인접하는 이웃노드에 대한 정보일 수 있다. 예컨대, 상기 토폴로지 정보는 해당 노드의 1홉 이웃노드 정보 및 상기 1홉 이웃노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드 정보를 포함할 수 있다. 상기 1홉 이웃노드 정보는, 상기 CA 메시지를 송신하는 노드의 컨텐츠 정보, 식별 정보, 및 캐시 히트율 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 2홉 이웃노드 정보는, 상기 CA 메시지를 송신하는 노드의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트 및 타입 정보 리스트를 포함할 수 있다. 상기 토폴로지 정보는, 해당 노드가 CA 메시지를 수신할 때마다 갱신될 수 있다.
노드 0의 경우를 예로 들면, 노드 0은 노드 1 및 4로부터 수신한 노드 1 및 4의 CA 메시지를 기초로, 1홉 이웃노드인 노드 1 및 4에 대한 정보와 2홉 이웃노드인 2, 3, 7 및 10에 대한 정보들을 포함하는 토폴로지 정보를 생성하여 저장할 수 있다.
도 1b 내지 1d를 참조하면, 노드 0 내지 10은 각각, 자신의 토폴로지 정보에 기초하여 자신의 1홉 이웃노드 중에서 적어도 하나의 릴레이 노드를 선정한다. 상기 릴레이 노드는, 상기 릴레이 노드를 선정한 노드로부터 송신되는 인터레스트 메시지 및 데이터 메시지가 다른 노드들로 분산되어 플러딩되지 않고 자신을 통해서 집중적으로 플러딩되도록 하기 위한 노드이다.
릴레이 노드 선정과정을 더 상세히 설명하면, 우선, 노드 0 내지 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드의 MPRcost를 산출하고, 자신의 1홉 이웃노드 중에서 가장 큰 MPRcost를 갖는 노드를 상기 릴레이 노드로 선정한다.
상기 MPRcost는 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112013109218964-pat00001
상기 수학식 1에서, i는 특정 노드(노드 0 내지 10 중 어느 하나)의 i번째 1홉 이웃노드를 나타낸다. 2hRatio(i)는 상기 특정 노드의 2홉 이웃노드 수와 상기 특정 노드의 상기 i번째 1홉 이웃노드가 갖는 1홉 이웃노드 수 사이의 비율을 나타낸다. CachehitRatio(i)는 네트워크 전체의 컨텐츠 요청 수와 상기 노드의 상기 i번째 1홉 이웃노드의 컨텐츠 리플라이 비율을 나타낸다. α는 가중치 계수를 나타낸다. α는 0보다 크거나 같고 1보다 작거나 같을 수 있고, 이에 따라 상기 MPRcost는 2hRatio(i) 및 CachehitRatio(i) 중 적어도 하나를 기초로 산출될 수 있다.
이어서, 노드 0 내지 10은 각각, 자신의 토폴로지 정보에서 상기 선정된 릴레이 노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드에 대한 정보를 제거한다. 즉, 노드 0 내지 10은 각각, 자신의 토폴로지 정보에 포함된 2홉 이웃노드에 대한 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트 및 타입 정보 리스트에서 상기 선정된 릴레이 노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드에 대한 정보들을 제거한다.
노드 0 내지 10은 각각, 자신의 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드에 대한 정보가 전부 제거될 때까지 상술한 릴레이 노드 선정 프로세스를 반복한다.
노드 0, 2, 7 및 9의 릴레이 노드 선정 결과를 나타내는 도 1b에서 노드 0의 경우를 예로 들어 릴레이 선정 프로세스를 설명한다. 도 1b를 설명함에 있어, 설명의 편의를 위해 2hRatio만을 기초로 노드 1 및 4의 MPRcost가 산출되는 것으로 가정한다(α=0). 도 1c 및 도 1d에서도 마찬가지이다.
노드 0은 1홉 이웃노드인 노드 1 및 4의 MPRcost를 산출한다. 노드 0의 2홉 이웃노드 수는 4(노드 2, 3, 7 및 10)이고, 노드 1의 1홉 이웃노드 수는 2(노드 2 및 10), 노드 4의 1홉 이웃노드 수는 3(노드 3, 7 및 10)이므로, 노드 1의 MPRcost는 2/4이고 노드 4의 MPRcost는 3/4이다.
노드 0은, 가장 큰 MPRcost를 갖는 노드 4를 릴레이 노드로 선정하고, 토폴로지 정보에서 노드 4를 통해 연결되는 2홉 이웃노드(노드 3, 7 및 10)에 대한 정보를 제거한다.
노드 0은 상기 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드 정보 중 노드 2에 대한 정보가 존재하기 때문에 다시 릴레이 노드를 선정한다. 노드 0은 1홉 이웃노드인 노드 1을 릴레이 노드로 선정하고 상기 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드 정보 중 노드 2에 대한 정보를 제거한다.
