📡 Ad-hoc 네트워크 심화 설명
1. 문제
Ad-hoc 네트워크의 개념과 주요 특징을 설명하고, 라우팅 프로토콜의 종류와 동작 방식을 심화 분석하시오.
2. 답안
🔹 1) Ad-hoc 네트워크 개요
Ad-hoc 네트워크는 고정된 인프라 없이 노드들이 동적으로 연결되는 네트워크로, 라우터, 스위치, AP(Access Point) 같은 중앙 장비 없이 장치들(노드)이 직접 통신하는 구조이다. 즉, 즉석에서 형성되고 해체될 수 있는 네트워크다.
🔹 2) Ad-hoc 네트워크의 핵심 특징
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| 비인프라 네트워크 | AP나 라우터 없이 노드 간 직접 통신 |
| 자율적(Self-organizing) | 네트워크가 자동으로 형성 및 관리됨 |
| 동적 토폴로지(Dynamic Topology) | 노드 이동 시 네트워크 구조가 계속 변경됨 |
| 멀티 홉(Multi-hop) 통신 | 중간 노드를 통해 데이터 전달 가능 |
| 주변 노드 간 협력 | 노드들이 서로 데이터를 중계해줌 |
| 빠른 네트워크 구축 | 군사, 재난 대응 등에서 즉각적인 네트워크 형성 가능 |
🔹 3) Ad-hoc 네트워크의 주요 유형
1️⃣ MANET (Mobile Ad-hoc Network, 이동형 애드혹 네트워크)
- 노드들이 이동하면서 동적으로 네트워크를 형성
- 예시: 군사 작전, 재난 지역 네트워크, 차량 통신
2️⃣ VANET (Vehicular Ad-hoc Network, 차량 애드혹 네트워크)
- 차량 간 통신(V2V), 차량과 인프라 간 통신(V2I) 지원
- 예시: 자율주행 차량 네트워크
3️⃣ WSN (Wireless Sensor Network, 무선 센서 네트워크)
- 환경 모니터링, 스마트 농업 등에서 센서들이 Ad-hoc 방식으로 연결됨
- 예시: 스마트 팩토리, 사물인터넷(IoT)
🔹 4) Ad-hoc 네트워크 라우팅 프로토콜
✅ 라우팅 프로토콜의 분류
| 구분 | 설명 | 예시 프로토콜 |
|---|---|---|
| Proactive (Table-driven) 방식 | 모든 노드가 미리 라우팅 정보를 저장 빠른 경로 탐색 가능, 오버헤드 증가 | DSDV, WRP, CGSR |
| Reactive (On-Demand) 방식 | 필요할 때만 경로를 설정하여 오버헤드 감소, 초기 전송 지연 존재 | DSR, AODV, TORA, ABR, SSR |
| Hybrid (혼합) 방식 | Proactive과 Reactive 방식을 결합하여 최적화 | ZRP |
✅ (1) Proactive 방식 (Table-driven)
1️⃣ DSDV (Destination-Sequenced Distance Vector)
- Bellman-Ford 알고리즘 기반
- 목적지까지의 최단 거리와 순차 번호(Sequence Number)를 저장
- 라우팅 루프 방지
2️⃣ WRP (Wireless Routing Protocol)
- 인접 노드(Neighbor)에게만 라우팅 정보를 전파하여 오버헤드 감소
3️⃣ CGSR (Clusterhead Gateway Switch Routing)
- 계층적(Cluster-based) 라우팅 방식으로 노드를 그룹화하여 라우팅 효율 개선
✅ (2) Reactive 방식 (On-Demand)
1️⃣ DSR (Dynamic Source Routing)
- 다중 경로 지원, 비대칭 링크 가능
- 경로 정보를 데이터 패킷에 포함 (Source Routing)
2️⃣ AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector)
- Multicast 지원
- 데이터 패킷에 경로 정보 포함하지 않음 (Overhead 감소)
- 대칭 링크(양방향 링크)만 지원
- 주기적인 Hello 메시지 필요
3️⃣ TORA (Temporary Ordered Routing Algorithm)
- 다중 경로(Multipath) 지원
- Multicast 가능
4️⃣ ABR (Associativity-Based Routing)
- 오래 지속되는 경로를 우선 선택
- 일부 노드만 재설정하여 효율 증가
5️⃣ SSR (Scalable Source Routing)
- 연결성이 강한(Stable) 경로를 선택
- 중간 노드에서 경로 재설정 불가능
✅ (3) Hybrid 방식 (혼합)
1️⃣ ZRP (Zone Routing Protocol)
- 네트워크를 여러 개의 Zone(영역)으로 분할
- Zone 내부는 Proactive 방식, Zone 간은 Reactive 방식 사용
- Proactive 방식의 오버헤드 문제 해결
🔹 5) Ad-hoc 네트워크의 데이터 전달 방식
1️⃣ 트리 기반(Tree-based) 전달 방식
- 계층적 구조를 형성하여 데이터 전송
- 네트워크의 특정 노드가 중심이 되어 데이터 흐름을 관리
- 장점: 데이터 전달 경로가 명확하여 빠른 전송 가능
- 단점: 특정 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크 성능 저하 가능
2️⃣ 메시 기반(Mesh-based) 전달 방식
- 노드 간 다중 경로를 형성하여 데이터 전달
- 특정 노드의 장애가 발생해도 다른 경로를 통해 데이터 전송 가능
- 장점: 네트워크 안정성이 높음
- 단점: 불필요한 데이터 중복 전송 가능, 오버헤드 증가
3. 현재 상황 및 향후 전망
Ad-hoc 네트워크는 5G, 6G, IoT, 자율주행, 스마트 시티와 결합하여 점점 발전 중이다.
✅ VANET(차량 네트워크) → 자율주행 및 스마트 교통 시스템에 필수
✅ WSN(무선 센서 네트워크) → 스마트 팩토리, IoT 센서 네트워크 활용
✅ 드론 & 군사 네트워크 → 실시간 정보 공유, 보안 강화
