W.S.N의 신뢰성 전송기법(3)-ESRT
ESRT(Event-to-Sink Reliable Transport)는 기본적으로 센서 네트워크에서늬 모든 데이터가 센서노드에서 싱크노드로 집중된다는 상황을 가정한다.
싱크노드의 관심사는 어떤 노드가 어떤 데이터를 보낸다는 것보다는 어떠한 이벤트가 발생했는가 하는 것이 된다.
ESRT의 신뢰성은 싱크노드에서 이벤트가 발생햇다고 확신할 수 있는 센서 노드들로부터의 알림의 정도라고 할 수 있다. 따라서 ESRT에서는 이벤트의 발생을 알리는 리포트 전송률을 실제 싱크에서 기대하고 있는 신뢰성에 따라서 조절하도록 한다.(아래 표와 그래프)
또한 센서가 보고하는 빈도수의 조절에 의해 희망했던 신뢰성을 보장하고자 End-to-end 전송을 한다.(어플리케이션을 위한 신뢰성 제공)
ESRT의 문제점은 같은 값을 사용하여 모든 센서들의 보고 횟수를 조절하기 때문에 서로 다른 값을 사용할 때보다 성능이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
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W.S.N의 신뢰성 전송기법(2)-RMST
RMST(Reliable Multi-Segment Transport) 프로토콜은 upstream 방향의 전송에 대해 신뢰성을 보장하는 프로토콜이다.
이 기법은 End-to-End 데이터 패킷을 전송하는데 신뢰성을 제공하며 캐싱 및 복구를 위한 S-NACK기반 프로토콜이다.
RMST는 목적 노드까지의 경로가 설정되고 전송중인 노드를 캐싱모드인 경우와 비 캐싱모드인 경우로 나누고 캐싱모드가 재전송의 책임을 담당하도록 한다. 중간에 데이터의 불연속성이 발견되거나 손실이 발견되었을 경우 중간에 있는 수신자는 처음 Sender에게 재전송을 요구하는 것이 아닌 중간의 캐싱 노드에게 재전송을 요구함으로써 빠른 재전송이 이루어지도록 한다.
시퀀스의 빈곳이 발생하는 경우는 NACK 메시지를 통해 빈곳에 대한 패킷을 요구하는 방법으로 복구를 하고 시퀀스가 잘려나가는 경우(다음 단편을 받기 윙해 기다리는 타이머가 완료되었을 경우에 발생)는 전체패킷을 다시 재전송하는 방법을 취한다.
RMST의 문제점은
1. 전송순서가 보장되지 않는다.
따라서 실시간 전송을 보장하지 못한다.
2. 다른기법들에 비해 에너지 소비가 크다.
3. 어플리케이션 레벨에서는 신뢰성을 제공하지 못하는 특성이 있다.
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W.S.N의 신뢰성 전송기법(1)-PSFQ
일반적으로 센서노드에 장착된 소형 RF모듈은 약 30~50%에 이르는 높은 패킷 에러율을 갖는다. 이러한 이유로 네트워크의 반경이 넓어지면 패킷의 성공적인 전송률이 심각하게 낮아지고 낮은 패킷 전송률은 불필요한 통신 에너지 낭비가 된다.
따라서 네트워크의 유용성을 높이고 에너지 소모를 줄이기 위한 새로운 신뢰성 있는 전송 기법이 필요하다.
W.S.N의 신뢰성 전송기법을 따르는 프로토콜인 PSFQ, RMST, ESRT에 대해 알아보도록 하겠다.
PSFQ
Pump Slowly(느린 전송) Fetch Quickly(빠른 복구)
이 프로토콜은 신뢰성 있는 전송을 최우선으로 고려한다. PSFQ는 상당한 오버헤드가 존재하기 때문에 Upstream(센서->싱크)로의 전송이 아닌 Downstream(싱크->센서)에서 주로 사용하며 노드에 대한 제어나 관리를 목적으로 한다.
PSFQ는 위그림과 같은 원리로 패킷을 전송한다.
센더는 패킷을순서대로 보낸다. 위 그림처럼 2번 패킷이 NODE1-NODE2 사이에서 손실이되고 3번 패킷이 NODE2에 도착했을 경우 NODE2는 NODE1에게 NACK2(2번패킷이 손실됬다는 메시지)를 보내고 3번패킷을 저장해놓는다. NACK가 NODE1에 도착해서 NODE1에서 다시 패킷2번을 보내면 NODE2에서는 순서대로 2번패킷,3번패킷을 보낸다. 이러한 동작원리로 인해 손실 패킷 이후에 전송된 데이터가 중간 노드에서 전송되지 못하고 손실 패킷에 대한 복구가 완료될 때까지 전송이 지연(느린 전송)되지만 바로 앞노드에서 손실된 패킷을 바로 가져오기 때문에 빠른 복구를 할 수 있다.
하지만 이 방식은 중간 노드에서 손실된 패킷이 완전히 복구될 때까지 손실 패킷 이후 전송된 패킷을 버퍼에 저장하기 때문에 버퍼 오버플로우 발생가능성이 높다.
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