이와 유사하게, 노드 2는 노드 1과 5를 릴레이 노드로 선정하고, 노드 7은 노드 4와 8을 릴레이 노드로 선정하고, 노드 9는 노드 5와 8을 릴레이 노드로 선정한다. 그리고 노드 2, 7 및 9는 각각 자신의 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드에 대한 정보를 전부 제거한다.
노드 1, 4, 5 및 8의 릴레이 노드 선정 결과를 나타내는 도 1c에서 노드 1의 경우를 예로 들어 다른 릴레이 선정 프로세스를 설명한다.
노드 1은 1홉 이웃노드인 노드 0, 2 및 10의 MPRcost를 산출한다. 노드 1의 2홉 이웃노드 수는 3(노드 4, 5 및 8)이고, 노드 0의 1홉 이웃노드 수는 1(노드 4), 노드 2의 1홉 이웃노드 수는 1(노드 5)이고, 노드 10의 이웃노드 수는 3(노드 4, 5 및 8)이므로, 노드 0의 MPRcost는 1/3이고 노드 2의 MPRcost는 1/3이고 노드 10의 MPRcost는 1이다.
노드 1은, 가장 큰 MPRcost를 갖는 노드 10을 릴레이 노드로 선정하고, 토폴로지 정보에서 노드 10을 통해 연결되는 2홉 이웃노드(노드 4, 5 및 8)에 대한 정보를 제거한다.
노드 10은 상기 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드에 대한 정보가 전부 제거되었기 때문에, 추가적으로 릴레이 노드를 선정하지 않는다.
이와 유사하게, 노드 4, 5 및 8도 노드 10을 릴레이 노드로 선정하고, 각각 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드에 대한 정보를 전부 제거한다.
노드 3 및 6의 릴레이 노드 선정 결과를 나타내는 도 1d에서 노드 3의 경우를 예로 들어 또 다른 릴레이 선정 프로세스를 설명한다.
노드 3은 1홉 이웃노드로 노드 4만을 가지므로, 노드 4를 릴레이 노드로 선정하고, 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드인 노드 0, 7 및 10에 대한 정보를 제거한다. 마찬가지로, 노드 6은 노드 5를 릴레이 노드로 선정하고 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드인 노드 2, 9 및 10에 대한 정보를 제거한다.
도 1e를 참조하면, 노드 0 내지 10은 각각, 릴레이 노드 선정 결과가 반영된 CA 메시지를 자신의 1홉 이웃노드로 송신한다. 상세하게는, 노드 0 내지 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드의 노드 타입 정보 리스트(Neighbor Type List)에서 선정된 릴레이 노드의 노드 타입 정보를 변경한 CA 메시지를 생성하고, 변경된 CA 메시지를 자신의 1홉 이웃노드로 송신한다. 또한, 노드 0 내지 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드로부터 상기 자신의 1홉 이웃노드의 릴레이 노드 선정 결과가 반영된 CA 메시지를 수신한다. 여기서 릴레이 노드 선정 결과가 반영된 CA 메시지들도 도 1a에서 설명한 CA 메시지와 마찬가지로 플러딩 홉 범위가 1홉으로 제한된다.
노드 0 내지 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드로부터 수신한 CA 메시지를 확인하고, 자신의 노드 타입 정보(Type)를 갱신할 수 있다. 또한, 노드 0 내지 10은 각각, 자신을 릴레이 노드로 선정한 노드로부터 수신한 CA 메시지를 상기 자신을 릴레이 노드로 선정한 노드로 재전송할 수 있다.
이와 같이, 상기 네트워크에서 인터레스트 및 데이터 메시지가 노드 0 내지 10 전부에 의해서 플러딩되지 않고, 릴레이 노드로 선정된 노드 1, 4, 5, 8 및 10에 의해서 플러딩됨에 따라, 상기 인터레스트 및 데이터 메시지 전송 시 상기 네트워크에서 간섭, 혼잡 및 충돌 확률이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 네트워크의 성능이 향상될 수 있다.
도 1f를 참조하면, 노드 0 내지 10 중 릴레이 노드로 선정된 노드 1, 4, 5, 8 및 10이 각각, 자신이 퍼블리셔 릴레이 노드인지 여부를 판정한다. 상기 퍼블리셔 릴레이 노드는, 모든 노드가 상기 네트워크 전체로 CA 메시지를 브로드캐스트하지 않도록 하기 위한 노드이다. 상기 퍼블리셔 릴레이 노드는, 자신의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보를 포함하는 멀티홉 CA 메시지를 생성하고, 상기 자신의 1홉 이웃노드를 대표하여 상기 네트워크 전체로 상기 멀티홉 CA 메시지를 브로드캐스트하는 노드이다. 상기 멀티홉 CA 메시지는, 도 1a 및 도 1e에서 설명한 CA 메시지와 유사하게 상기 멀티홉 CA 메시지를 송신하는 노드에 대한 정보 및 상기 멀티홉 CA 메시지를 송신하는 노드의 1홉 이웃노드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 멀티홉 CA 메시지는, 도 1a 및 도 1e에서 설명한 CA 메시지와 달리 메시지 타입 정보(CA type)가 2홉 이상을 나타내는 점에서 차이가 있다.
