[논문 리뷰] Information Centric Networking based Handover Support for QoS Maintenance in Cooperative Heterogeneous Wireless Networks

Muhammad Shoaib Saleem, Éric Renault외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 08. 16.

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한 줄 요약

이 논문은 이질적 무선 네트워크에서 핸드오버 중 품질보증(QoS)을 유지하기 위해 가상 노드 레이어(VNL)를 갖춘 넷인포 모바일 노드(NetInf MN) 아키텍처를 제안한다. 크로스레이어 이동성 관리, CCU 조율에 의한 프록시 노드 릴레이, 내부/외부 위치 정보 라우터(ILCTR/OLCTR)를 활용함으로써, QoS 저하를 최소화하면서도 실시간 애플리케이션(예: 화상 회의)을 지속할 수 있는 원활한 핸드오버를 가능하게 한다.

ABSTRACT

Network of Information (NetInf) is a term coined for networks which unlike contemporary network are not node centric. As the name indicates, information supersedes nodes in the network. In this report, we propose an architecture of mobile node for NetInf. We call it NetInf Mobile Node. It is an extension of the basic node architecture proposed for NetInf. It is compatible to NetInf and TCP/IP based networks. The Virtual Node Layer modules in the architecture provide support for managing mobility, power consumption of the node as well data relaying/storing services. In- ner/Outer Locator Construction Routers (I/O LCTR) are two functions introduced in NetInf mobile nodes to operate between NetInf and non- NetInf sites. The basic purpose of NetInf mobile node is to maintain the QoS during mobility events. The handoff/handover are critical situations during mobility where chances of QoS degradation of an ongoing session are high. This report presents one such scenario in which QoS of an appli- cation is maintained during a handoff situations in heterogeneous wireless network environment through our proposed algorithm.

연구 동기 및 목표

• 이동성 있는 이질적 무선 네트워크에서 핸드오버 중 QoS 저하 문제를 해결하기 위해.
• 실시간 이동성과 지속 가능한 데이터 서비스를 지원하는 NetInf 호환 모바일 노드 아키텍처를 설계하기 위해.
• 이동성, 전력 효율성, 데이터 지속성 향상을 위해 기존 TCP/IP와의 후행 호환성을 유지하기 위해.
• 접근 기술 간 수직 핸드오버 중 실시간 애플리케이션에 대한 종단 간 QoS를 유지하기 위해.

제안 방법

• 가상 노드 레이어(VNL)를 갖춘 NetInf 노드 아키텍처의 확장으로 NetInf 모바일 노드(NetInf MN)를 도입한다.
• 넷인포와 비넷인포 네트워크 간의 다리를 놓기 위해 내부/외부 위치 정보 구축 라우터(ILCTR/OLCTR)를 활용한다.
• 신호 세기(RSS) 모니터링, VMP 관리, 핸드오버 트리거 조율을 위해 중앙 제어 장치(CCU)를 사용한다.
• CCU가 확인한 신원 검증을 통해 활성화되는 프록시 NMN 노드를 핸드오버 중 일시적인 데이터 릴레이로 활용한다.
• VNL과 네트워크 계층 간의 크로스레이어 지원을 적용하여 RSS 및 QoS 임계값 기반의 선제적 핸드오버 결정을 가능하게 한다.
• ILCTR/OLCTR 및 VNL의 데이터 릴레이/저장 기능을 통해 간헐적 연결 환경(DTN 유사 환경)에서도 기능을 유지한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 정보 중심 접근법을 사용할 때 이질적 무선 네트워크에서 핸드오버 중 QoS를 어떻게 유지할 수 있는가?
• RQ2 QoS 및 이동성 보장을 위한 모바일 노드를 지원하기 위해 NetInf에 어떤 아키텍처 확장이 필요한가?
• RQ3 프록시 노드와 가상 이동 지점(VMP)은 세션 장애 없이 어떻게 원활한 핸드오버를 가능하게 하는가?
• RQ4 ILCTR와 OLCTR는 이동성 중 넷인포와 비넷인포 네트워크 간의 상호운용성을 어떻게 지원하는가?
• RQ5 모바일 NetInf 노드에서 전력 소비와 데이터 지속성을 어떻게 최적화할 수 있는가?

주요 결과

• NetInf MN 아키텍처는 이동성 노드 간 선제적 프록시 기반 데이터 릴레이를 통해 핸드오버 중 QoS를 성공적으로 유지한다.
• 핸드오버는 RSS가 임계값(RSSmin) 이하로 떨어지고 VRSS가 VRSSmin 이하로 떨어지면 발생하며, 이는 새로운 프록시로의 이행을 적시에 보장한다.
• 시스템은 셀룰러 및 WLAN 접속 네트워크 간 수직 핸드오버 중에도 실시간 화상 회의 세션을 왜곡 없이 유지한다.
• VNL 아키텍처는 국소적 데이터 캐싱 및 릴레이 기능을 통해 전력 소비를 감소시키고 네트워크 내성(Resilience)을 향상시킨다.
• ILCTR와 OLCTR는 이동성 이벤트 중 넷인포와 기존 TCP/IP 네트워크 간의 원활한 상호운용성을 가능하게 한다.
• 실제 이질적 환경에서의 성능 및 확장성 검증을 위해 전체 시스템의 시뮬레이션 및 에뮬레이션 계획이 수립되어 있다.