[論文レビュー] Information Centric Networking based Handover Support for QoS Maintenance in Cooperative Heterogeneous Wireless Networks

Muhammad Shoaib Saleem, Éric Renault+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 16, 2011

Caching and Content Delivery参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、異種無線ネットワークにおけるハンドオーバー中にQoSを維持するための、仮想ノード層（VNL）を備えたNetInfモバイルノード（NetInf MN）アーキテクチャを提案する。クロスレイヤー移動管理、CCUによる調整によるプロキシノードリレーリング、およびインナーロケータールータ（ILCTR）/アウターロケータールータ（OLCTR）を活用することで、QoSの低下を最小限に抑え、動的移動中にリアルタイムアプリケーション（ビデオ会議など）を継続可能にするシームレスなハンドオーバーを実現する。

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.

研究の動機と目的

• モバイルで異種の無線ネットワークにおけるハンドオーバー時のQoS劣化を解消すること。
• シームレスな移動性と持続的なデータサービスをサポートするNetInf互換のモバイルノードアーキテクチャを設計すること。
• TCP/IPとの後方互換性を維持しながら、移動性、電力効率、データ永続性を向上させること。
• 異なるアクセス技術間の垂直ハンドオーバー中にエンドツーエンドのQoSを維持すること。

提案手法

• 仮想ノード層（VNL）を備えたNetInfノードアーキテクチャの拡張として、NetInfモバイルノード（NetInf MN）を導入する。
• NetInfと非NetInfネットワークの間を接続するため、インナーロケータールータ（ILCTR）/アウターロケータールータ（OLCTR）を採用する。
• 信号強度（RSS）の監視、VMPの管理、ハンドオーバーのトリガー制御を担う中央制御ユニット（CCU）を用いる。
• CCUによる本人確認が確認されたプロキシNMNノードを、ハンドオーバー中の一時的データリレーノードとして活性化する。
• VNLとネットワーク層との間でクロスレイヤー支援を実施し、RSSおよびQoSのしきい値に基づくプロアクティブなハンドオーバー意思決定を可能にする。
• ILCTR/OLCTRおよびVNLのデータリレーやストレージ機能を活用し、DTNに類似した環境でも接続の途切れを許容する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 情報中心のアプローチを用いて、異種無線ネットワークにおけるハンドオーバー時にもQoSを維持する方法は何か？
• RQ2 QoSと移動性の保証を備えたモバイルノードをサポートするために、NetInfに必要なアーキテクチャ拡張は何か？
• RQ3 プロキシノードと仮想移動ポイント（VMP）は、セッションの途切れなしにシームレスなハンドオーバーをどのように実現できるか？
• RQ4 ILCTRとOLCTRは、移動中にNetInfと非NetInfネットワークの間で相互運用性をどのように実現するか？
• RQ5 モバイルNetInfノードにおいて、電力消費とデータ永続性を最適化するにはどうすればよいか？

主な発見

• NetInf MNアーキテクチャは、モバイルノード間でプロアクティブにプロキシベースのデータリレーリングを可能にすることで、ハンドオーバー時におけるQoSの維持に成功している。
• ハンドオーバーは、RSSがしきい値（RSSmin）未満に低下し、VRSSがVRSSmin未満に下がった際に発動され、適切なタイミングで新しいプロキシに移行することが保証される。
• システムは、セルラー網とWLAN網の間での垂直ハンドオーバー時でも、リアルタイムのビデオ会議セッションに歪みを生じさせることなく継続可能である。
• VNLアーキテクチャは、局所的なデータキャッシュとリレーメカニズムを活用することで、電力消費を低減し、ネットワークのレジリエンスを向上させる。
• ILCTRとOLCTRは、移動イベント中にNetInfと従来のTCP/IPネットワークの間でシームレスな相互運用性を実現する。
• 実世界の異種環境における性能とスケーラビリティを検証するため、システム全体のシミュレーションおよびエミュレーションを計画している。