Robust Content Retrieval in Future Vehicular Networks
미래 차량 네트워크에서의 효율적인 정보 회수
- 주제(키워드)(subject) Vehicular Networks , Future Internet
- 발행기관(publisher) 경북대학교 대학원
- 지도교수(advisor) 김동균
- 발행년도(issued date) 2017
- 학위수여년월(awarded date) 2017. 8
- 학위명(thesis degree) 박사
- 학과(major) 일반대학원 컴퓨터학부
- 페이지(page) viii, 115 p.
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/knu/000000075017
- 본문언어(language) 영어
- 참고문헌(references) p.107-113
- 저작권 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약(abstract)
차량 네트워크는 최근까지 다양한 응용을 제공해 왔으며 향후 몇 년 내에 완전자율주행차량이 우리 주위에서 운행될 것으로 전망된다. 이와 유사하게 네트워크에서는 정보 중심 네트워킹(Information Centric Networking, ICN) 및 그 변형 형태의 네트워킹에서 제3의 혁명이 일어나고 있음을 우리는 확인하였다. 그 예로ICN의 한 종류인 NDN (Named Data Networking)은 미래 인터넷 아키텍처로 간주되며 차량 네트워크에 적용되어왔다. 이러한 네트워크를 우리는 미래 차량 네트워크 (FVNs)라 부른다. 최근 FVNs에서는 Interest플러딩 문제를 최소화 하고자 하는 노력이 있었다. 그 예로 무선 환경에서 여러 노드의 Interest 전송을 억제하거나 선택된 노드만이 Interest를 전달할 수 있도록 하여 Interest broadcast storm 을 최소화하는 것이다. 전송자 선택은 분산되어 수행되거나 Interest 메세지 안에 포함되어 전달된다. Interest broadcast storm의 경감 기법 중 하나로 Interest 전송자 주변의 지역을 사분 면으로 나누고 이를 Interest전송 지역으로써 사용한다. 이 기법은 Interest를 전송할 전송자를 각 사분 면마다 하나씩 선정하여 Interest 를 전달하도록 하며 제공자에게 Interest가 도착할 때까지 각 사분 면의 모든 전송자는 같은 방식으로 전송한다. 또 다른 차량 네트워크 환경에서의 Interest 전송 경감 기법 중 하나로 가장 큰 데이터 회수율과 소비자까지의 거리를 고려하여 전송자를 선택하는 방법이 있다. 이런 방법들은 이웃차량 중 전송자가 되기 적합한 인자를 가진 차량 하나만을 선택한다. 이 파라미터들은 데이터를 수신한 곳으로부터의 홉 수, 현재 차량의 속도 그리고 Interest 만족도 등이 될 수 있다. 이 외에도 Interest 전송 경감 기법으로는 데이터의 지리적 위치와 Interest 패킷에 있는 이름을 연결하는 방법이 있다. 하지만 NDN 아키텍처는 지리적 기반의 매핑을 지원하지 않으므로 이를 지원하기 위해 지리적 위치와 이름 공간을 매핑하는 추가적인 알고리즘이 정의되어 있다. 전송자 선정 방식과 무관하게 Interest broadcast storm경감 기법의 주된 목표는 전송하는 Interest의 복사본 수를 줄이는 데 있다. 하지만 이런 기법들은 노드가 불안정하고 링크의 유지시간이 짧은 특성을 지닌 동적이고 분산된 차량 네트워크를 고려하여 여러 인자들을 기록하고 갱신한다. 이것은 오히려 차량 네트워크에서 응용의QoS(Qaulity of Service)와 같은 제한조건을 충족해야 하는 경우 작업을 까다롭게 만든다. 본 논문에서는 차량 네트워크에서 Interest broad cast storm을 경감시키기 위해 분산된 Interest 전송자 선택 기법(Distributed Interest Forwarder Selection, DIFS)을 제안한다. DIFS는 고속도로를 따라 Interest를 전달하거나 다시 broadcast하기 위해 두 개의 전송자를 선택한다. 두 개의 전송자를 선택함으로써 Interest 패킷은 Interest를 전달하기에 가장 적합한 이웃 차량을 통해 앞뒤로 분산된다. 이를 통해 홉간의 지리적 위치 정보와 데이터 회수율의 급상승을 완화한다. 다시 말해 DIFS는 각 차량이 다수의 이웃 차량의 속성을 활용할 수 있게 하며 어떤 차량이 전송자로써 적합한지 계산할 수 있도록 한다. 본 논문에서 제안한 DIFS는 Interest패킷을 전달하기 위해 선택된 차량이 최대 연결 시간, 소비자와의 링크 품질을 보장하며 이러한 데이터 회수 과정은 추가적인 지연이나 재전송을 회피할 수 있게 한다.
more목차(tale of contents)
I. Introduction 1
1. Mobile Ad Hoc Networking (MANETs) 2
2. Vehicular Networks (VNs): A Sub Domain of MANETs 4
1) Technical Challenges in VNs 6
2) Socio-Economic Challenges in VNs 8
3) Working Principles of VNs 9
II. Background 20
1. Future Vehicular Networks 20
1) Applications for Future Vehicular Networks 38
2. Research Challenges in Future Vehicular Networks 43
1) Naming Schemes and Name Resolution 43
2) Caching and Security: 45
3) Routing and Interest Broadcast Storm: 47
3. Literature on Mitigating Interest Broadcast Storm 49
III. Distributed Interest Forwarding in Future Vehicular Networks 53
1. Motivations 53
2. Proposed Solution: Overview 58
3. Assumptions 63
4. Distributed Interest Forwarder Selection Scheme 65
5. Decision Metrics 65
1) 1-hop Distance 66
2) Relative Velocity 66
3) Link Duration 67
6. Decision Model to select Interest Forwarder 68
IV. Performance Evaluations 77
1. Simulation Environment 77
2. Quality Metrics 79
1) Forwarded Interest Packets (FIP) 79
2) Satisfied Interest Packet (SIP) 80
3) Interest Satisfaction Delay (ISD) 81
4) Hop Count Number (HCN) 81
5) Hop Limits Threshold 82
3. Results and Discussions 83
4. Qualitative Comparison with Recent Literature 98
1) DIFS vs Navigo 98
2) DIFS vs Priority Based Content Dissemination 99
3) DIFS vs Delay Tolerant Interest Forwarding 101
5. Proposed DIFS as a Recommendation System 102
V. Conclusion 104
References 107
Abstract 114
