[논문 리뷰] Comparison of Random Waypoint & Random Walk Mobility Model under DSR, AODV & DSDV MANET Routing Protocols

Muhammad Zaheer Aslam, Abdur Rashid Khan|arXiv (Cornell University)|2011. 04. 13.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 10인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 NS-2 시뮬레이션을 사용하여 MANET에서 Random Walk 및 Random Waypoint 이동 모델 하에서 DSR, AODV 및 DSDV 라우팅 프로토콜의 성능을 평가한다. 결과적으로, 정지 시간이 0인 경우 두 이동 모델 간에 전달 비율, Throughput 및 라우팅 오버헤드 측면에서 거의 동일한 성능을 보이며, 정지 시간이 증가함에 따라 Random Waypoint 모델에서 경로 끊김이 감소하고 안정성이 향상되어 Random Walk과의 성능 격차가 발생한다.

ABSTRACT

Mobile Adhoc Network is a kind of wireless ad hoc network where nodes are connected wirelessly and the network is self configuring. MANET may work in a standalone manner or may be a part of another network. In this paper we have compared Random Walk Mobility Model and Random Waypoint Mobility Model over two reactive routing protocols Dynamic Source Routing (DSR) and Adhoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) protocol and one Proactive routing protocol Distance Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Our analysis showed that DSR, AODV & DSDV under Random Walk and Random Way Point Mobility models have similar results for similar inputs however as the pause time increases so does the difference in performance rises. They show that their motion, direction, angle of direction, speed is same under both mobility models. We have made their analysis on packet delivery ratio, throughput and routing overhead. We have tested them with different criteria like different number of nodes, speed and different maximum number of connections.

연구 동기 및 목표

• 모바일 애드혹 네트워크에서 DSR, AODV 및 DSDV 라우팅 프로토콜의 성능을 평가하고 비교하는 것.
• Random Walk 및 Random Waypoint 이동 모델이 핵심 성능 지표에 미치는 영향을 분석하는 것.
• 정지 시간이 다양한 이동 패턴 하에서 프로토콜 동작과 네트워크 안정성에 미치는 영향을 조사하는 것.
• 다양한 이동 조건에서 수동적(DSDV) 또는 반응형(DSR, AODV) 프로토콜 중 어느 것이 더 뛰어난 성능을 보이는지 규명하는 것.

제안 방법

• 200초 동안 670×670 면적과 10~50개 노드를 사용하여 NS-2를 활용해 시뮬레이션을 수행하였다.
• 두 가지 이동 모델을 사용: Random Walk(정지 시간 0초) 및 Random Waypoint(25초 정지 시간).
• 512바이트 패킷과 1패킷/초 생성률을 가진 일정 비트레이트(CBR) 트래픽을 적용하였다.
• 성능 지표로는 전달 비율, 정규화된 라우팅 오버헤드 및 Throughput를 포함하였다.
• 시나리오 파일은 'setdest' 도구를 사용해 생성하였고, CBR 트래픽은 NS-2의 'cbrgen.tcl' 스크립트를 통해 생성하였다.
• 노드 수, 속도(10~50), 최대 연결 수(20%~60%)를 변화시켜 비교 분석을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Random Walk 이동 모델 하에서 DSR, AODV 및 DSDV의 전달 비율, Throughput 및 라우팅 오버헤드 측면에서 성능은 어떻게 되는가?
• RQ2 25초 정지 시간이 있는 Random Waypoint 이동 모델 하에서 동일한 프로토콜의 성능은 어떻게 되는가?
• RQ3 동일한 네트워크 조건에서 Random Walk 및 Random Waypoint 이동 모델 간 성능 격차는 어느 정도 발생하는가?
• RQ4 Random Waypoint 모델에서 정지 시간이 증가함에 따라 경로 끊김과 전체 프로토콜 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 Random Walk 및 Random Waypoint 이동 모델 모두에서 수동적(DSDV) 또는 반응형(DSR, AODV) 프로토콜 중 어느 것이 더 뛰어난 성능을 보이는가?

주요 결과

• 정지 시간이 0인 경우, Random Walk 및 Random Waypoint 이동 모델 간 전달 비율, Throughput 및 라우팅 오버헤드 측면에서 세 라우팅 프로토콜 모두에 대해 구분할 수 없을 정도로 유사한 성능를 보였다.
• Random Waypoint 모델에서 정지 시간이 증가함에 따라 경로 끊김이 감소하여 성능 안정성이 향상되고 Random Walk와의 성능 격차가 명확해졌다.
• 반응형 프로토콜(DSR 및 AODV)은 특히 고도의 이동성 조건에서 전달 비율과 Throughput 측면에서 수동적 DSDV를 일관되게 뛰어넘었다.
• DSDV는 주기적인 라우팅 테이블 업데이트로 인해 DSR 및 AODV보다 훨씬 높은 정규화된 라우팅 오버헤드를 보였다.
• 모든 프로토콜에서 노드 수가 증가함에 따라 Throughput가 증가하지만, DSDV는 수동적 성격으로 인해 가장 느린 증가율을 보였다.
• 이 연구는 유사 조건에서 DSR가 AODV보다 더 낮은 라우팅 부하를 유발함을 확인하여, 동적 환경에서의 효율성을 뒷받침한다.