퍼블리셔 릴레이 노드 판정 프로세스를 더 상세히 설명하면, 우선 릴레이 노드로 선정된 노드 1, 4, 5, 8 및 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 중에 릴레이 노드로 선정된 노드가 있는지를 판단한다.
노드 1, 4, 5, 8 및 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 중에 상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드가 있으면, 자신의 1홉 이웃노드 수와 상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드의 1홉 이웃노드 수를 비교하고, 상기 자신의 1홉 이웃노드 수가 상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드의 1홉 이웃노드 수보다 크거나 같을 때 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정한다. 노드 1, 4, 5, 8 및 10은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 중에 상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드가 없으면, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정한다. 노드 1, 4, 5, 8 및 10은 각각, 자신의 토폴로지 정보를 기초로 상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드와 1홉 이웃노드 수를 비교할 수 있다.
퍼블리셔 릴레이 노드로 판정된 릴레이 노드는, 자신의 CA 메시지에서 메시지 타입 정보(CA type)를 변경하여 멀티홉 CA 메시지를 생성하고, 인접한 릴레이 노드들을 통해서 상기 네트워크를 구성하는 전체 노드들로 상기 멀티홉 CA 메시지를 브로드캐스트한다.
릴레이 노드로 선정된 노드 1, 4, 5, 8 및 10 중 노드 4를 예로 들어 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 프로세스를 설명하면, 노드 4는 1홉 이웃노드 중에 릴레이 노드로 선정된 노드 10을 갖는다. 노드 4는, 자신의 1홉 이웃노드 수가 노드 10의 1홉 이웃노드 수와 동일하기 때문에, 자신을 퍼블리셔 노드로 결정한다. 노드 5도 이와 유사하게 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정한다.
릴레이 노드로 선정된 노드 1, 4, 5, 8 및 10 중 노드 1을 예로 들어 다른 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 프로세스를 설명하면, 노드 1은 1홉 이웃노드 중에 릴레이 노드로 선정된 노드 10을 갖는다. 노드 1은, 자신의 1홉 이웃노드 수가 노드 10의 1홉 이웃노드 수보다 작기 때문에, 자신을 퍼블리셔 노드로 결정하지 않는다. 노드 8도 이와 유사하게 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하지 않는다.
릴레이 노드로 선정된 노드 1, 4, 5, 8 및 10 중 노드 10을 예로 들어 또 다른 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 프로세스를 설명하면, 노드 10은 모두 릴레이 노드로 선정된 1홉 이웃노드들을 갖는다. 노드 10은, 자신의 1홉 이웃노드 수가 노드 1 및 8 각각의 1홉 이웃노드 수보다 크고 노드 4 및 5 각각의 1홉 이웃노드 수와 같아, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정한다.
판정된 퍼블리셔 릴레이 노드 4, 5 및 10은 각각, 멀티홉 CA 메시지를 생성하고, 인접한 릴레이 노드를 통해서 상기 네트워크의 전체 노드들로 상기 멀티홉 CA 메시지를 브로드캐스트한다. 상기 판정된 퍼블리셔 릴레이 노드 4, 5 및 10이 이웃한 노멀 노드로 상기 멀티홉 CA 메시지를 전송할 수 있음은 물론이다.
한편, 퍼블리셔 릴레이 노드로 선정되지 않은 릴레이 노드 1 및 8은, 자신의 컨텐츠 정보를 포함하는 멀티홉 CA 메시지를 소정 시간 전달받지 못하는 경우, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정할 수 있다. 즉, 상기 릴레이 노드 1 및 8은, 자신의 컨텐츠 정보를 포함하는 멀티홉 CA 메시지를 전달받지 못하는 경우에는, 자신의 CA 메시지에서 메시지 타입 정보(CA type)를 변경하여 멀티홉 CA 메시지를 생성하고, 생성된 멀티홉 CA 메시지를 인접한 릴레이 노드들을 통해서 상기 네트워크를 구성하는 전체 노드들로 브로드캐스트한다. 이를 통해, 상기 네트워크에서 각 노드의 컨텐츠 정보가 정확하게 유지될 수 있다.
도 1g는 퍼블리셔 릴레이 노드 5가 멀티홉 CA 메시지를 브로드캐스트하는 경우를 도시한다. 도 1g를 참조하면, 퍼블리셔 릴레이 노드 5가 생성하여 브로드캐스트하는 멀티홉 CA 메시지는, 릴레이 노드 10 및 4를 경유하여 노멀 노드 0, 3 및 7로 전달될 수 있다. 상기 멀티홉 CA 메시지는 릴레이 노드 10 및 1을 경유하여 노멀 노드 1 또는 2로 전달될 수 있다. 상기 멀티홉 CA 메시지는 릴레이 노드 10 및 8을 경유하여 노드 7 또는 9로 전달될 수 있다. 상기 멀티홉 CA 메시지는 노멀 노드 2, 6 및 9로 직접 전달될 수도 있다. 마찬가지로, 퍼블리셔 릴레이 노드 4 및 10이 생성하여 브로드캐스트하는 멀티홉 CA 메시지도 상기 네트워크의 전체 노드들로 전달될 수 있다.
