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NDN 기반의 드론 네트워크에서 데이터 사전캐싱 및 캐시 데이터 Lifetime 증가 방법

Title
NDN 기반의 드론 네트워크에서 데이터 사전캐싱 및 캐시 데이터 Lifetime 증가 방법
Other Titles
Data Pre-Caching and Cached Data Lifetime Increase Methods in NDN-based Drone Networks
Author
최수호
Alternative Author(s)
Suho CHOI
Advisor(s)
조인휘
Issue Date
2019. 8
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
고속도로에 설치된 인프라는 긴 고속도로를 빠르게 이동하는 차량과 안정적인 통신을 위해서는 넓은 커버리지 반경이 필요하다. 그리고 혼잡 구간에선 트래픽이 많아서 커버리지 용량이 커야 한다. 이런 요구들을 모두 만족하려면 높은 비용을 감당해야 한다. 반면에, 일부 구간에서는 러시아워라고 불리는 현상이 발생한다. 이 현상은 특정 시간대에만 차량의 밀도가 높다. 따라서, 트래픽이 많이 발생하고 신호 간 간섭이 심하다. 이런 특징은 인프라의 허용 커버리지 용량을 초과하거나, 인프라보다 거리가 멀어질수록 차량과의 무선 링크가 원활히 유지되지 않아 QoS가 낮아진다. 하지만, 무분별한 인프라의 추가는 비용 문제가 있고 이 현상이 특정 시간대에만 발생하기 때문에 비효율적이다. 이런 문제를 해결하기 위해 이동성이 높은 드론을 통한 추가 네트워크를 지원한다. 차량의 밀도가 높은 지점으로 드론을 투입하여 스몰 셀을 구성하거나, 커버리지 외곽 혹은 재난 상황으로 인프라를 사용할 수 없는 구간으로 이동하는 등 실시간 요구사항에 대응할 수 있다. 드론이 지원하는 네트워크는 NDN (Named-Data Networking)을 기반으로 한다. NDN은 기존의 IP와 다르게 사용자를 특징짓지 않고 오롯이 데이터만을 찾고 확산하는 데 초점을 맞춘 네트워크이다. 따라서, 인프라의 의존성을 낮출 수 있다. NDN은 노드마다 CS를 가지고 있는데, 데이터를 요청하고 받아오는 과정에서 만나는 노드마다 데이터를 캐시한다. 따라서, 데이터 확산이 쉽고 딜레이를 현저히 줄일 수 있다. 하지만, 기존의 인프라보다 커버리지 반경이 좁아서 상대적으로 핸드오버 빈도가 높고 토폴로지 변동이 잦다. 이에 대해 본 논문에서는 핸드오버 직전에 요청한 데이터를 핸드오버가 될 드론의 CS에 사전에 캐시 해두는 방법을 제안하였다. 방법을 적용한 결과, 딜레이가 현저히 줄어들었다. 왜냐하면, 핸드오버 후에 캐시된 데이터를 바로 받을 수 있었고 경로 변경에 따른 데이터 요청 패킷을 재전송하지 않았기 때문이다. 반면에 제안하는 방법을 적용하지 않은 결과, 딜레이가 많이 늘어났다. 왜냐하면, 핸드오버로 인해 라우팅 경로가 새로 작성되었고 데이터 생산자를 다시 찾아 데이터를 재요청하기 때문이다. 반면에, CS를 통해 무분별한 데이터 캐시로 인해 저장소 낭비가 일어날 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 NDN에서는 데이터를 배포할 때 Lifetime을 정해둔다. 하지만, 데이터의 Lifetime이 얼마 남지 않았을 때 데이터를 요청하게 된다면 드론은 데이터 생산자와의 연결을 시도한다. 이런 행동은 불필요한 네트워크 트래픽을 유발하고 딜레이를 증가시킨다. 본 논문에서는 얼마 남지 않은 캐시 된 데이터의 Lifetime을 증가시켜 드론을 통해 데이터를 받음으로써 불필요한 딜레이를 감소시켰다. 시뮬레이션 결과, 제안하는 방법을 적용하면 드론을 통해 데이터를 받음으로써 딜레이가 낮은 것을 볼 수 있었다. 하지만, 제안하는 방법을 적용하지 않으면 데이터 생산자와 통신하므로 딜레이가 상대적으로 높게 나타났다.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/109238http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000435809
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > COMPUTER SCIENCE(컴퓨터·소프트웨어학과) > Theses (Master)
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