모바일 Ad Hoc 네트워크에서 가장 어려운 라우팅 문제는 단순히 경로를 찾는 방법이 아니라 해당 경로를 언제 생성해야 하며 얼마나 오랫동안 유지해야 하는지입니다. 지속적인 토폴로지 변경으로 인해 미리 계산된 경로가 오래될 수 있으며, 주문형 검색은 트래픽이 시작되기 전에 지연을 추가할 수 있습니다. MANET Mesh Radio 네트워크의 경우 이러한 균형은 대기 시간, 제어 오버헤드, 대역폭 사용 및 링크 실패 후 복구에 직접적인 영향을 미칩니다. 사전 예방적, 반응적 및 하이브리드 라우팅을 이해하면 엔지니어는 트래픽 패턴, 이동성 및 실제 멀티 홉 운영 조건에 더 잘 맞는 접근 방식을 선택할 수 있습니다.
사전 예방적 라우팅은 애플리케이션 트래픽에 경로가 필요하기 전에 많은 작업을 수행합니다. 노드들은 지속적으로 또는 주기적으로 라우팅 정보를 교환하여 도달 가능한 목적지까지의 경로를 미리 유지할 수 있습니다. 장치가 전송해야 할 때 MANET Mesh Radio는 일반적으로 새로운 네트워크 전체 경로 검색을 시작하는 대신 기존 전달 항목을 참조할 수 있습니다.
반응적 라우팅은 반대 접근 방식을 취합니다. 가능한 모든 경로를 유지하는 대신 소스가 실제로 목적지에 도달해야 할 때 경로를 검색합니다. 이렇게 하면 트래픽이 희박할 때 불필요한 라우팅 활동이 줄어들지만 경로를 찾는 동안 새로운 통신 흐름이 기다려야 할 수도 있습니다. 이 두 가지 동작은 어떤 방법이 보편적으로 더 나은지에 대한 단순한 질문이 아니라 직접적인 리소스 대 지연 균형을 만듭니다.
하이브리드 라우팅은 문제를 나눕니다. 네트워크는 해당 범위 밖의 대상에 대해 주문형 검색을 사용하는 동시에 자주 유용하거나 근처에 있는 경로를 사전에 유지할 수 있습니다. 목표는 두 모델 모두의 비용을 제거하는 것이 아니라 가장 큰 가치를 창출하는 곳에 해당 비용을 배치하는 것입니다.
라우팅 접근방식 |
경로 가용성 |
제어 오버헤드 |
신규 경로 지연 |
다음과 같은 경우에 가장 관련성이 높습니다. |
사전 예방적인 |
일반적으로 사전에 이용 가능 |
연속적 또는 주기적 |
낮은 |
트래픽이 빈번하거나 지연에 민감함 |
반응성 |
필요할 때 생성됨 |
대부분 수요 중심 |
검색 중 더 높음 |
트래픽이 간헐적이거나 선택적임 |
잡종 |
라우팅 범위에 따라 다름 |
두 방법 간에 공유됨 |
목적지에 따라 다름 |
지역 교통과 원거리 교통의 패턴이 다릅니다 |
이 표는 선택 규칙보다는 시작점으로 더 유용합니다. 능동적인 MANET Mesh Radio는 알려진 경로에 대한 빠른 액세스를 제공할 수 있지만 데이터가 거의 전달되지 않는 경로를 유지하는 데 귀중한 통신 시간을 소비합니다. 반응형 설계는 제어 부담의 일부를 피할 수 있지만 경로가 자주 끊어지면 반복적인 발견에 비용이 많이 들 수 있습니다. 네트워크의 한 부분에는 지속적인 경로 지식이 필요한 반면 다른 대상은 가끔씩만 연결되는 경우 하이브리드 동작이 매력적입니다.
사전 예방적 프로토콜은 종단 간 검색을 먼저 수행하지 않고도 노드가 트래픽을 전달할 수 있도록 충분한 라우팅 상태를 유지합니다. 라우팅 또는 토폴로지 메시지는 정기적으로 또는 관련 변경 사항이 발생할 때 교환되며 각 노드는 도달 가능한 대상 보기를 업데이트합니다. 그 결과 새로운 애플리케이션 흐름이 시작되기 전에 전달 정보가 일반적으로 준비되는 MANET Mesh Radio 네트워크가 탄생했습니다.
DSDV는 친숙한 거리 벡터의 예인 반면 OLSR은 사전 예방적 링크 상태 접근 방식을 나타냅니다. OLSR은 정기적으로 토폴로지 정보를 교환하고 선택된 다중 지점 릴레이(MPR)를 사용하여 제어 메시지 플러딩 중에 중복 재전송을 줄입니다. MPR 메커니즘은 브로드캐스트 제어 트래픽을 전달하는 데 필요한 노드 수를 제한하여 기존 플러딩에 비해 불필요한 재전송을 줄입니다.