이와 같이, 네트워크를 구성하는 노드들 모두가 CA 메시지를 상기 네트워크 전체로 브로드캐스트하지 않고, 퍼블리셔 릴레이 노드로 판정된 노드들만이 인접한 이웃노드의 컨텐츠 정보를 포함하는 멀티홉 CA 메시지를 상기 네트워크 전체로 브로드캐스트함에 따라, 브로드캐스트 오버헤드가 감소될 수 있다. 따라서, 상기 네트워크는 브로드캐스트 스토밍 등으로 인한 문제가 방지될 수 있고, 성능 또한 향상될 수 있다.
도 1h는 노드 3이 전송하는 인터레스트 메시지의 플러딩을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1h를 설명함에 있어서, 노드 3이 컨텐츠 소비자(consumer)이고 노드 9가 노드 3이 요청하는 컨텐츠를 제공하는 컨텐츠 제공자(provider)이며, 도 1g에서와 같이 노드 9의 컨텐츠 정보를 포함한 멀티홉 CA 메시지가 노드 5에 의해 브로드캐스트되어, 노드 3이 상기 멀티홉 CA 메시지를 전달받은 것을 전제하여 설명한다.
도 1h를 참조하면, 노드 3은 노드 5에 의해 브로드캐스트된 멀티홉 CA 메시지를 기초로 컨텐츠 제공자인 노드 9까지의 거리를 추정하여 인터레스트 메시지 홉 범위를 결정한다. 상세하게는, 노드 3은 상기 멀티홉 CA 메시지에 포함된 노드 5의 1홉 이웃노드 컨텐츠 정보 리스트(즉, 노드 9의 컨텐츠 정보)를 기초로 자신이 요청하는 컨텐츠의 제공자가 노드 9임을 확인한다. 노드 3은, 상기 멀티홉 CA 메시지에 포함된 홉 카운트 정보(HOP Count)를 기초로 노드 9까지의 거리를 추정하고, 추정된 거리에 대응하도록 자신의 인터레스트 메시지의 홉 범위(4홉)를 설정한다. 예컨대, 노드 3은 자신의 인터레스트 메시지에서 추정된 거리에 대응하도록 추정 홉 카운트 정보(Expected HOP)를 변경할 수 있다.
이어서, 노드 3은 플러딩 홉 범위를 4홉으로 갖는 인터레스트 메시지를 브로드캐스트한다. 이에 따라, 노드 3에 의해 브로드캐스트된 상기 인터레스트 메시지가 4홉 이상으로 플러딩되지 않는다. 그리고, 상기 인터레스트 메시지는, 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 설명한 바와 같이 릴레이 노드 4, 5, 8 및 10을 통해서 컨텐츠 제공자인 노드 9로 전달된다.
유사하게, 상기 인터레스트 메시지를 수신한 노드 9가 데이터 메시지를 전송하는 경우에도, 상기 인터레스트 메시지의 홉 범위를 기초로 플러딩 홉 범위를 제한할 수도 있다. 이 경우, 노드 9는 자신의 데이터 메시지에서 상기 인터레스트 메시지의 홉 범위에 대응하도록 추정 홉 카운트 정보(Expected HOP)를 변경할 수 있다.
이와 같이, 노드 0 내지 10 중 어느 하나의 노드가 컨텐츠를 요청하기 위한 인터레스트 메시지를 브로드캐스트하는 경우, 퍼블리셔 릴레이 노드 4, 5, 9 및 10를 통해 전달된 멀티홉 CA 메시지를 기초로 플러딩 홉 범위를 제한한다. 이를 통해, 인터레스트 메시지의 무제한적인 전파가 방지될 수 있어, 네트워크의 브로드캐스트 오버헤드가 감소될 수 있다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법을 도시한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 도 2의 릴레이 노드를 선정하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 도 2의 퍼블리셔 릴레이 노드를 선정하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 도 2 내지 도 4를 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 도 1a 내지 도 1h에서와 중복되는 부분은 간략하게 설명한다.
우선, 컨텐츠 중심 네트워킹 환경을 구현하는 복수의 노드들이 각각, 1홉 이웃노드로부터 수신한 CA 메시지를 기초로 자신으로부터 2홉 내에 인접한 이웃노드의 정보에 관한 토폴로지 정보를 생성한다(S100). 여기서, 상기 CA 메시지는 플러딩 범위가 1홉으로 제한된다.
이어서, 상기 복수의 노드들이 각각, 자신의 토폴로지 정보를 기초로 자신의 1홉 이웃노드 중에서 적어도 하나의 릴레이 노드를 선정한다(S200).
