효율적인 무선 메쉬 백본 네트워크를 구성하기 위한 H-AODV(Hierarchical-AODV) 라우팅 프로토콜

구혜림,김광수,노병희,김유선 한국차세대컴퓨팅학회 2010 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.6 No.1

최근 이동 애드혹 메시 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. AODV는 애드혹 네트워크를 위하여 많이 사용되는 라우팅 프로토콜들중의 하나이나, AODV는 그 특성상 네트워크의 규모가 커질 경우 경로설정과 통신 과 정에 심각한 성능저하를 발생시킨다. 본 논문에서는 이동 애드혹 메시 네트워크 환경에서 경로 설정과 복구 성능을 개선하기 위하여 AODV 라우팅 프로토콜에 계층적 구조를 결합시킨 Hierarchical-AODV (H-ADOV)를 제안한 다. H-AODV에서는 메시 라우터들로 클러스터를 구성하고 각 클러스터에는 헤더가 존재한다. 클러스터 헤드들 간 에 클러스터간 라우팅 정보를 교환하여 모든 메시 라우터들이 전체 네트워크에 대한 토폴로지를 이해하게 함으로 써, 경로를 설정하고 복구하는데 걸리는 시간을 현저하게 줄일 수 있다. 시뮬레이션 결과는 H-AODV가 기존의 AODV보다 라우팅 오버헤드와 Route Discovery시간을 현저하게 감소시키고, 소통율은 크게 향상시킴을 보여준다.

애드혹 센서 네트워크에서 AODV 라우팅 정보변조 공격노드 탐지 및 추출기법

이재현,김진희,권경희,Lee, Jae-Hyun,Kim, Jin-Hee,Kwon, Kyung-Hee 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.12

애드 혹 센서 네트워크 환경에서 사용되는 대표적인 라우팅 방식인 AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)는 무선보안 메커니즘의 부재로 라우팅 정보가 모든 노드에게 노출되어 있다. AODV방식의 문제점은 공격자가 네트워크 내부에 침입하여 임의대로 라우팅 경로를 수정하여 자신을 통과하는 경로를 최단경로로 판단하게 하는 라우팅 정보 변조공격이 가능하다는 것이다. 본 논문에서는 AODV 라우팅 정보 중 공격자가 RREQ(Route Request) 패킷의 소스 시퀀스 번호와 홉 카운트를 변조하여 사용하는 공격을 설계했다. 그리고 설계한 공격을 보안 암호화 및 인증방식이 아닌 AODV의 메커니즘 안에서 공격자를 발견하고 발견된 공격자를 고립시켜 네트워크 성능저하를 막을 수 있는 방법을 제안한다. 본 연구는 네트워크 보안을 위해 과도한 보안 알고리즘의 도입으로 생기는 오버헤드를 네트워크 메커니즘을 통하여 줄이고자 한다. 제안된 메커니즘의 성능 평가는 NS-2를 이용하였으며 정상적인 네트워크 상황, 공격 시 네트워크 상황 그리고 제안 메커니즘이 적용된 네트워크 상황하에서 목적지 노드의 데이터 총 수신량을 통하여 성능을 비교 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제안하는 방식을 도입하였을 경우 데이터의 총 수신량이 정상적인 네트워크 상황과 거의 동일하게 나타남을 확인하였다. In ad-hoc sensor network, AODV routing information is disclosed to other nodes because AODV protocol doesn't have any security mechanisms. The problem of AODV is that an attacker can falsify the routing information in RREQ packet. If an attacker broadcasts the falsified packet, other nodes will update routing table based on the falsified one so that the path passing through the attacker itself can be considered as a shortest path. In this paper, we design the routing-information-spoofing attack such as falsifying source sequence number and hop count fields in RREQ packet. And we suggest an efficient scheme for detecting the attackers and isolating those nodes from the network without extra security modules. The proposed scheme doesn't employ cryptographic algorithm and authentication to reduce network overhead. We used NS-2 simulation to evaluate the network performance. And we analyzed the simulation results on three cases such as an existing normal AODV, AODV under the attack and proposed AODV. Simulation results using NS2 show that the AODV using proposed scheme can protect the routing-information-spoofing attack and the total n umber of received packets for destination node is almost same as the existing norm at AODV.

