[論文レビュー] Contention Based Routing in Mobile Ad Hoc Networks with Multiple Copies

E. Jenefa JebaJothi, V. Kavitha+1 more|arXiv (Cornell University)|May 21, 2010

Opportunistic and Delay-Tolerant Networks参考文献 10被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、移動型アドホックネットワーク（MANET）向けに、複数のメッセージコピーを送信し、隣接ノードからのフィードバックに基づいて利用可能な最短ルートを動的に選択することで、配信信頼性を向上させ、遅延を低減する、コンテンツションに配慮したルーティングプロトコル「Spray Select Focus」を提案する。従来のフラッディングベースの手法とは異なり、ネットワークのコンテンツションやデッドエンドを考慮し、動的でコンテンツションの高い環境において優れたパフォーマンスを発揮する。

ABSTRACT

Routing the packets efficiently in mobile ad hoc network does not have end to end paths. Multiple copies are forwarded from the source to the destination. To deal with such networks, researches introduced flooding based routing schemes which leads to high probability of delivery. But the flooding based routing schemes suffered with contention and large delays. Here the proposed protocol "Spray Select Focus", sprays a few message copies into the network, neighbors receives a copy and by that relay nodes we are choosing the shortest route and then route that copy towards the destination. Previous works assumption is that there is no contention and dead ends. But we argue that contention and dead ends must be considered for finding efficiency in routing. So we are including a network which has contention and dead ends and we applied the proposed protocol. We can say that this protocol works well for the contention based network.

研究の動機と目的

• 高コンテンツションと大きな遅延を引き起こす、従来のフラッディングベースのルーティングがMANETに及ぼす制限を是正すること。
• 先行研究がネットワークのコンテンツションやデッドエンドが存在しない、または無視できると仮定している点を是正すること。
• 複数のメッセージコピーを知的に管理することで、動的でコンテンツションの高いMANETを効率的に処理するルーティングプロトコルを設計すること。
• リアルタイムの隣接ノードフィードバックに基づいて最短の実行可能な経路を選択することで、配信確率を向上させ、エンドツーエンド遅延を低減すること。
• コンテンツションや潜在的なデッドエンドを含む現実的なネットワーク環境におけるプロトコルのパフォーマンスを評価すること。

提案手法

• メッセージスプライティングと動的ルート選択を組み合わせた新規プロトコル「Spray Select Focus」を提案する。
• ソースから小さな数のメッセージコピー（スプライト）をネットワークに送信することで送信を開始する。
• 中間ノードがコピーを受け取ると、その経路の記録を保持しながら、隣接ノードに転送する。
• ノードは到着したコピーを、宛先までの最短経路に基づいて評価し、転送に最も適したコピーを選択する。
• 隣接ノードからのフィードバックを活用して、コンテンツションやデッドエンドを回避し、遅延が低く信頼性の高いルートを選択する。
• 複数のコピーの中から最良のコピーに集中することで、冗長な送信を低減し、効率を向上させる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コンテンツションが高く、トポロジが頻繁に変化する移動型アドホックネットワークにおいて、どのようにしてメッセージの配信を改善できるか？
• RQ2 コンテンツションやデッドエンドを無視した場合、フラッディングベースのルーティングプロトコルのパフォーマンスにどのような影響が生じるか？
• RQ3 メッセージスプライティングと動的ルート選択のハイブリッドアプローチにより、エンドツーエンド遅延を低減し、配信確率を向上させられるか？
• RQ4 複数のコピーの中から最短の実行可能な経路を選択することで、動的MANETにおけるネットワーク効率にどのような影響が生じるか？
• RQ5 コンテンツションの高い環境において、提案されたプロトコルが従来のフラッディングベースの手法をどの程度上回るか？

主な発見

• 提案されたSpray Select Focusプロトコルは、コンテンツションの高いネットワークにおいて、従来のフラッディングベースの手法と比較してエンドツーエンド遅延を顕著に低減した。
• 複数のメッセージコピーの中から最短の実行可能な経路を選択することで、プロトコルは配信信頼性を向上させ、冗長な送信を低減した。
• 隣接ノードからのフィードバックに基づく動的ルート選択により、プロトコルはネットワークのコンテンツションの影響を効果的に軽減し、デッドエンドを回避した。
• パフォーマンス評価の結果、プロトコルは極めて動的で混雑したネットワーク状態においても高い配信確率を維持した。
• 知的なコピー管理とルート集中化により、エネルギー効率性と遅延の両面で、既存の手法を上回る性能を発揮した。