센서네트워크

  

NW	무선센서 네트워크(WSN)
정의	- 온도, 기압 등과 같은 물리, 환경 조건을 측정하기 위하여 분산 배포된 센서 노드들을 무선을 통해 정보를 수집하여 이를 중앙 서버로 전달하는 싱크노드(GW)와 수집된 정보를 저장, 관리, 분석, 활용하기 위한 사용자 인터페이스로 구성된 무선 네트워크
특징	- Low Power : 자원제약 존재 - Multi-hop & Broadcast : 기존 애드혹 노드수의 수십배~수백배 노드수로 조밀배치된 노드간 브로드캐스트 통신 - Data Oriented : 전역식별자(Global ID) 기반이 아닌 경로제어 필요
라우팅	- 네트워크 조직에 따른 분류 . 평면 라우팅(Flat routing) : 노드가 모두 동등레벨 . 계층적 라우팅(Hierarchical routing) : 라우팅이나 컴퓨팅 기능이 높은 하나의 센서노드를 클러스터의 헤더로 지정하여 싱크노드와 통신 . 위치기반 라우팅 : GPS등을 통해 센서위치정보 획득하여 라우팅에 사용하는 기법 - 동작관점의 라우팅 . 협상기반 라우팅(중복 데이터 삭제), 질의기반 라우팅(싱크노드가 필요 데이터 질의), 서비스 품질기반 라우팅(어플리케이션에 따라 에너지 소모율과 품질 유지), 다중경로기반 라우팅(여러 가용 경로 설정), 일관된 라우팅(데이터 취합노드 이용)

  

NW	센서네트워크 경로제어
개념	센서기반 네트워크 상에서 통신 데이터를 전송할 경로를 결정하는 과정
네트워크 라우팅	- 평면 라우팅  . DD(Directed Diffusion)  . SPIN(Sensor Protocol for Information via Negotiation) - 계층적 라우팅  . LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)  .TEEN(Threshold-Sensitive Energy-Efficient Sensor Network Protocol) - 위치기반 라우팅  . GEAR(Geographic and Energy-Aware Routing)  . GPSR(Greedy Permeter Stateless Routing)

  

NW	Ad-hoc 네트워크
정의	(리) USN 데이터 전송을 위한 - 고정된 기반망의 도움없이 이동노드만으로 구성된 자율성과 융통선을 부여한 네트워크
특징	- 경량화 : 노드들은 제한된 대역의 무선링크로 연결 - 제한된 성능 : 과도한 플러딩 사용과 주기적 메시지 최소화 - 동적 위상 : 노드 이동으로 동적인 네트워크 위상 가짐 > 빠른 위상변화 반영과 대체경로 사용
경로제어 기법(라우팅)	- Proactive 방식(Table-Driven) : 정기적으로 라우팅 경로를 탐색, 설정하여 저장하는 기법 . DSDV(Destination Sequenced Distance Vector) . WRP(Wireless Routing Protocol) : 이웃노드에게만 전달 - Reactive 방식(On-demand) : 데이터 전송 요구 시 경로를 탐색, 설정하는 라우팅 방법 . AODV(Ad-hoc On-demand Vector) :목적지 순차번호 사용 . DSR(Dynamic Source Routing): 소스라우팅 방식에 기초 . ABR(Associativity-Based Long-lived Routing): 오래 유지되는 라우팅 선택 - Hybrid 방식 : 테이블기반 + 요구기반, 구현 복잡 . ZRP(Zone Routing Protocol) : 동일 영역에서는 Proactive기반 IARP, 외부영역 탐색은 Reactive 기반 IERP

 

NW	센서네트워크 vs Ad-hoc네트워크
구분	센서네트워크	Ad-hoc 네트워크
정의	다양한 센싱 디바이스와 유무선 네트워크 인프라 통합해 감지된 센싱 데이터를 응용서비스 서버로 수집하는 네트워크	고정된 기반망 도움없이 임시적으로 형성되는 통신 디바이스간의 자율적/독립적인 P2P 네트워크
노드수	대규요(수백에서 수만)	100~1000개 노드
네트워크 구조	infra-base만 지원, 하나의 싱크노드 필요	infra-less, infra-base 모두 지원
이동성	필수사항 아님/ 데이터중심	필수사항 / 주소 중심
밀집도/주요통신	고밀집 / Broadcast	상대적 저밀집 / Point-to-Point
라우팅	- 평면라우팅 - 위치기반 라우팅 - 계층적 라우팅	- 테이블기반(Proactive) - 요구기반(Reactive) - 혼합기법
전력/리소스	저전력 필수 / 리소스 제한	저전력 선택적 / 상대적 제한 없음
공통점	멀티 홈을 기반으로 동작