무선 전송환경의 링크품질을 고려한 개선된 AODV 라우팅프로토콜

이태훈,전승우,김영호,Lee, Tae-Hoon,Jeun, Sung-Woo,Kim, Young-Ho 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.10

오늘날 MANET에 대한 관심의 증대와 더불어 효율적인 MANET 라우팅프로토콜에 대한 연구가 활발히 진행중에 있다. 본 논문은 전술적 MANET 환경에서 Topology의 빈번한 변화와 제한적 무선환경에 적응된 라우팅 프로토콜을 개선하기 위해, 기존의 AODV라우팅 경로설정과정에서 Hop-Count만을 참조하던 방식에서 각 구간의 채널용량을 참조하는 LQA-AODV를 제안하였다. 제안된 LQA-AODV는 기존의 AODV라우팅프로토콜의 경로탐색과정에서 발생하는 RREQ메시지 포맷에 채널용량에 대한 Cost값을 추가하고 경로설정 시 구간별 누적 Cost값을 비교하여 경로를 설정하도록 하였다. 성능검증을 위해 NS2.35를 사용하였으며, 전술무선환경이 반영하기 위해 Link-Qualty모델을 적용하였다. 시뮬레이션은 LQA-AODV와 기존의 AODV를 비교분석하였으며, 그 결과 Packet Delivery Ratio와 End-to-End Delay 측면에서 성능이 일부 개선된 것을 확인할 수 있었다. As interest in MANET is increasing nowadays, research upon an efficient MANET routing protocol is actively under way. A LQA(Link Qualty Aware)-AODV routing protocol to deal with frequent changes of topology and wireless link variations under tactical operating conditions is proposed in this paper. The suggested LQA-AODV takes into account the channel capacity of each hop during the route request process of the traditional AODV protocol. In detail, LQA-AODV adds a channel capacity cost value to the RREQ message format that occurs during the routing process of the existing AODV Routing Protocol causing the accumulated channel capacity cost values of each sections to be compared before establishing a route. To verify the performance of LQA-AODV, NS2.35 was utilized and the Link-Quality Model was applied in order to reflect the tactical wireless environment. The simulation compares and analyzes LQA-AODV and the existing AODV, showing a large improvement over the traditional AODV in regards to the Packet Delivery Ratio, and End-to-End Delay.

Comparative Study Based on Two Kinds of Mobile Ad Hoc Network Routing Protocols

Yixin Yan,Huamin Wang 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Future Generation Communi Vol.9 No.11

A mobile ad hoc network is a special kind of wireless mobile communication network, featuring equal status of all terminals, ad hoc, no need for prior arrangement of any network facilities or central control nodes, dynamically changing topology and bandwidth and energy restriction. In recent years, research on mobile ad hoc networks, especially research on media access control and routing protocols have research focus. In this paper, the well-known on-demand routing protocol AODV is analyzed and is improved as AODV-CLMP, with a simulation platform used to evaluate its performance, with some meaningful conclusions drawn. In this paper, the origin, characteristics, application and current development of mobile ad hoc networks are introduced briefly, followed by research on two kinds of well-known on-demand routing protocols for mobile ad hoc networks, i.e. AODV and AODV-CLMP. Finally, commonly used network simulation software is compared to conduct evaluation and analysis of the performance of the AODV and AODV-CLMP protocols. Through the analysis of the simulation result of such evaluation indicators as average end-to-end delay, packet delivery fraction and throughput, the following conclusions are drawn: the average delay, packet deliveryfractionand throughput of AODV-CLMP protocol are superior to those ofAODV protocol, indicating thatAODV-CLMP protocol can transmit information more rapidly and steadily.