도 3을 참조하여 릴레이 노드 선정 프로세스를 상세히 설명하면, 상기 복수의 노드들은 각각, 자신의 1홉 이웃노드의 MPRcost를 산출하고(S210), 자신의 1홉 이웃노드 중에서 가장 큰 MPRcost를 갖는 노드를 상기 릴레이 노드로 선정한다(S220). 이어서 상기 복수의 노드들은 각각, 자신의 토폴로지 정보에서 상기 선정된 릴레이 노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드에 대한 정보를 제거한다(S230). 상기 복수의 노드들은 각각, 자신의 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드에 대한 정보가 존재하는가를 판단하고, 자신의 토폴로지 정보에서 2홉 이웃노드에 대한 정보가 전부 제거될 때까지 상기 S210 단계 내지 S230 단계를 반복한다(S240).
상기 복수의 노드들은 각각, 릴레이 노드 선정 결과가 반영된 CA 메시지를 자신의 1홉 이웃노드로 브로드캐스트한다(S300). 이에 따라, 상기 복수의 노드들은 각각, 자신이 릴레이 노드인지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 상기 릴레이 노드 선정 결과가 반영된 CA 메시지는 플러딩 범위가 1홉으로 제한된다.
상기 복수의 노드들 중 릴레이 노드로 선정된 노드들은 각각, 자신이 퍼블리셔 릴레이 노드인지 여부를 판정한다(S400).
도 4를 참조하여 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 프로세스를 상세히 설명하면, 릴레이 노드로 선정된 노드들은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드로 선정된 노드가 있는가를 판단한다(S410). 자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드로 선정된 노드가 있는 경우, 릴레이 노드로 선정된 노드들은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 수가 자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드로 선정된 노드의 1홉 이웃노드 수보다 크거나 같은지 여부를 판단한다(S420). 릴레이 노드로 선정된 노드들은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 수가 자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드로 선정된 노드의 1홉 이웃노드 수보다 크거나 같으면, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정한다(S430). 릴레이 노드로 선정된 노드들은 각각, 자신의 1홉 이웃노드 수가 자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드로 선정된 노드의 1홉 이웃노드 수보다 작으면, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하지 않고 퍼블리셔 릴레이 노드 선정 프로세스를 종료한다.
자신의 1홉 이웃노드 중에서 릴레이 노드로 선정된 노드가 없는 경우, 릴레이 노드로 선정된 노드들은 각각, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하고(S430) 퍼블리셔 릴레이 노드 선정 프로세스를 종료한다.
릴레이 노드로 선정된 노드들 중에서 퍼블리셔 릴레이 노드로 판정된 노드들은 각각, 멀티홉 CA 메시지를 생성하고, 인접한 릴레이 노드를 통해서 네트워크의 전체 노드들로 상기 멀티홉 CA 메시지를 브로드캐스트 한다(S500).
이와 같이, 본 발명은 네트워크, 예컨대 MANET에서 노드들 중 일부 노드를 릴레이 노드로 선정하여 인터레스트 메시지 및 데이터 메시지가 전달되도록 하고, 상기 릴레이 노드 중에서 퍼블리셔 릴레이 노드를 선정하여 상기 퍼블리셔 릴레이 노드만이 상기 네트워크 전체로 플러딩되는 멀티홉 CA 메시지를 생성 및 브로드캐스트 하도록 한다. 이를 통해 MANMET의 브로드캐스트 특성으로 인한 채널 혼잡 및 충돌을 방지하고, 브로드캐스트 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워킹 환경을 구현하는 노드(100)의 기능 블록도이다. 도 5를 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 도 1a 내지 도 4에서와 중복되는 부분은 간략하게 설명한다.
도 5를 참조하면, 노드(100)는 토폴로지 정보 저장부(110), 포워딩 정보 베이스(120), 릴레이 노드 선정부(130), CA 메시지 생성부(140), 퍼블리셔 릴레이 노드 판정부(150), 컨텐츠 스토어(160) 및 펜딩 인터레스트 테이블(170)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 노드(100)는 다른 노드로부터 CA 메시지를 수신하는 인커밍(incoming) 페이스 및 다른 노드로 CA 메시지를 송신하는 아웃고잉(outgoing) 페이스를 구비할 수도 있다. 여기서 페이스는 인터페이스로 표현될 수도 있다.
토폴로지 정보 저장부(110)는 자신으로부터 2홉 내에 인접하는 이웃노드에 대한 토폴로지 정보(top)를 저장할 수 있다. 토폴로지 정보(top)는 노드(100)의 1홉 이웃노드 정보, 예컨대 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보, 식별 정보, 캐시 히트율 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 토폴로지 정보는 상기 1홉 이웃노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드 정보, 예컨대 2홉 이웃노드의 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트 등을 포함할 수 있다.
토폴로지 정보 저장부(110)는 다른 노드로부터 수신하는 CA 메시지(rCA)를 기초로 토폴로지 정보(top)를 생성하여 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 토폴로지 정보 저장부(110)는 상기 다른 노드로부터 수신하는 CA 메시지(rCA)에서 일부 정보를 필터링하는 필터부(도시 생략) 및 필터링된 일부 정보를 상기 토폴로지 정보로 저장하는 메모리부(도시 생략)로 구성될 수도 있다.
