Content-centric networking (CCN) has been recently proposed as an alternative to traditional IP based networking. In CCN, content is accessed by content name instead of a host identifier (locational identifier). While contents are delivered to users, their copies are cached in the network and reused for later access to those contents. This new type of networking disseminates content rapidly and efficiently. For practical use of CCN, many networking issues are actively researched, and new types of CCN components are designed. Mobility is one of the essential parts of the CCN architecture, and many researchers consider it as a significant challenge. However, there have not been sufficient reports on it yet. In this thesis, we therefore address fundamental mobility issues, such as seamless handover, optimal path selection, network mobility, and handling of persistent interests under infrastructure wireless environments. And we also consider a routing problem in mobile ad-hoc environments from the point of new networking concept. For each issue, we propose practical solutions that align to a CCN environment. To ensure seamless handoff, especially, we propose various handoff schemes, and compare their performance in terms of handoff latency and overhead by using packet-level simulation. In order to develop a routing protocol for CCN enabled mobile ad-hoc network, we firstly analyse and compare the performance of broadcast and unicast delivery. Our analysis proves that constraints in the MAC layer limit the benefits of broadcast delivery. Rather, the delivery ratio, delay, and energy efficiency become much worse in broadcast delivery unless a topological change incurs too much flooding overhead in unicast delivery. Based on this observation, we present a novel energy efficient content distribution scheme that delivers the content in a unicast manner while minimizing flooding overhead by taking advantage of ICN features. Via ns-3 simulation, we show that the proposed scheme achieves much higher reliability and energy efficiency than other comparative schemes. Since all proposed schemes in the thesis are consistent with nature of CCN, we believe they can be easily integrated and implemented as a part of CCN.
현재의 인터넷에서의 통신은 1960년대 단말과 단말사이의 데이터 통신을 위해 개발된 TCP/IP 를 기반으로 하고 있다. 변화하는 사용자의 요청을 수용하기 위해 지난 수십년 동안 진화되어 온 인터넷 통신 기술은, 최근의 폭발적인 인터넷 단말의 증가 및 대용량 비디오 트래픽의 일반화로 인해 근본적인 문제점을 드러내고 있다. 따라서 기존의 단말과 단말 사이를 잇는 개념에서 벗어나 보다 효율적으로 콘텐츠를 배포하고 획득할 수 있는 통신 개념에 대한 필요성이 대두되었고, 그 결과 콘텐츠 중심 네트워크라는 새로운 개념이 미래인터넷을 위한 기반 기술로 제시되었다. 콘텐츠 중심 네트워크에서는 사용자가 원하는 콘텐츠의 위치 정보 대신하여 콘텐츠 이름 정보를 바탕으로 해당 콘텐츠에 접근한다. 따라서 특정 서버 뿐만 아니라 이미 해당 서버로부터 콘텐츠를 획득한 그 누구라도 콘텐츠 요청 메시지에 응답할 수 있게 되고, 이를 통해서 같은 링크상에서 발생하는 중복적인 데이터의 전송을 최소화할 수 있다. 기본적으로 콘텐츠 중심 네트워크에서의 라우터들은 전달하는 콘텐츠의 복사본을 로컬 캐쉬에 저장한다. 따라서 인기가 높은 컨텐츠들에 대한 서비스가 라우터에 저장되어 있는 복사본을 통해 이루어짐으로써, 효율적인 콘텐츠 전달이 이루어지게 된다. 콘텐츠 중심 네트워크 기술의 효율성이 여러 논문들을 통해 입증되면서 이를 상용화하기 위한 노력들이 활발히 진행되고 있는데, 특히 이동성 지원과 관련하여서는 그 중요도에 비해 아직 충분한 연구 결과가 보고되지 않고 있다. 본 학위 논문에서는 콘텐츠 중심 네트워크에서의 이동성 지원과 관련하여 인프라 기반 무선 네트워크 환경 및 애드혹 무선 네트워크 환경에서의 연구를 진행하였다. 우선, 인프라 기반 무선 네트워크 환경에서는 단말의 이동으로 인해 발생할 수 있는 네트워크 성능 저하 및 서비스의 불연속성 문제에 대해 고찰하였으며, 이를 해결하기 위한 기법들을 다각도로 제시하였다. 특히, 콘텐츠 제공자의 이동시 발생할 수 있는 서비스 끊김 현상을 해결하고자 단말 및 네트워크 자체에서 콘텐츠의 이동성을 지원하는 기법들을 제시하였고, 패킷 레벨 시뮬레이션을 통해 각각의 성능을 비교 분석하였다. 애드혹 무선 네트워크 환경에서는 단말의 이동성으로 인해 야기되는 토폴로지 변화에 효율적으로 대처하면서 콘텐츠를 전송할 수 있는 방안에 대하여 제시하였다. 이를 위하여 우선 기존 연구에서 제시되었던 브로드캐스팅 기반의 전달 기법에 대한 문제점들을 수학적 모델링을 통하여 증명하였으며, 이를 바탕으로 새로운 유니캐스팅 기반의 콘텐츠 중심 라우팅 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 전달 경로의 단절이 발생할 경우, 단절 발생지점의 이웃 노드들을 이용하여 경로를 부분적으로 회복시킴으로써 유니캐스팅에서의 가장 큰 문제였던 플로딩 오버헤드를 해결, 콘텐츠 전달 성공률 및 에너지 효율성을 극대화하였다. NS3 시뮬레이션을 통해 확인해본 결과, 본 제안된 기법은 기존의 브로드캐스팅 기반의 방법들과 비교하여 콘텐츠의 성공적인 전달에 있어서 2배 이상의 성능 향상을 가져왔으며, 에너지 소비는 기존 방법의 25\%정도로 줄일 수 있었다. 결과적으로 약 8-9배정도 향상된 비용 효율성을 가져올 수 있음을 보임으로써 제안된 기법이 애드혹 환경에서의 효율적인 콘텐츠 전송방법임을 보였다.