능동적인 행동은 메시의 의미 있는 부분이 정기적으로 통신할 때 가장 매력적입니다. 많은 노드 쌍이 데이터를 교환하는 경우 곧 사용될 경로를 반복적으로 검색하는 것보다 유지하는 것이 더 효율적일 수 있습니다. 또한 애플리케이션이 예측 가능한 첫 번째 패킷 대기 시간에 높은 가치를 부여하고 MANET Mesh Radio 네트워크가 지속적인 라우팅 업데이트를 지원할 만큼 충분한 용량을 갖고 있는지 평가할 가치가 있습니다.
그러나 높은 이동성만으로는 사전 예방적 라우팅이 확실한 선택이 되지는 않습니다. 급격한 토폴로지 변경으로 인해 저장된 라우팅 정보가 더 빨리 쓸모 없게 될 수 있으며, 이로 인해 네트워크 보기를 유용하게 유지하려면 더 자주 제어 교환이 필요할 수 있습니다. 따라서 조밀한 모바일 메시는 준비된 경로에서 이익을 얻는 동시에 해당 경로를 최신 상태로 유지하기 위해 상당한 비용을 지불할 수 있습니다.
반응적 라우팅은 실제 수요가 있을 때까지 경로 생성을 연기합니다. AODV는 명확한 예를 제공합니다. 소스에 유효한 경로가 없는 대상이 필요한 경우 경로 요청 또는 RREQ를 생성할 수 있습니다. 해당 요청은 적합한 노드가 경로 응답(RREP)을 반환하여 대상을 향한 전달 정보를 설정할 수 있을 때까지 Ad Hoc 네트워크를 통해 전파됩니다.
경로가 존재하면 일반 트래픽은 모든 패킷에 대해 검색을 반복하지 않고도 경로를 사용할 수 있습니다. 활성 경로의 링크를 사용할 수 없게 되면 AODV는 경로 오류(RERR)를 생성할 수 있으므로 영향을 받는 노드는 끊어진 경로를 무효화하고 수정 조치를 취할 수 있습니다. RREQ, RREP 및 RERR은 함께 작동하여 경로 검색, 경로 설정 및 링크 실패 후 복구를 지원합니다.
반응적 라우팅은 네트워크의 일부만 활발하게 통신할 때 매력적일 수 있습니다. 넓은 지역에 걸쳐 많은 무선 장치가 배치되어 있지만 특정 순간에 활성화된 소스-대상 쌍은 소수에 불과한 메시를 상상해 보십시오. 가능한 모든 쌍에 대해 완전한 경로 정보를 유지하면 비례적인 가치를 제공하지 않고 채널 용량을 소비할 수 있습니다. 이러한 조건에서 주문형 MANET Mesh Radio 전략은 활성 트래픽 주변의 라우팅 노력을 집중할 수 있습니다.
간헐적인 원격 측정, 비정기적인 파일 전송, 이벤트 기반 센서 트래픽 및 선택적 명령 링크는 이점을 얻을 수 있는 패턴의 예입니다. 단점은 경로가 설정되는 동안 새로운 대상에 대한 첫 번째 패킷이 추가 지연을 경험할 수 있다는 것입니다. 수요 기반 라우팅은 불필요한 경로 유지 관리를 피할 때 네트워크 대역폭과 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있지만 경로 검색을 사용하면 추가 대기 시간이 발생합니다.
경로가 검색 비용을 정당화할 만큼 충분한 트래픽을 전달하기 전에 경로가 유효하지 않을 수 있으므로 이동성은 계산을 변경합니다. 전체 구성이 안정적인 이웃 관계를 유지한다면 빠르게 움직이는 무전기는 자동으로 문제가 되지 않습니다. 반대로, 건물, 지형, 간섭 또는 안테나 그림자를 통과하는 상대적으로 느린 움직임은 반복적으로 경로를 끊을 수 있습니다.
이러한 이유로 경로 수명은 차량이나 플랫폼 속도보다 운영상의 더 나은 질문인 경우가 많습니다. MANET Mesh Radio가 경로를 반복적으로 발견하다가 나중에 경로를 잃게 되면 반응성 오버헤드와 중단이 빠르게 증가할 수 있습니다. 따라서 주문형 라우팅의 적합성은 트래픽 수요와 검색된 경로가 얼마나 오랫동안 유용하게 유지되는지에 따라 달라집니다.