토폴로지 정보 저장부(110)는 상기 다른 노드로부터 수신하는 CA 메시지(rCA)를 포워딩 정보 베이스(120)로 전송할 수 있다.
포워딩 정보 베이스(120)는 상기 다른 노드로부터 수신하는 CA 메시지(rCA)에 포함된 적어도 일부 정보 및 페이스 정보를 저장할 수 있고, 이에 기초하여 노드(100)가 CA 메시지 등을 다른 노드로 포워딩할 수 있도록 한다.
릴레이 노드 선정부(130)는 토폴로지 정보 저장부(110)에 저장된 토폴로지 정보(top)에 기초하여 노드(100)의 1홉 이웃노드 중에서 가장 큰 MPRcost를 갖는 노드를 적어도 하나의 릴레이 노드로 선정할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 릴레이 노드 선정부(130)는 노드(100)의 토폴로지 정보(top)를 기초로 1홉 이웃노드의 MPRcost를 산출하는 MPRcost 산출부, 노드(100)의 1홉 이웃노드의 MPRcost를 비교하여 릴레이 노드를 선정하는 선정부, 및 토폴로지 정보 저장부(110)에서 노드(100)의 2홉 이웃노드 정보를 확인하여 릴레이 노드를 계속 선정할지 여부를 판단하고 노드(100)의 2홉 이웃노드 정보의 변경을 제어하는 신호(rem)를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
CA 메시지 생성부(140)는, 노드(100)의 정보를 다른 노드로 알리기 위한 CA 메시지(tCA)를 생성할 수 있다. CA 메시지 생성부(140)는, 컨텐츠 스토어(160)로부터 노드의 컨텐츠 정보(CI) 등을 수신하고 토폴로지 정보(top)를 수신하여, CA 메시지(tCA)를 생성할 수 있다. CA 메시지(tCA)는 노드(100)의 컨텐츠 정보, 식별 정보, 캐시 히트율 정보, 노드 타입 정보, 메시지 타입 정보 등과 노드(100)의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트, 노드 타입 정보 리스트 등을 포함할 수 있다.
CA 메시지 생성부(140)는, 릴레이 노드 선정부(130)로부터 릴레이 노드 선정 결과정보(rres)를 수신하면, 릴레이 노드 선정 결과정보(rres)에 기초하여 노드(100)의 1홉 이웃노드의 노드 타입 정보 리스트에서 릴레이 노드로 선정된 노드의 타입 정보가 변경된 CA 메시지(tCA)를 생성할 수 있다.
CA 메시지 생성부(140)는, 퍼블리셔 릴레이 노드 판정부(150)로부터 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 결과정보(prres)를 수신하면, 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 결과정보(prres)에 기초하여 노드(100)의 메시지 타입 정보가 변경된 CA 메시지(tCA)를 생성할 수 있다.
CA 메시지 생성부(140)는, 릴레이 노드 선정 결과정보(rres) 또는 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 결과정보(prres)를 수신하는 경우와 같이 임의적으로 CA 메시지(tCA)를 생성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 주기적으로 CA 메시지(tCA)를 생성할 수도 있다.
퍼블리셔 릴레이 노드 판정부(150)는, 다른 노드가 노드(100)를 릴레이 노드로 선정한 결과가 반영된 CA 메시지(rCA)를 수신하면, 노드(100)가 퍼블리셔 릴레이 노드인가를 판정할 수 있다.
퍼블리셔 릴레이 노드 판정부(150)는, 노드(100)가 릴레이 노드로 선정된 경우, 토폴로지 정보(top)에 기초하여 노드(100)의 1홉 이웃노드 수와 노드(100)의 1홉 이웃노드 중 다른 릴레이 노드의 1홉 이웃노드 수를 비교하여 노드(100)를 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정할 수 있다.
퍼블리셔 릴레이 노드 판정부(150)는, 노드(100)가 릴레이 노드로 선정되었으나 퍼블리셔 릴레이 노드로 판정되지 않은 경우, 소정의 기간 동안 다른 노드로부터 노드(100)의 정보가 포함된 CA 메시지(rCA)를 수신하지 않으면, 노드(100)를 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정할 수 있다.
퍼블리셔 릴레이 노드 판정부(150)는, 퍼블리셔 릴레이 노드 판정 결과정보(prres)를 CA 메시지 생성부(140)로 전송할 수 있다.
컨텐츠 스토어(160)는 데이터 컨텐츠와 컨텐츠 리스트를 저장할 수 있다. 컨텐츠 스토어(160)는 저장된 컨텐츠 네임에 대한 인터레스트 메시지를 수신하는 경우 즉시 응답해줄 수 있도록 한다.
