6LoWPAN과 IPv6 기간망 간의 저전력 통신을 위한 아키텍처

Abstract

USN에 관련된 연구, 즉 센서 및 센서 네트워크에 대한 연구는 오래 전부터 계속되어 왔다. USN에 적합한 가장 대표적인 것으로 ZigBee Alliance를 꼽을 수 있다. ZigBee는 IEEE 802.15.4를 기반으로 한 저전력 센서 네트워크로 AA 배터리 두 개만으로 몇 달 동안의 수명을 유지할 수 있으며 Bluetooth 보다 더 큰 PAN(Personal Area Network)을 구성할 수 있다. 그러나 네트워크 계층에서 IP(Internet Protocol)가 아닌 자체 네트워크 프로토콜을 사용하기 때문에 응용할 수 있는 어플리케이션이 한정될 수 밖에 없으며 IT839 전략의 핵심인 인프라 통합(Convergence)에 대해서도 문제가 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 2004년 말부터 저전력 센서 네트워크인 LoWPAN(Low power Wireless Personal Area Network)에 IPv6를 적용하려는 움직임이 시작됐다. 가장 대표적으로 IETF(Internet Engineering Task Force)의 6LoWPAN WG(Working Group)이 설립되어 표준화 작업을 진행하고 있다. 현재 6LoWPAN 워킹 그룹에서는 라우팅 프로토콜, 서비스 발견, 외부망 통신 등의 여러 주제로 연구가 진행되고 있으나 RFC표준을 앞 두고 있는 두 가지 워킹 드래프트에서도 보안할 부분이 많이 있다. 그 중의 하나가 단편화된 패킷들을 수신자가 결합하는 과정인데 이 부분에 대해서는 추상적으로만 언급하고 있다. 현 상태로 구현된다면 노드 간의 비트 에러율이 높고 패킷 누락율이 높은 환경에서 단편화된 패킷들로 인해 많이 트래픽 및 오버헤드가 발생하게 될 것이다. 이런 문제들을 해결하기 위해서 본 논문에서는 결합과정을 구체화하면서 에러율이 높은 6LoWPAN 망에서 단편화된 패킷으로 인해 초래되는 트래픽을 줄이기 위한 기법을 제안하고자 한다. 최대한 재전송되는 패킷의 개수를 줄이고 소모되는 전력의 양을 최소화 하는 것이 본 기법의 목적이다. 제안한 기법은 실험을 통하여 기존의 방법보다 낳은 결과를 보였고 6LoWPAN 환경에도 적합한 기법임을 입증했다.