전술 네트워크 환경에서 그래프 클러스터링 알고리즘을 활용한 효율적인 서비스 자원 할당 방법

Abstract

국방 임무 환경에서 사용되는 자원의 수가 증가하면서, 다양한 자원을 임무 요구사항에 맞게 효율적으로 활용하기 위하여 자원의 기능 및 능력을 서비스로 표현하고, 요구사항에 따라 동적으로 조합될 수 있도록 하는 임무 지향적 서비스 조합 기법들이 연구되었다. 본 논문에서는 전술 네트워크 환경에서 임무 지향적 서비스 조합을 수행함에 있어서 발생할 수 있는 자원 충돌 및 통신 오버헤드로 인한 서비스 지연문제를 해결하기 위한 자원 할당 기법을 연구하였다. 자원 충돌은 두개 이상의 과업이 동시에 하나의 자원을 사용하기 위해 경쟁하는 것으로 이는 과업 수행에 있어 교착상태로 인한 임무 실패를 야기할 수 있다. 또한 전술 네트워크에서 사용되는 무선 통신의 특성에 따라 각 게이트웨이 및 자원 간 통신 오버헤드는 대기 지연 및 패킷 손실 등의 문제를 야기하고 이로 인하여 패킷 재전송 및 복구를 위한 통신 오버헤드를 발생시켜 서비스 지연을 발생시킨다. 이러한 서비스 지연은 과업 및 임무 수행을 지연시킴으로써 임무 수행 효율을 저하 시킬 수 있다. 이를 위해 본 논문에서는 자원 충돌 문제 해결을 위해 과업 우선순위 기반의 자원 선택을 하도록 하였으며, 서비스 지연 최소화를 위해 게이트웨이 능력 및 서비스간 통신 오버헤드 최소화를 위한 클러스터링 알고리즘을 활용한 자원 할당 기법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 자원 충돌 문제를 해결하면서, 타 알고리즘에 비해 통신 오버헤드를 5~28% 감소시키는 결과를 확인 할 수 있었다.