펜딩 인터레스트 테이블(170)은, 수신된 인터레스트 메시지에 대한 응답으로 컨텐츠를 전송할 수 있는 노드로 상기 인터레스트 메시지를 전송한 후 어느 페이스(도시 생략)로 상기 인터레스트 메시지가 입력되고 출력되었는지를 기록 관리할 수 있다. 이를 통해, 펜딩 인터레스트 테이블(170)은 상기 인터레스트가 지나온 역 방향 경로를 따라 데이터 메시지가 전달될 수 있도록 한다.
이와 같이 노드(100)는 MANET에서 컨텐츠 중심 네트워킹 환경을 구현하는 경우에도, 채널 혼잡 및 충돌을 방지하고 브로드캐스트 오버헤드를 감소시켜 효율적인 통신이 가능하도록 하고, MANET의 성능을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100: 노드 110: 토폴로지 정보 저장부
120: 포워딩 정보 베이스 130: 릴레이 노드 선정부
140: CA 메시지 생성부 150: 퍼블리셔 릴레이 노드 판정부
160: 컨텐츠 스토어 170: 펜딩 인터레스트 테이블

Claims (18)

  1. 복수의 노드들이 각각, 자신으로부터 2홉 내에 인접하는 이웃노드에 대한 토폴로지 정보에 기초하여 적어도 하나의 릴레이 노드를 선정하는 단계;
    상기 선정된 릴레이 노드들이 각각, 자신이 퍼블리셔(publisher) 릴레이 노드인지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 판정된 퍼블리셔 릴레이 노드들이 각각, 자신의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보를 포함하는 멀티홉 컨텐츠 어나운스(multi-hop content announce) 메시지를 생성하고, 상기 선정된 릴레이 노드들을 통해 상기 복수의 노드들로 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 단계;
    를 포함하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 릴레이 노드를 선정하는 단계 이전에,
    상기 복수의 노드들이 각각, 적어도 하나의 1홉 이웃노드로부터 수신한 컨텐츠 어나운스(content announce) 메시지에 기초하여 상기 토폴로지 정보를 생성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 토폴로지 정보는, 상기 1홉 이웃노드 정보 및 상기 1홉 이웃노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 컨텐츠 어나운스 메시지는,
    상기 1홉 이웃노드에 대한 컨텐츠 정보, 식별 정보, 캐시 히트율 정보, 노드 타입 정보, 홉 카운트 정보, 및 메시지 타입 정보와,
    상기 1홉 이웃노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드에 대한 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트 및 노드 타입 정보 리스트를 포함하고,
    플러딩 홉 범위가 1홉으로 제한된 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 릴레이 노드를 선정하는 단계는,
    (a) 상기 복수의 노드들이 각각, 자신의 1홉 이웃노드의 MPRcost를 산출하는 단계;
    (b) 상기 복수의 노드들이 각각, 상기 자신의 1홉 이웃노드 중에서 가장 높은 MPRcost를 갖는 노드를 상기 릴레이 노드로 선정하는 단계;
    (c) 상기 복수의 노드들이 각각, 상기 토폴로지 정보에서 자신의 2홉 이웃노드 정보 중 상기 선정된 릴레이 노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드에 대한 정보를 제거하는 단계; 및
    (d) 상기 복수의 노드들이 각각, 상기 토폴로지 정보에서 상기 자신의 2홉 이웃노드 정보가 전부 제거될 때까지, 상기 (a) 내지 (c) 단계를 반복하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 MPRcost는 하기 수식 1에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
    수식 1
    Figure 112013109218964-pat00002

    여기서, i는 상기 복수의 노드들 중 임의의 노드의 i번째 1홉 이웃노드를 나타내고, 2hRatio(i)는 상기 임의의 노드의 2홉 이웃노드 수와 상기 i번째 1홉 이웃노드가 갖는 1홉 이웃노드 수 사이의 비율을 나타내고, CachehitRatio(i)는 전체 컨텐츠 요청 수와 상기 i번째 1홉 이웃노드의 컨텐츠 리플라이 비율을 나타내고, α는 가중치 계수를 나타내며, 0≤α≤1임
  6. 제1 항에 있어서, 상기 릴레이 노드를 선정하는 단계와 상기 퍼블리셔 릴레이 노드인지 여부를 판정하는 단계 사이에는,
    상기 복수의 노드들이 각각, 상기 릴레이 노드의 선정 결과가 반영된 컨텐츠 어나운스 메시지를 다른 노드들로 브로드캐스트하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 퍼블리셔 릴레이 노드인지 여부를 판정하는 단계는,
    상기 선정된 릴레이 노드들이 각각, 자신의 1홉 이웃노드 중에 릴레이 노드로 선정된 다른 노드가 있는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드가 있는 경우, 상기 선정된 릴레이 노드들이 각각, 자신의 1홉 이웃노드 수가 상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드의 1홉 이웃노드 수보다 크거나 같을 때 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하는 단계; 및
