다중 홉 무선 네트워크에서 종단 간 신뢰성 통신을 위한 평판 기반의 협력적 라우팅 기법 (A Reputation based Cooperative Routing Scheme for End-to-End Reliable Communications in Multi-hop Wireless Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국멀티미디어학회
· 수록지 정보 : 멀티미디어학회논문지 / 12권 / 11호 / 1593 ~ 1608페이지
· 저자명 : 김태훈, 탁성우

초록

다중 홉 무선 네트워크에서는 일부 중계 단말이 악의적인 목적으로 비협력적이거나 이기적인 행동을 하면 네트워크의 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. 무선 단말간의 협력적인 동작을 가정한 기존의 애드혹 라우팅 기법에서는 악의적으로 행동하는 이기적인 무선 단말에 의해 발생되는 성능 감소 문제를 해결할 수 없다. 이에 본 논문에서는 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 향상 시킬 수 있는 평판 기반의 협력적 애드혹 라우팅 프로토콜인 CARE (Cooperative Ad hoc routing protocol based REputation) 기법을 제안하였다. 제안한 CARE 기법은 홉 대 홉 기반의 패킷 포워딩 과정에서 악의적으로 행동하거나 무단으로 라우팅 경로에서 이탈하는 이기적인 무선 단말을 우회하도록 라우팅 경로를 설정하는 네트워크 계층간의 수평적 상호 작용을 제공한다. 그리고 CARE 기법은 수직적 상호 작용을 기반으로 하여 MAC 계층으로부터 획득한 무선 채널의 상황 정보를 반영하여 라우팅 경로의 품질 향상시키며, 네트워크 계층에서 획득한 무선 단말의 평판 정보를 전송 계층에 반영하여 TCP의 성능 향상을 제공한다. CARE 기법의 성능을 평가한 결과, 단말의 빈번한 이동과 악의적인 단말이 존재하는 다중 홉 무선 네트워크 환경에서 패킷 전송의 낮은 실패율과 패킷의 평균 전송 시간의 향상을 제공함과 동시에 종단간 무선 단말의 향상된 TCP 성능을 확인하였다

영어초록

If a certain relay node in multi-hop wireless networks might become a malicious node that does not cooperate with other nodes or a selfish node, network throughput will be dramatically decreased. Most of existing ad hoc routing protocols assuming that the nodes will fully cooperate with other nodes do not resolve the problem of network performance degradation due to malicious and selfish nodes. This paper presents the CARE (Cooperative Ad hoc routing protocol based REputation) scheme incorporating the reputation management that can achieve a multi-hop wireless network with high throughput performance. The proposed scheme provides the horizontal cross-layer approach which can identify misbehaving malicious, selfish nodes dropped out of the hop-by-hop based packet processing in the network and then set up an optimal packet routing path that will detour misbehaving nodes. And the vertical cross-layer approach contained in the CARE scheme attempts to improve the quality of routing paths by exploiting the quality of link information received from the MAC layer. Besides, it provides high TCP throughput by exploiting the reputation values of nodes acquired from the network layer into the transport layer. A case study on experiments and simulations shows that the CARE scheme incorporating vertical and horizontal cross-layer approaches yields better performance in terms of the low rate of packet loss, fast average packet delivery time, and high TCP throughput between end-to-end nodes.

참고자료

· 없음