개요
Wireless ad hoc network(WANET) 또는 Mobile ad hoc network(MANET)는 유선 네트워크의 라우터 또는 무선 네트워크의 Access Point(AP)와 같은 기존 인프라에 의존하지 않는 임시 네트워크이다.
대신 각각의 노드 에서 라우팅에 참여하고 포워딩(1)한다.
데이터를 전달하는 노드는 사용중인 네트워크 연결 및 라우팅 알고리즘 을 기반으로 동적으로 결정된다.
이러한 무선 네트워크는 인프라 설정 및 관리의 복잡성이 없기 때문에 장치가 즉석에서 네트워크를 만들고 가입 할 수 있다.
MANET의 각 노드는 어떤 방향으로든 독립적으로 자유롭게 이동할 수 있으므로 다른 장치에 대한 링크를 자주 변경하고 각각은 자체 사용과 관련이없는 트래픽을 전달해야하므로 라우터가 되어야 합니다.
MANET은 일반적으로 Link Layer ad hoc network 위에 라우팅 가능한 네트워킹 환경을 가지고 있고 pear to pear(P2P) self-forming, self-healing network로 구성된다.
2000 ~ 2015 년경의 MANET은 일반적으로 무선 주파수 (30MHz ~ 5GHz)에서 통신한다.
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정의
Ad-hoc Network는 고정된 유선망을 가지지 않고 이동호스트(Mobile Host)로만 이루어져 통신되는 망이다. 따라서 유선망을 구성하기 어렵거나 망을 구성한 후 단기간 사용되는 경우에 적합하며 Ad-Hoc 네트워크에서는 호스트의 이동에 제약이 없고 유선망 과 기지국(Base Station)이 필요 없으므로 빠른 망 구성 과 저렴한 비용의 장점이 있다.
핸드폰처럼 기지국과 단말이 통신하는 형태가 아니라 각 단말끼리 연결이 되는 형태로 멀리 떨어져 있는 단말끼리는 중간에 있는 단말들이 중계기 역할을 해 주어서 통신을 하게 된다.
이런 통신기기간 특별한 무선 통신을 ‘Ad hoc Networking’이라고 부른다.
Ad Hoc Networking은 중앙 시스템의 도움 없이 언제 어디서나 기기간 통신을 가능하게 해준다.
사용자를 위한 이점
MANET의 분명한 매력은 네트워크가 분산되어 있고 노드 / 장치가 모바일이라는 것이다.
즉, 환경 모니터링, 재해와 같은 다양한 영역에서 수많은 응용 프로그램에 대한 가능성을 제공하는 고정 인프라가 없다는 것이다.
분산 형 네트워크의 주요 장점 중 하나는 정보가 중계되는 다중 홉 방식으로 인해 중앙 집중식 네트워크보다 일반적으로 더 강력하다는 것이다.
예를 들어, 셀룰러 네트워크 설정에서 기지국이 작동을 멈 추면 커버리지가 떨어지지 만 데이터가 여러 경로를 취할 수 있기 때문에 MANET에서 단일 장애 지점의 가능성이 크게 감소한다.
MANET 아키텍처는 시간이 지남에 따라 발전하기 때문에 네트워크에서 격리 / 연결 해제와 같은 문제를 해결할 수있는 잠재력이 있다.
고정 토폴로지를 사용하는 네트워크에 비해 MANETS의 또 다른 장점으로는 유연성 (모바일 장치를 사용하여 임의의 네트워크를 만들 수 있음), 확장 성 (네트워크에 노드를 쉽게 추가 할 수 있음) 및 낮은 관리 비용 (먼저 인프라를 구축 할 필요 없음)이 있다.
구현의 어려움
고정 아키텍처(고정 연결 없음)가 없기 때문에 네트워크 성능의 변화를 예상해야한다.
또한 네트워크 토폴로지가 간섭과 연결성을 결정하기 때문에 네트워크 내 장치의 이동성 패턴이 네트워크 성능에 영향을 미치므로 데이터를 여러 번 재전송 (지연 증가)하고 최종적으로 전력과 같은 네트워크 리소스를 할당해야한다.
요약하자면
- 모든 네트워크 엔티티는 모바일 일 수 있으므로 매우 동적 인 토폴로지가 필요하다.
- 네트워크 기능은 높은 수준의 적응성을 가져야한다.
- 중앙 엔티티가 없으므로 완전히 분산 된 방식으로 운영을 관리해야한다.
- 배터리 제약
라우팅 절차
WANET 또는 MANET의 라우팅은 일반적으로 사전 예방 적 라우팅, 반응 라우팅 및 하이브리드 라우팅의 세 가지 범주로 나뉜다.
- 사전 예방 적 라우팅(Proactive routing)
이러한 유형의 프로토콜은 주기적으로 네트워크 전체에 라우팅 테이블을 배포하여 대상 및 경로의 새로운 목록을 유지한다.
장점- 경로 설정 시 경로 획득 절차가 불필요
- 지연 시간이 적고, 노드가 적은 소형 Ad hoc 네트워크에 적합하다.
단점
- 유지 보수를위한 각 데이터 양.
- 구조 조정 및 실패에 대한 느린 반응.
- 반응 적 라우팅(Reactive routing)
이 유형의 프로토콜은 요구가 있을 때만 경로 설정 절차를 수행하는 방식으로 경로 요청 또는 검색 패킷으로 네트워크를 플러딩(2)하여 사용자 및 트래픽 수요를 기반으로 경로를 찾는다.
장점- 위치 이동이 많은 Ad hoc 네트워크에 적합
단점
- 경로 찾기에서 긴 지연 시간(경로 설정 요구 시 전체 망의 검색이 필요)
- 지연시간이 길어 실시간 통신으로는 부적합
- 과도한 플러딩으로 인해 네트워크가 막힐 수 있다.
- 하이브리드 라우팅(Hybrid routing)
이러한 유형의 프로토콜은 사전 및 반응 라우팅의 장점을 결합한다.
라우팅은 초기에 일부 사전 예측 경로로 설정되고 이후 추가로 활성화 된 노드의 수요를 반응 플러딩을 통해 제공.
하나 또는 다른 방법을 선택하려면 일반적인 경우에 대해 미리 결정해야한다
단점- 이점은 활성화 된 다른 노드의 수에 따라 다르다.
- 교통 수요에 대한 반응은 교통량의 기울기에 따라 다르다.
보안
대부분의 무선 애드혹 네트워크는 네트워크 액세스 제어를 구현하지 않는데 이러한 네트워크는 악의적인 노드가 패킷을 중계하는 노드를 타겟으로하여 리소스를 고갈시키는 것을 목표로 네트워크에 패킷을 주입하는 리소스 소비 공격에 취약하다.
각주
- 포워딩(Forwarding)
영어 뜻으로는, 사물을 다음 장소에 전달하거나 보내는 행위를 말함- 수신 프레임/패킷 주소를 보고, 입력 포트로부터 어떤 출력 포트로 프레임/패킷을 전달 또는, 이 장소에서 다음 장소로 전달
- 플러딩(Flooding)
수신되는 링크를 제외한 나머지 모든 링크로 패킷을 단순하게 복사 전송하는 일종의 무제어 포트 배정
참고문헌
Wireless ad hoc network - Wikipedia
Ad hoc 네트워크에 대하여 - 미니~
이동 Ad Hoc 네트워크 기술 동향 - 정보통신기술용어 해설