[論文レビュー] On-Demand Multicasting in Ad-hoc Networks: Performance Evaluation of AODV, ODMRP and FSR

M. Rajendiran, S. K. Srivatsa|arXiv (Cornell University)|Sep 19, 2011

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 12被引用数 10

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）におけるオンデマンドマルチキャストルーティングプロトコル3つ—AODV、ODMRP、FSR—の性能を評価している。ns-2を用いたシミュレーションにより、スループット、パケット配信率、エンドツーエンド遅延を比較し、ODMRPが動的トポロジーに最適化されたメッシュベースのマルチキャストルーティングアプローチにより、AODVおよびFSRを著しく上回ることを結論づけている。

ABSTRACT

Adhoc networks are characterized by connectivity through a collection of wireless nodes and fast changing network topology. Wireless nodes are free to move independent of each other which makes routing much difficult. This calls for the need of an efficient dynamic routing protocol. Mesh-based multicast routing technique establishes communications between mobile nodes of wireless adhoc networks in a faster and efficient way. In this article the performance of prominent on-demand routing protocols for mobile adhoc networks such as ODMRP (On Demand Multicast Routing Protocol), AODV (Adhoc on Demand Distance Vector) and FSR (Fisheye State Routing protocol) was studied. The parameters viz., average throughput, packet delivery ration and end-to-end delay were evaluated. From the simulation results and analysis, a suitable routing protocol can be chosen for a specified network. The results show that the ODMRP protocol performance is remarkably superior as compared with AODV and FSR routing protocols. Keywords: MANET, Multicast Routing, ODMRP, AODV, FSR.

研究の動機と目的

• オンデマンドマルチキャストルーティングプロトコルの性能を評価・比較すること。
• 平均スループット、パケット配信率、エンドツーエンド遅延といった主要な指標を、異なるルーティングプロトコル間で分析すること。
• シミュレーション結果に基づき、特定のネットワーク状態に最も適したプロトコルを同定すること。
• 動的かつマルチホップ無線環境におけるメッシュベースのマルチキャストルーティング（ODMRP）と従来のオンデマンドプロトコル（AODV、FSR）の有効性を評価すること。

提案手法

• 本研究では、ノードの移動性とトラフィック負荷を変化させた移動型アドホックネットワークをns-2ネットワークシミュレータでモデル化した。
• AODV、ODMRP、FSRの3つのオンデマンドマルチキャストプロトコルを実装し、同一のシミュレーション条件下でテストした。
• 統計的信頼性を確保するため、複数回のシミュレーション実行を通じて性能指標を収集した。
• 平均スループット、エンドツーエンド遅延、パケット配信率に基づきプロトコルを評価した。
• ODMRPにおけるメッシュベースのマルチキャストルーティングメカニズムにより、効率的なマルチキャスト木の構築と維持が可能である。
• FSRは、近隣ノードに関する情報を優先的に扱うフィッシュアイステート技術を用いることで、ルーティングオーバーヘッドを低減している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AODV、ODMRP、FSRは、移動型アドホックネットワークにおいて平均スループットでどのように比較されるか？
• RQ2 動的トポロジーの変化下で、これらのプロトコルのパケット配信率における相対的性能はいかなるものか？
• RQ3 高移動性環境下で、AODV、ODMRP、FSRのエンドツーエンド遅延はどのように変化するか？
• RQ4 ODMRPにおけるメッシュベースのマルチキャストアプローチは、従来のオンデマンドプロトコルに対してどれほど性能を向上させるか？
• RQ5 移動性およびネットワーク負荷の変動する条件下で、どのプロトコルが最も頑健な性能を示すか？

主な発見

• ODMRPは、効率的なマルチキャスト木の構築により、AODVおよびFSRに比べて顕著に高い平均スループットを達成している。
• ODMRPは、マルチキャストパケットの配信において最も高い配信率を示しており、信頼性の高さが裏付けられている。
• ODMRPは3つのプロトコルの中でエンドツーエンド遅延が最小であり、リアルタイムアプリケーションのパフォーマンス向上に寄与している。
• AODVは中程度の性能を示すが、高移動性下では遅延が高く、スループットが低いという課題を抱えている。
• FSRはルーティングオーバーヘッドが低いものの、動的環境下での状態情報の最適でない配布により、スループットおよび配信率が低い性能を示している。
• シミュレーション結果から、ODMRPが高移動性を示す移動型アドホックネットワークにおけるオンデマンドマルチキャストに最も適したプロトコルであることが確認された。