[論文レビュー] Managing Congestion Control in Mobile AD-HOC Network Using Mobile Agents

Ashish Kumar Mourya, Niraj Singhal|arXiv (Cornell University)|Jan 20, 2014

Network Traffic and Congestion Control参考文献 13被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、動的で無線環境下における標準TCPの限界を解消するため、モバイルアドホックネットワーク（MANETs）におけるモバイルエージェントベースの混雑制御メカニズムを提案する。モバイルエージェントを導入し、ノードの混雑度を評価し、負荷の低い次のホップを選択することで、プロアクティブなルーティング更新とリアルタイムのトポロジー適応が可能となり、混雑状態下でもネットワーク性能が顕著に向上する。

ABSTRACT

In mobile adhoc networks, congestion occurs with limited resources. The standard TCP congestion control mechanism is not able to handle the special properties of a shared wireless channel. TCP congestion control works very well on the Internet. But mobile adhoc networks exhibit some unique properties that greatly affect the design of appropriate protocols and protocol stacks in general, and of congestion control mechanism in particular. As it turned out, the vastly differing environment in a mobile adhoc network is highly problematic for standard TCP. Many approaches have been proposed to overcome these difficulties. Mobile agent based congestion control Technique is proposed to avoid congestion in adhoc network. When mobile agent travels through the network, it can select a less-loaded neighbor node as its next hop and update the routing table according to the node congestion status. With the aid of mobile agents, the nodes can get the dynamic network topology in time. In this paper, a mobile agent based congestion control mechanism is presented.

研究の動機と目的

• 共有無線チャネルと高い動的特性による、標準TCPの混雑制御の非効率性を解消する。
• MANETsにおける急激なトポロジー変化や変動するリンク品質に対応できない従来のプロトコルの限界を克服する。
• ネットワーク状態の変化に即時に適応可能なプロアクティブな混雑制御メカニズムを設計する。
• リアルタイムの混雑状態に基づいてモニタリングとルーティング意思決定の更新を行うモバイルエージェントを活用し、エンドツーエンドスループットを向上させ、遅延を低減する。

提案手法

• ネットワークを走査するモバイルエージェントを展開し、キュー長やバッファ占有率などのノードレベルの混雑度メトリクスを監視する。
• エージェントを用いて隣接ノードの負荷状態を評価し、最も負荷の低いノードをデータ転送の次のホップとして選択する。
• モバイルエージェントが収集した混雑データに基づき、ルーティングテーブルを動的に更新する。
• 混雑したノードを回避し、効率的なデータ配信を維持するため、分散型で自己組織的に行われるルーティング経路の適応を可能にする。
• ルーティングプロトコルスタックにモバイルエージェントを統合し、中央集権的制御に依存せずにネットワーク状態のリアルタイム可視性を提供する。
• エージェントの移動性を活用して、トポロジーと混雑状態の最新情報をネットワーク全体に広め、定期的なビーコン送信への依存度を低減する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分散型で移動可能な実体を用いて、どのようにしてモバイルアドホックネットワークにおける混雑をプロアクティブに管理できるか？
• RQ2 リアルタイムの混雑度を反映させることで、モバイルエージェントがどれほど効果的にルーティング意思決定を改善できるか？
• RQ3 MANETsにおいて、従来のTCPベースのメカニズムと比較して、モバイルエージェントベースのルーティングはパケット損失を低減し、スループットを向上させることができるか？
• RQ4 モバイルエージェントの使用は、動的トポロジー変化と変動するトラフィック負荷に応じたネットワークの適応性をどのように向上させるか？
• RQ5 分散型MANET環境において、エージェントの移動性が混雑状態情報の即時性と正確性に与える影響は何か？

主な発見

• モバイルエージェントベースのメカニズムにより、混雑の早期検出と動的ルーティングの再設定が可能となり、パケット損失の可能性が低減する。
• 負荷の低い次のホップを選択することで、エンドツーエンドスループットが向上し、平均エンドツーエンド遅延が低減する。
• 従来のTCPベースの混雑制御と比較して、高い移動性を持つ環境でも、本システムは優れたスケーラビリティと適応性を示す。
• モバイルエージェントの使用により、周期的な制御メッセージへの依存度が低下し、オーバーヘッドが低減され、エネルギー効率が向上する。
• 標準TCPでは高移動性と共有無線環境下で通常見られる性能劣化を、本手法は効果的に緩和する。
• 継続的かつオンデマンドのネットワーク状態監視が可能であるため、トポロジー変化に対する耐性が向上している。