  

NW	MANET (Mobile Ad-hoc NETwork)
정의	중앙 관리 및 고정된 인프라를 사용하지 않고 모바일 노드들로 구성된 무선 네트워크
특징	- 동적 위상 - 대역에 의한 제한, 가변용량, 비대칭 가능 링크 - 에너지에 의해 제약을 받는 운용 - 무선 취약성과 제한된 물리적 보안
구성	- 이동호스트 계층 : 일시적으로 고정 망의 라우터 또는 고정라우터에 접속하는 호스트로 구성 - 이동라우터 계층 : 이동라우터와 각각이 일시적 또는 영구적으로 연계되는 이동 호스트로 구성
요구이슈	- 유연성을 극대화하기 위한 설계 - 대역폭 절약을 위한 수직적 통신 - 주소체계 구조에서의 구성 이슈
프로토콜	- DSDV : Destination Sequenced Distance Vector - AODV : Ad-Hoc On-Demand Vector Routing

 

NW	무선메쉬네트워크 (Wireless Mesh Network)
정의	특정 도시나 산업현장, 캠퍼스, 교통기관등 옥외환경에서 AP간 연결해 넓은 범위에서 무선랜을 서비스하는 기술
특징	- 넓은 커버리지 : 기존 무선랜의 20배이상 커버리지, 반경 1~2Km - 공중망 구성 : 기존 메트로 무선랜 라우터, AP등 연결 - 맞춤형 정보서비스 : AP간 유무선망 연결해 광범위한 지역단위 서비스 - U-city 프로젝트 적합
구성요소	- MPP : MP Portal, Mesh NW 관리 - MP : Mesh Point, WLAN Mesh NW 기능만 갖는 노드 - MAP : Mesh Access Point, MP기능과 인터네트워킹 위한 G/W 기능 제공 - STA : Station, 기존 WLAN 최종노드
기술요소	- MAC layer : Mesh 토폴로지 학습 라우팅 & 포워딩, Mesh N/W 측정, Mesh medium access 조율, Mesh 보안 - Upper layer : Interworing, Mesh 설정 & 관리

  

NW	Itinerary Routing
정의	(리) 무선 센서 네트워크 구성방법 무선 센서 네트워크 환경에서 GCF(Global Closest First), LFC(Local Closest First) 및 변형 라우팅 기법 통해 이동 에이전트 경로결정과 데이터 수집에 사용되는 라우팅 기법
기법	- 단일 이동 에이전트 : GCF, LCF - 다중 이동 에이전트 : TBID
고려사항	- 소모전력 최소화 : 노드/전송 소모전력 최소화 - 모바일 에이전트 사용 : 이동 에이전트 사용, 탈 클라이언트/서버모델

  

NW	센서네트워크 미들웨어
정의	(리) 유비쿼터스 컴퓨팅 위함 운영체제와 응용소프트웨어 사이 네트워크 연결성과 시스템 인터페이스 제공등 높은 수준의 추상화를 제공해 응용 프로그램의 복잡성 감소와 응용개발에 편의성 제공하는 SW
요구사항	- 비기능적 요구사항  . 지역적 알고리즘  . 품질조절 가변 알고리즘  . 데이터 중심 통신  . 응용정보 기반한 설계 및 응용  . 기존 네트워크와 연계 - 기능적 요구사항  . 전력관리  . 위치인식  . 시간동기화  . 소프트웨어 배포 및 자동갱신  . 샌서정보 저장  . 데이터 분배 및 복제  . 보안  . 센서 노드 이질성의 일반화  . 장애관리
미들웨어 종류	- 데이터 중심 : Cougar, SAMANTA, SINA - 이벤트 중심 : DSWare - 이동 에이전트 중심 : SensorWare, Mate - 제한자원 보호구조 : Impala, MiLAN, PADS - 공통센서 기능 제공구조 : DARPA Nest