하이브리드 라우팅은 가능한 모든 대상에 대해 네트워크 전체 유지 관리를 피하면서 가장 큰 이점이 있는 곳에 사전 경로 유지 관리를 배치하려고 합니다. 영역 라우팅 프로토콜(ZRP)은 이 아이디어를 명확하게 보여줍니다. 각 노드는 로컬 라우팅 영역 내에서 사전에 경로를 유지 관리하는 반면, 해당 영역 외부의 대상은 반응적 쿼리 및 응답 메커니즘을 통해 도달합니다.
ZRP에서 라우팅 영역은 홉 단위로 측정된 구성 가능한 반경으로 정의됩니다. 반경이 크다는 것은 노드가 주변 토폴로지에 대해 더 많이 알고 있다는 것을 의미하므로 즉각적인 경로 가용성이 높아지는 동시에 라우팅 유지 관리 범위도 확장됩니다. 더 작은 반경은 로컬 제어 부담을 제한하는 동시에 더 먼 거리의 통신을 반응적 검색으로 추진합니다.
ZRP는 모든 하이브리드 MANET 메시 라디오가 동일한 메커니즘을 사용한다는 증거보다는 아키텍처 예제로 가장 잘 처리됩니다. ZRP는 인터넷 표준이 되기보다는 IETF 인터넷 초안으로 남아 있지만 로컬 사전 대응 및 전역 대응 구조는 하이브리드 라우팅 동작을 이해하는 데 여전히 유용한 모델로 남아 있습니다.
하이브리드 모델은 트래픽이 네트워크 전체에 균일하게 분산되지 않을 때 특히 중요합니다. 근처 노드 그룹은 음성, 원격 측정 또는 조정 데이터를 지속적으로 교환할 수 있는 반면, 더 멀리 있는 노드와의 통신은 가끔씩만 발생합니다. 가까운 경로를 유지하면 일반적인 로컬 트래픽의 지연을 최소화할 수 있으며, 주문형 검색을 통해 모든 원격 경로를 지속적으로 추적하지 않아도 됩니다.
따라서 더 크거나 운영상 다양한 메시는 하이브리드 동작 평가를 정당화할 수 있습니다. 문제는 단순한 프로토콜 레이블이 아니라 구성입니다. 영역 크기와 라우팅 범위에 따라 사전 예방적 오버헤드가 허용되는 정도와 사후 검색이 필요한 빈도가 결정됩니다. 결과적으로 하이브리드 MANET Mesh Radio는 두 가지 순수 접근 방식보다 자동으로 성능이 뛰어나다고 가정하는 대신 현실적인 노드 간격 및 트래픽 분포 하에서 테스트되어야 합니다.
네트워크가 실제로 전달해야 하는 트래픽부터 시작하십시오. 지속적인 비디오, 음성, 명령 링크, 지속적인 원격 측정 및 빈번한 노드 간 데이터 교환으로 인해 가끔 센서 보고 또는 파일 전송과 다른 라우팅 요구가 발생합니다. 통신이 지속되고 목적지가 빠르게 변경될 수 있는 경우 경로 준비 상태가 더 중요할 수 있습니다. 소수의 경로만 활성화된 경우 사용되지 않는 경로를 유지하는 것이 정당화하기 어려울 수 있습니다.
경로 안정성은 원시 이동 속도와 별도로 평가되어야 합니다. 대형으로 이동하는 항공기나 차량에 장착된 무전기는 상대적으로 안정적인 이웃 관계를 유지하면서 빠르게 이동할 수 있습니다. 대조적으로, 구조물, 지형, 초목 또는 기타 장애물 뒤로 이동하는 느린 MANET Mesh Radio는 물리적 속도가 낮음에도 불구하고 빈번한 링크 변경을 경험할 수 있습니다.
유용한 측정은 종단 간 경로가 실행 가능한 기간과 그렇지 않은 경우 통신이 얼마나 빨리 복구되는지입니다. 그런 다음 애플리케이션 요구 사항에 따라 짧은 경로 검색 또는 복구 간격이 허용되는지 여부가 결정됩니다.
프로토콜 이론은 무선 플랫폼이 실제로 구현하고 측정하는 것과 연결될 때만 유용해집니다. WDS MIMOmesh 경량 Airborne 시리즈는 분산형 센터리스 무선 임시 아키텍처를 레이어 2 또는 레이어 3 동적 라우팅, 멀티홉 릴레이, 지점 간, 지점 간, 다지점 간, 스타, 라인, 네트워크 및 하이브리드 토폴로지 모드와 결합합니다. 이러한 기능은 MANET Mesh Radio가 특정 교과서 라우팅 프로토콜을 구현한다고 가정하지 않고 모바일 다중 홉 배포에 어떻게 적합할 수 있는지 평가할 때 관련이 있습니다.
