$\It{Addressing and naming} are fundamental elements in making use of network facilities. Every network node must configure its network interface with a unique address in order to communicate with other nodes. In addition, many applications run with name resolution because human beings are familiar with names rather than numbers and naming helps people to easily and conveniently use their applications.
Network hosts and devices have historically been difficult to configure, and what is more, the proliferation of wireless networks and wireless devices with mobility makes it more difficult to configure network hosts and devices.
To alleviate those configuration problems, server-based automatic configuration protocols, such as DHCP and DNS, have been introduced. However, in mobile ad hoc network environment, we must devise novel protocols without servers to support addressing and naming because MANET lacks the fixed infrastructure such as DHCP and DNS servers.
This dissertation proposes two protocols to provide address autoconfiguration and name resolution, respectively, to MANET users. First, for address autoconfiguration, we propose a novel address autoconfiguration protocol (AROD) with address reservation and optimistic DAD in order to reduce address configuration time and communication overhead as well as to guarantee uniqueness of allocated address. Address reservation makes it possible to decouple DAD process from address configuration phase, and then this leads to fast address configuration. In addition, AROD minimizes the number of DAD trials through using Optimistic DAD. We showed performance improvement of AROD through numerical analysis and simulation studies using ns-2 simulator in terms of uniqueness of configured addresses, average configuration time, and communication overhead.
Second, for name resolution, in order to support both addressing and name resolution, we propose a name-based address autoconfiguration, NBA. In NBA, the address can be acquired through the hashed value of a node's name rather than randomly selected. Moreover, we also propose two enhanced versions of NBA to solve the problem that a host name needs to be changed even though the name is unique within the network. In NBA, NBA-LP, and NBA-DH, as soon as nodes configure their addresses, they are able to provide the naming service on applications with minimum broadcast messages or without broadcast messages. Through our simulation studies, we show that NBA schemes significantly reduce the number of needed messages for performing name-to-address resolution compared to the distributed name resolution (DNR) scheme.
We believe that the distributed approaches of address autoconfiguration and name resolution is desirable in mobile ad hoc network although they require some inevitable cost. This dissertation proposed those distributed mechanisms, and those mechanisms reduced the cost for address autoconfiguration and name resolution.
네트워크를 사용하는 데 있어서, 주소 설정과 네이밍은 중요한 요소이다. 네트워크의 다른노드들과 연결하기를 원하는 모든 노드들은 네트워크에서 유일한 주소를 가지고 자신의 네트워크 인터페이스를 설정해야 한다. 또한 사람은 숫자보다는 이름에 친숙하기 때문에, 많은 응용프로그램들은 사용자에게 편의를 제공하기 위해 네이밍 기술과 더불어 운영되고 있다.
전통적으로 네트워크 호스트를 비롯한 네트워크 장비들은 설정하는데 어려움이 있다. 게다가 무선 네트워크들과 이동성을 지닌 무선장비들의 보급 확산은 그러한 설정들을 더욱 까다롭게 만들었다.
그와 같은 설정의 어려움을 해결하기 위해 DHCP나 DNS와 같은 자동 프로토콜들이 개발되어 왔다. 그러나 이동 애드 혹 네트워크 환경에서는 기존의 DHCP서버와 DNS 서버 방식을 그대로 적용하기 어렵기 때문에 애드 혹 네트워크 환경과 어울리는 분산형 프로토콜들을 개발해야 한다.
본 논문은 이동 애드 혹 네트워크 환경의 사용자들을 위한 주소 자동 설정 프로토콜과 주소 설정과 네임 해결을 동시에 지원하는 프로토콜을 제안한다. 첫째, 주소 자동 설정을 위한 프로토콜로써, 할당된 주소의 유일성을 보장과 주소 설정 시간과 통신 오버헤드를 줄이기 위해 주소 예약과 낙천적 중복 주소 검색 기법(DAD)을 도입한 주소 자동 설정 방법(AROD)를 제안한다. 주소 예약은 DAD프로세스를 주소 설정으로부터 분리하게 만들어 주기 때문에 AROD가 빠른 주소 설정을 할 수 있도록 해준다. 또한 AROD는 낙천적 DAD를 이용함으로써, 전체적인 DAD숫자를 줄임으로 인해 통신 오버헤드를 줄일 수 있다. 설정된 주소의 유일성, 평균 설정 시간, 통신 오버헤드관점에서 AROD의 성능을 평가하기 위해 수식적 분석과 ns-2 시뮬레이션을 수행하였다.
둘째로 네임 해결(name resolution)과 주소 설정을 동시에 지원하는 네임 기반 주소 자동 설정 방법인 NBA를 제안한다. NBA에서 노드의 주소는 임의로 선택되는 것이 아니라 자신의 노드 이름을 해쉬한 값을 기반으로 얻어진다. 또한 본 논문에서는 두가지 향상된 NBA 기법인 NBA-LP, NBA-DH를 제안한다. NBA-LP와 NBA-DH는 이름이 한 네트워크 안에서 유일함에도 불구하고 노드의 이름을 변경해야 하는 문제를 해결하기 위해 제안되었다. NBA, NBA-LP, NBA-DH는 브로드캐스팅 메시지를 최소화하거나 이용하지 않고, 노드가 자신의 주소를 설정하자 마자 응용 프로그램에서 네이밍 서비스를 지원받을 수 있다. 추가적으로 시뮬레이션을 통해 NBA 기법들과 분산형 네임 해결 기법을 비교하여 성능의 우수함을 보였다.
이동 애드 혹 네트워크 환경에서의 주소 자동 설정과 네임 해결 프로토콜은 일정 정도의 비용이 들더라도 분산형 접근 방법이 더 바람직하다. 이 논문에서는 그러한 분산형 메커니즘들을 제안하였고, 해당 주소 설정 프로토콜과 네임 해결 프로토콜을 위해 필요한 비용을 최소화 하였다.
