애드혹 라우팅 프로토콜

왜 배우는가: 애드혹 네트워크는 기지국 없이 이동 노드끼리 다중홉으로 통신하는 구조라서, 토폴로지가 수시로 바뀌는 환경을 이해하려면 라우팅 프로토콜의 분류와 동작 원리를 먼저 알아야 한다. 군사 통신, 재난 현장, 센서망, 차량 통신 등 실무 적용처가 넓어 실무 설계에서도 자주 쓰인다. 시험에서는 정의, 유형 분류, AODV 같은 대표 프로토콜 설명이 1교시 용어와 4교시 논술에 함께 반복 출제된다.

출제 이력: 제129회 4교시 2번, 제119회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

애드혹 라우팅 프로토콜은 기지국이나 고정 인프라 없이 이동 노드들이 스스로 경로를 찾고 유지하는 다중홉 라우팅 규약이다.

핵심 키워드

• 애드혹 네트워크(Ad-hoc Network): 인프라 없이 노드가 자율적으로 구성하는 무선망
• 다중홉(Multi-hop): 중간 노드를 거쳐 목적지에 도달하는 전송 방식
• 프로액티브(Proactive): 경로 정보를 주기적으로 미리 유지하는 방식
• 리액티브(Reactive): 통신 요구가 생겼을 때만 경로를 찾는 방식
• 하이브리드(Hybrid): 두 방식을 영역별로 결합한 방식
• 경로 탐색(Route Discovery): 요청 메시지 플러딩으로 경로를 찾는 절차
• 토폴로지 변화(Topology Change): 노드 이동으로 링크가 생성·소멸되는 현상

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 휴대폰이나 센서처럼 스스로 움직이는 노드들이 서로 직접 닿지 않을 때 옆 노드를 징검다리로 삼아 데이터를 넘기는 방법을 정하는 규칙이다. 기지국이 경로를 알려 주지 않으므로 모든 노드가 라우터 역할을 함께 맡는다.

정식 정의는 다음과 같다. 애드혹 라우팅 프로토콜은 중앙 제어 없이 이동성 있는 무선 노드들이 이웃 정보를 교환하여 송신 노드에서 목적지까지의 경로를 설정, 유지, 파기하는 분산 라우팅 규약이다.

다중홉 전송은 직접 통신 범위를 벗어난 노드에 중간 노드를 거쳐 도달하는 방식이다. 토폴로지 변화는 노드가 움직이며 링크가 끊기거나 새로 생기는 현상으로, 애드혹 라우팅이 가장 어렵게 다루는 문제다. 이 변화에 대응하는 방식이 프로액티브와 리액티브의 차이를 만든다.

프로액티브 방식은 모든 노드가 라우팅 정보를 주기적으로 교환해 전체 경로표를 항상 갖고 있다. 경로가 필요할 때 지연이 없지만 제어 메시지가 많다. 리액티브 방식은 데이터를 보낼 때만 경로를 찾는다. 제어 오버헤드는 작지만 첫 전송 때 탐색 지연이 생긴다. 하이브리드 방식은 가까운 영역은 프로액티브로, 먼 영역은 리액티브로 처리하여 두 장점을 절충한다.

3. 등장 배경과 필요성

유선망과 기지국 기반 셀룰러망은 고정된 인프라를 전제로 한다. 재난 현장, 전장, 해상, 산간 지역처럼 인프라를 세울 수 없거나 세우는 데 시간이 걸리는 곳에서는 단말끼리 직접 네트워크를 만들어야 했다. 이 때문에 노드 자체가 라우터 기능을 갖는 구조가 필요해졌다.

기존 인터넷 라우팅 프로토콜은 비교적 안정적인 링크와 고정된 토폴로지를 가정한다. 노드가 계속 움직이면 이 가정이 깨지고, 경로 정보가 금방 낡는다. 그래서 이동성을 라우팅 알고리즘이 직접 처리해야 한다는 요구가 생겼고, 이것이 애드혹 전용 라우팅 프로토콜 연구의 출발점이다.