[논문 리뷰] Implementation of Multipath and Multiple Description Coding in OLSR

Jiazi Yi, Eddy Cizeron외 3명|arXiv (Cornell University)|2009. 02. 27.

Algorithms and Data Compression인용 수 24

한 줄 요약

이 논문은 무선 메시 네트워크에서 신뢰성을 향상시키기 위해 다중경로 라우팅과 다중 기술 코딩(MDC)을 통합한 OLSR 프로토콜의 확장인 MP-OLSR를 제안한다. 주기적인 토폴로지 업데이트와 요구에 따라 경로 선택을 통해 MP-OLSR는 다수의 분리된 경로를 유지하고 데이터의 부가적 복제본을 그들 사이에 분배함으로써 링크의 불안정성 상황에서도 패킷 전달 성능을 크게 향상시킨다. NS-2 시뮬레이션을 통해 검증되었으며 성능 향상이 명확하게 측정되었다.

ABSTRACT

In this paper we discussed the application and the implementation of multipath routing and multiple description coding (MDC) extension of OLSR, called MP-OLSR. It is based on the link state algorithm and employs periodic exchange of messages to maintain topology information of the networks. In the mean time, it updates the routing table in an on-demand scheme and forwards the packets in multiple paths which have been determined at the source. If a link failure is detected, the algorithm recovers the route automatically. Concerning the instability of the wireless networks, the multiple description coding is used to improve reliability of the network transmission, and several methods are proposed to allocate the redundancy in different paths. The simulation in NS2 shows that the new protocol can effectively improve the performance of the networks. The implementation of MP-OLSR is also proposed in the end.

연구 동기 및 목표

• 자주 발생하는 링크 장애로 인해 안정성이 떨어지는 무선 메시 네트워크에서 OLSR의 신뢰성 한계를 해결하기 위해.
• 데이터 전송을 위해 다수의 분리된 경로를 활용함으로써 종단 간 패킷 전달 성능을 향상시키기 위해.
• 다중 기술 코딩(MDC)을 OLSR에 통합하여 데이터 손실에 대한 내성을 향상시키기 위해.
• 실제 환경에 구현 가능한 MP-OLSR 프로토콜을 설계하고 구현하기 위해.
• NS-2 시뮬레이션을 통해 동적 네트워크 조건 하에서 MP-OLSR의 성능을 평가하기 위해.

제안 방법

• 원천 기반의 다수의 분리된 경로 선택 기능을 통해 OLSR을 다중경로 라우팅으로 확장한다.
• 주기적인 제어 메시지 교환을 통해 최신 토폴로지 정보와 경로 탐색을 유지한다.
• 요구에 따라 경로 업데이트 메커니즘을 적용하여 동적 링크 변화에 적응하고 라우팅 테이블을 유지한다.
• 다중 기술 코딩(MDC)을 구현하여 데이터를 부가적 복제본으로 분할하고 여러 경로에 분산 배포한다.
• 경로 간 부하 균형과 신뢰성 향상을 위해 복제 데이터 할당 전략을 제안한다.
• 라우팅 및 전달 논리에 대한 수정을 통해 MP-OLSR 프로토콜을 OLSR 프레임워크에 통합한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 무선 메시 네트워크에서 신뢰성을 향상시키기 위해 다중경로 라우팅을 OLSR 프로토콜에 효과적으로 통합하는 방법은 무엇인가?
• RQ2 OLS R에서 MDC를 사용하여 다수의 경로에 복제 데이터를 최적의 전략으로 할당하는 방법은 무엇인가?
• RQ3 다중경로 라우팅과 MDC의 조합이 동적 무선 환경에서 종단 간 패킷 전달 성능에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ4 링크 장애 상황에서 표준 OLSR 대비 MP-OLSR가 패킷 손실을 얼마나 줄이는가?
• RQ5 실시간 동적 네트워크 환경에서 MP-OLSR를 구현하는 데 있어 실현 가능성과 성능 오버헤드는 어느 정도인가?

주요 결과

• MP-OLSR는 다중경로 전달를 통해 링크 불안정성 상황에서 패킷 손실을 크게 줄여 네트워크 신뢰성을 향상시킨다.
• 다중 기술 코딩의 통합은 개별 경로에 일시적인 장애가 발생할 경우에도 데이터의 내성을 향상시켜 주요 효과를 발휘한다.
• NS-2에서의 시뮬레이션 결과, 표준 OLSR 대비 더 높은 대역폭과 더 낮은 종단 간 지연을 기록하여 성능 향상이 명확하게 측정되었다.
• 링크 장애 발생 시 전역 토폴로지 재계산 없이도 대체 경로로 전환함으로써 자동으로 라우팅 복구가 가능하다.
• 제안된 복제 데이터 할당 방법은 경로 간 부하 균형을 효과적으로 달성하고 다중 경로를 통한 전달 강건성을 향상시킨다.
• MP-OLSR의 구현은 실현 가능하며, 동적 무선 메시 네트워크에 실제 구현 가능할 잠재력을 보였다.