MIMO메시 경량 항공 MANET 메시 라디오 시리즈는 단방향 20MHz 조건에서 6ms의 평균 단일 홉 지연을 지원하며, 1초 미만의 네트워크 액세스, 업데이트 또는 전환 시간 및 멀티 홉 네트워킹 기능도 지원합니다. 이러한 값은 무선 장치가 AODV, DSDV, OLSR, ZRP 또는 다른 명명된 알고리즘을 사용한다는 증거가 아니라 정의된 조건과 연결된 작동 사양으로 처리되어야 합니다.
따라서 유용한 라우팅 결정 매트릭스는 간단합니다.
배포 동작 |
먼저 평가할 라우팅 접근 방식 |
빈번한 트래픽, 목적지 변경, 엄격한 첫 번째 패킷 대기 시간 |
사전 예방적인 |
산발적인 트래픽, 상대적으로 적은 수의 활성 경로, 더 큰 검색 허용 범위 |
반응성 |
로컬 그룹을 넘어서 가끔 통신하는 빈번한 로컬 트래픽 |
잡종 |
최종 선택은 여전히 대표 테스트를 통해 이루어져야 합니다. MANET 메시 라디오는 기본 라우팅 전략이 서류상으로는 적절해 보이는 경우에도 홉 깊이, 채널 정체, 이동성, 간섭 및 동시 트래픽 증가에 따라 다르게 작동할 수 있습니다. 테스트는 경로 유지 관리가 페이로드 트래픽과 경쟁하는 방식을 밝힐 수 있을 만큼 예상 구성, 노드 수, 애플리케이션 혼합 및 오류 이벤트를 밀접하게 재현해야 합니다.
을 위한 WDS MIMOmesh와 같은 분산 MANET Mesh Radio 시스템 , 동적 라우팅 및 멀티 홉 릴레이와 같은 기능은 검증을 위한 출발점을 제공합니다. 배포 팀은 경로가 얼마나 빨리 적응하는지, 여러 홉에 걸쳐 처리량이 어떻게 변하는지, 토폴로지가 방해를 받을 때 대기 시간이 허용 가능한 수준으로 유지되는지 확인해야 합니다. 그 증거는 단순히 장비 사양에 MANET Mesh Radio라는 용어가 사용되기 때문에 장비를 선택하는 것보다 더 가치가 있습니다.
사전 예방적, 반응적, 하이브리드 라우팅 중에서 선택하는 것은 네트워크가 경로 준비 상태, 제어 오버헤드, 이동성 및 복구 시간의 균형을 맞추는 방법에 따라 결정됩니다. 따라서 MANET Mesh Radio는 프로토콜 레이블만 사용하기보다는 실제 트래픽 패턴, 홉 수 및 링크 변경 사항을 기준으로 평가해야 합니다.
모바일 멀티홉 연결이 필요한 배포를 위해 Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd.는 동적 라우팅 및 멀티홉 릴레이 기능을 갖춘 MIMOmesh 시스템을 제공합니다. 현실적인 현장 테스트와 함께 사용되는 이러한 기능은 팀이 토폴로지 및 운영 조건 변화에 따라 보다 효율적으로 통신을 유지하는 네트워크를 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다.
A: MANET 라우팅 프로토콜은 일반적으로 사전 예방적, 반응적 및 하이브리드 접근 방식으로 그룹화됩니다. 주로 네트워크 토폴로지가 변경됨에 따라 경로가 생성, 유지 관리 및 업데이트되는 시점이 다릅니다.
A: 사전 예방적 라우팅은 경로를 지속적으로 유지하여 경로 설정 지연을 줄입니다. 반응적 라우팅은 필요할 때만 경로를 검색하므로 일상적인 제어 트래픽은 낮아지지만 초기 전송 대기 시간은 늘어날 수 있습니다.
A: 보편적인 선택은 없습니다. 성능은 이동성 속도보다는 경로 안정성, 트래픽 빈도, 노드 밀도, 홉 수 및 복구 요구 사항에 따라 달라집니다.
A: MANET Mesh Radio는 인접 노드를 통해 트래픽을 전달할 수 있으므로 경로가 변화하는 연결에 적응하는 동안 데이터가 직접 무선 범위를 넘어 목적지에 도달할 수 있습니다.
A: AODV는 반응형 라우팅 프로토콜입니다. 경로 요청 및 응답 메시지를 사용하여 요청 시 경로를 검색한 다음 활성 링크가 실패하면 경로를 복구하거나 교체합니다.
A: 라우팅 메시지는 애플리케이션 트래픽과 제한된 무선 통신 시간을 공유합니다. 과도한 제어 트래픽은 특히 노드 수, 이동성 및 다중 홉 활동이 증가함에 따라 사용 가능한 처리량을 감소시킬 수 있습니다.