    상기 릴레이 노드로 선정된 다른 노드가 없는 경우, 상기 선정된 릴레이 노드들이 각각, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 단계 이후에,
    상기 선정된 릴레이 노드들 중에서 상기 퍼블리셔 릴레이 노드로 판정되지 않은 적어도 하나의 릴레이 노드가 소정의 시간 동안 다른 퍼블리셔 릴레이 노드로부터 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 수신하지 못하는 경우, 자신을 상기 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하고 상기 선정된 릴레이 노드들을 통해 상기 복수의 노드들로 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 판정된 퍼블리셔 릴레이 노드들은 각각,
    자신의 컨텐츠 정보 및 상기 자신의 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보를 취합하여 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 생성하고,
    상기 자신의 1홉 이웃노드를 대표하여 상기 선정된 릴레이 노드들을 통해 상기 복수의 노드들로 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지는,
    상기 판정된 퍼블리셔 노드들 각각에 대한 컨텐츠 정보, 식별 정보, 캐시 히트율 정보, 노드 타입 정보, 홉 카운트 정보, 및 메시지 타입 정보와,
    상기 판정된 퍼블리셔 릴레이 노드들 각각의 1홉 이웃노드에 대한 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트 및 노드 타입 정보 리스트를 포함하고,
    플러딩 홉 범위가 2홉 이상인 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 단계 이후에,
    상기 복수의 노드들 중 상기 멀티홉 컨텐츠 광고 메시지를 수신한 어느 하나의 노드가 컨텐츠를 요청하기 위한 인터레스트(interest) 메시지를 전송하는 경우,
    상기 인터레스트 메시지를 전송하는 노드는, 상기 멀티홉 컨텐츠 광고 메시지에서 각 노드의 컨텐츠 정보 및 홉 카운트 정보를 기초로 상기 인터레스트 메시지를 전송하는 노드로부터 상기 인터레스트 메시지가 지시하는 컨텐츠를 구비하는 노드까지의 홉 범위를 추정하고, 상기 추정된 홉 범위를 기초로 상기 인터레스트 메시지의 플러딩 홉 범위를 제한하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 중심 네트워킹 환경에서 노드들 사이의 통신 방법.
  12. 컨텐츠 중심 네트워킹 환경을 구현하는 노드로,
    자신으로부터 2홉 내에 인접하는 이웃노드에 대한 토폴로지 정보를 저장하는 토폴로지 정보 저장부;
    상기 토폴로지 정보에 기초하여 1홉 이웃노드 중에서 적어도 하나의 릴레이 노드를 선정하는 릴레이 노드 선정부; 및
    자신이 상기 1홉 이웃노드를 대신하여 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 브로드캐스트하는 퍼블리셔 릴레이 노드인지 여부를 판정하는 퍼블리셔 릴레이 노드 판정부;
    를 포함하는 노드.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 토폴로지 정보는,
    상기 1홉 이웃노드 정보 및 상기 1홉 이웃노드를 통해 연결되는 2홉 이웃노드 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 릴레이 노드 선정부는, 상기 토폴로지 정보를 기초로 상기 1홉 이웃노드의 MPRcost를 산출하여, 상기 1홉 이웃노드 중에서 가장 높은 MPRcost를 갖는 노드를 상기 릴레이 노드로 선정하되,
    상기 MPRcost는, 자신의 2홉 이웃노드의 수와 상기 1홉 이웃노드의 1홉 이웃노드 수 사이의 비율 및 상기 1홉 이웃노드의 캐시 히트율 중 적어도 하나를 기초로 산출되는 것을 특징으로 하는 노드.
  15. 제12 항에 있어서,
    컨텐츠 어나운스 메시지를 생성하는 컨텐츠 어나운스 메시지 생성부;를 더 포함하되,
    상기 컨텐츠 어나운스 메시지는, 자신의 컨텐츠 정보, 식별 정보, 캐시 히트율 정보, 노드 타입 정보, 홉 카운트 정보 및 메시지 타입 정보와,
    상기 1홉 이웃노드의 컨텐츠 정보 리스트, 식별 정보 리스트 및 노드 타입 정보 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드.
  16. 삭제
  17. 제12 항에 있어서, 상기 퍼블리셔 릴레이 노드 판정부는,
    상기 1홉 이웃노드로부터 자신을 릴레이 노드로 선정한 결과가 반영된 컨텐츠 어나운스 메시지를 수신하는 경우로, 상기 1홉 이웃노드 중에 다른 릴레이 노드가 있고 자신의 1홉 이웃노드 수가 상기 다른 릴레이 노드의 1홉 이웃노드 수보다 크거나 같을 때, 또는 상기 1홉 이웃노드 중에 다른 릴레이 노드가 없을 때 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하는 것을 특징으로 하는 노드.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 퍼블리셔 릴레이 노드 판정부는,
    상기 1홉 이웃노드로부터 자신을 릴레이 노드로 선정한 결과가 반영된 컨텐츠 어나운스 메시지를 수신하는 경우로, 소정의 시간 동안 다른 노드로부터 멀티홉 컨텐츠 어나운스 메시지를 수신하지 못하는 때, 자신을 퍼블리셔 릴레이 노드로 결정하는 것을 특징으로 하는 노드.
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