무선 메쉬 네트워크를 위한 방향성 AODV 라우팅 프로토콜의 성능 평가

최재인(Jae-In Choi),김대환(Dae-Hwan Kim),래안녹(Anh Ngoc Le),이인수(In-Soo Lee),조유제(You-Ze Cho) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.9B

무선 메쉬 네트워크 (WMN: Wireless Mesh Networks)는 망을 저렴한 비용으로 빠르게 구축할 수 있는 장점때문에 새롭게 부각되고 있는 차세대 네트워킹 기술이다. WMN은 애드 혹 네트워크와 유사한 특성 때문에 애드혹 라우팅 프로토콜을 주로 사용하고 있다. 현재 몇몇의 WMN 연구에서 Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV), Dynamic Source Routing (DSR)과 같은 on-demand 방식의 라우팅 프로토콜이 사용되었다. AODV 라우팅 프로토콜은 route request (RREQ) 패킷을 망 전체로 플러딩하여 경로 설정을 한다. 하지만 이와 같은 플러딩 기반의 경로 설정 방식은 대부분의 트래픽이 게이트웨이를 목적지로 갖는 WMN에는 불필요한 라우팅 오버헤드를 발생시킬 수 있기 때문에 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 라우팅 오버헤드를 감소시키기 위해 기존의 AODV를 개선한 방향성 AODV (D-AODV: Directional AODV) 라우팅 프로토콜을 제안하고 테스트베드를 통해 동작 검증 및 성능 측정을 하였다. 측정된 결과를 통해서 D-AODV가 AODV에 비해 라우팅 오버헤드가 감소하며 이를 통해 망 전체의 처리율 또한 향상함을 확인할 수 있다. Wireless Mesh Networks (WMNs) are popular due to their low cost and rapid deployment. Currently, many WMN researchers often considers the use of ad-hoc routing protocols because WMNs are similar to the ad-hoc networks. Some of currently deployed WMNs consider to use on-demand routing protocols such as Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) and Dynamic Source Routing (DSR). But, AODV are not appropriate for Wireless Mesh Networks (WMNs), because flooding-based route discovery is both redundant and expensive in terms of control message overhead. In this paper, we propose a directional AODV (D-AODV) routing protocol based on hop count to a gateway. We implement the D-AODV routing protocol and evaluate the performance of the D-AODV on the testbed. The measurement results show that the D-AODV can enhance the network throughput by reducing the routing overhead.

MANET에서 Interrupt message를 이용한 AODV 라우팅 프로토콜의 성능 개선

이윤경(Yun-kyung Lee),김주균(Ju-gyun Kim) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.25 No.8

MANET 환경에서 AODV는 요구기반 방식으로써의 장점을 갖지만 다른 라우팅 프로토콜들에 비해 제어패킷 오버헤드가 크다는 단점도 가지고 있다. 본 논문은 로컬 연결의 탐지와 이웃 목록을 유지하기 위해 주기적으로 브로드캐스트하는 Hello message로 인한 문제점을 개선한다. 주기적인 Hello message는 패킷 전달률과 제한된 대역폭의 효율성을 감소시키고, 제어 패킷 오버헤드를 증가시켜 잔존 에너지량과 네트워크 수명을 감소시킨다. 또한 AODV에서의 주기적인 Hello message는 “Reactive”하지 않은 방식이기 때문에 많은 논쟁의 근원이었다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 인터럽트 방식을 이용하여 주기적인 Hello message를 제거함으로써 제어패킷 오버헤드를 줄여 성능을 개선하였다. 기존의 AODV와 제안된 mod_AODV의 성능은 QualNet 5.0을 이용하여 실험 분석하였고, 실험 결과는 시뮬레이션 파라메터들의 변화에 대한 모든 성능 매트릭들에서 mod_AODV가 전반적으로 우수한 성능을 보였다. In MANET, AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector) has its advantages as on-demand approach but it also has a disadvantage that the control packet overhead is high compared to other routing protocols. This paper improves the problem caused by Hello messages that are broadcasted periodically to detect the local connectivity and maintain neighbor list. Periodic hello messages reduce the Packet delivery ratio and the efficiency in the limited bandwidth. And its increased Control packet overhead leads to decrease the Residual battery capacity and the Network lifetime. Further, non-reactive nature of periodic hello messages in AODV has also been the source of numerous controversies. In order to solve these problems, this paper improves the performance by using the interrupt driven approach which removes periodic hello messages and decreases the Control packet overhead. Performance comparisons between the traditional AODV and proposed mod_AODV done with network simulator QualNet 5.0 show that the mod_AODV performs better in most performance metrics under scenarios with various values of simulation parameters.

크로스레이어 디자인을 이용한 효율적인 AODV 알고리즘에 관한 연구

남호석(Ho-Seok Nam),이태훈(Tae-Hoon Lee),도재환(Jae-Hwan Do),김준년(Jun-Nyun Kim) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.11B

본 논문에서는 MANET에서 효율적인 AODV 알고리즘을 제안한다. MANET에서는 전송 채널이 에러와 손실이 높기 때문에 홉 수를 절대적인 네트워크의 메트릭으로 볼 수 없다는 점이다. 제안된 기법은 크로스레이어 디자인을 이용하여 데이터 링크 계층에서 FER을 주기적으로 측정한 후, 각 노드는 링크 상태의 가중치를 AODV 프로토콜의 예약된 필드로 전송하는 방법을 사용하였다. 효과적인 경로 설정을 위해서 가중치의 합을 비교해서 채널 상태가 양호한 링크를 경로 설정에 사용하도록 설계하였다. 제안된 AODV는 기존 AODV 방식에 비하여 throughput, 라우팅 오버헤드 및 평균 전송 지연시간을 향상 시킨다. In this paper, the efficient AODV routing algorithm in MANET is proposed. Because transmission channel has a high error rate and loss in MANET, the number of hops can't be regarded as an absolute network metric. After measuring FER periodically at the data link layer using cross-layer design, the scheme that every node forwards the weight of link status in the reserved field of AODV protocol is used. In order to find the efficient route, we design AODV to be able to select an optimal route that has a good channel status by evaluating the sum of weight. The proposed AODV improves throughput, routing overhead and average end-to-end delay in comparison with the generic AODV.

노드 이동성을 고려한 적응형 AODV 알고리즘

홍윤식(Youn-Sik Hong),홍준식(Jun-Sik Hong),임화석(Hwa Seok Lim) 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.35 No.6

Ad-hoc 네트워크에서 경로 설정을 위한 라우팅 프로토콜로on-demand방식의 AODV가 가장 대표적이다. 그러나 AODV의 경우 노드 이동성이 커질수록 RREQ, RREP 등과 같은 제어 패킷이 급격히 증가한다. 이러한 네트워크 변동에 따른 제어 메시지 발생 증가는 데이타 패킷 수신율을 저하시킬 뿐만 아니라, 노드의 에너지 소모율도 증가시킨다. 본 논문에서는 네트워크 토폴로지 변동 상황을 감지하여 AODV에서의 RREQ 메시지 발생 빈도를 효과적으로 조절하기 위한 AIAD방식의 적응형 AODV알고리즘을 제안하였다. 제안된 프로토콜은 기존 AODV 프로토콜 및 timestamp방식을 사용한 방식등과 노드 이동시간, 노드 이동속도 및 노드 밀집도 등 3가지 평가모델에 대해 각각 그 성능을 비교하였다. AODV routing protocol is intended for use by mobile nodes in an ad-hoc network. In AODV nodes create routes on an on-demand basis. As the degree of node mobility becomes high, however, the number of the control packets, RREQ and RREP messages, have increased so rapidly. The unexpected increases in the number of the control packets cause the destination node to decrease the packet receiving rate and also to increase the overall energy consumption of such a network. In this paper, we propose a novel method of adaptively controlling the occurrences of such RREQ messages based on AIAD (additive increase additive decrease) under a consideration of the current network status. We have tested our proposed method with the conventional AODV and the method using timestamp based on the three performance metrics, i.e., how long does node moves, node velocity, and node density, to compare their performance.

무선 메쉬 네트워크를 위한 방향성 AODV 라우팅 프로토콜의 성능 평가

최재인,김대환,래안녹,이인수,조유제 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.9

무선 메쉬 네트워크 (WMN: Wireless Mesh Networks)는 망을 저렴한 비용으로 빠르게 구축할 수 있는 장점때문에 새롭게 부각되고 있는 차세대 네트워킹 기술이다. WMN은 애드 혹 네트워크와 유사한 특성 때문에 애드혹 라우팅 프로토콜을 주로 사용하고 있다. 현재 몇몇의 WMN 연구에서 Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV), Dynamic Source Routing (DSR)과 같은 on-demand 방식의 라우팅 프로토콜이 사용되었다. AODV 라우팅 프로토콜은 route request (RREQ) 패킷을 망 전체로 플러딩하여 경로 설정을 한다. 하지만 이와 같은 플러딩 기반의 경로 설정 방식은 대부분의 트래픽이 게이트웨이를 목적지로 갖는 WMN에는 불필요한 라우팅 오버헤드를 발생시킬 수 있기 때문에 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 라우팅 오버헤드를 감소시키기 위해 기존의 AODV를 개선한 방향성 AODV (D-AODV: Directional AODV) 라우팅 프로토콜을 제안하고 테스트베드를 통해 동작 검증 및 성능 측정을 하였다. 측정된 결과를 통해서 D-AODV가 AODV에 비해 라우팅 오버헤드가 감소하며 이를 통해 망 전체의 처리율 또한 향상함을 확인할 수 있다.

MANET에서의 AODV 기반 2홉 동적 경로유지 기법 연구

문대근,김학배,Moon, Dae-Keun,Kim, Hag-Bae 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.14 No.2

이동성을 가진 다수의 노드들로 구성된 MANET (Mobile Ad-hoc Networks)에서는 네트워크 토폴로지의 빈번한 변화에 효과적으로 대응할 수 있는 요구기반 (On Demand) 방식의 라우팅 프로토콜이 주로 사용된다. 대표적인 요구기반 라우팅 프로토콜인 AODV (Ad-hoc On demand Distance Vector)는 데이터 전송을 위하여 경로의 다음노드 (Next Hop)가 기록된 각 노드의 경로테이블을 기반으로 운영되며 선정된 경로는 유효기간이 만료되거나 경로단절이 발생되지 않을 경우에 그대로 유지된다. 본 연구에서는 AODV를 기반으로 설정된 경로의 2홉 범위 내에서 동적 경로변경을 제공하는 부분적응형 경로유지 기법 (AODV PA)을 제안한다. 제안된 기법은 경로탐색 과정에서 경로의 다음노드 뿐 아니라 다음노드의 다음노드 (즉, 2홉 다음노드) 정보를 취득하여 상황에 따라 보다 효율적인 경로를 선택할 수 있도록 하며 이러한 경로변경으로 인한 예기치 못한 경로단절 발생을 막기 위하여 HELLO 메시지를 통한 부가적인 경로테이블 관리를 수행한다. NS 2를 이용한 시뮬레이션 결과는 제안된 기법이 기존의 AODV 보다 패킷 전달비율, 지연시간, 라우팅부하 측면에서 향상된 성능을 제공함을 보여준다. A mobile ad-hoc network (MANET) is an autonomous, infrastructure-less system that consists of mobile nodes. In MANET, on demand routing protocols are usually used because network topology changes frequently. AODV, which is a representative on demand routing protocol, operates using the routing table of each node that includes next hop of a route for forwarding packets. It maintains the established route if there is not an expiration of route or any link break. In the paper, we propose a partially adaptive route maintenance scheme (AODV-PA) based on AODV, which provides dynamic route modification of initial route for selecting the effective route using not only next hop but also next-hop of next-hop (i.e. 2-hop next node) acquired through route discovery process. In addition, the proposed scheme additionally manages the routing table for preventing exceptional link breaks by route modification using HELLO messages. We use NS 2 for the computer simulation and validate that the proposed scheme is better than general AODV in terms of packet delivery ratio, latency, routing overhead.