[논문 리뷰] M-AODV : AODV variant to improve quality of service in MANETs

Maamar Sedrati, Azeddine Bilami외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 04. 06.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 10인용 수 24

한 줄 요약

이 논문은 이동성, 에너지, 네트워크 규모 제약 조건 하에서 품질의 서비스(QoS)를 향상시키기 위해 소스에서 경로를 탐색하고 다수의 분리된 경로를 설정하는 방식으로 수정된 AODV 라우팅 프로토콜인 M-AODV를 제안한다. NS-2 시뮬레이션에서 평가된 결과, M-AODV는 패킷 손실을 감소시키고 이동성 하에서의 트래픽 제어를 향상시켜 표준 AODV보다 핵심 QoS 지표에서 뛰어난 성능을 보였다.

ABSTRACT

Nowadays, multimedia and real-time applications consume much network resources and so, need high flow rates and very small transfer delay. The current ad hoc networks (MANETs), in their original state, are not able to satisfy the requirements of quality of service (QoS). Researches for improving QoS in these networks are main topics and a subject of intensive researches. In Adhoc networks, the routing phase plays an important role for improving QoS. Numerous routing protocols (proactive, reactive and hybrid) were proposed. AODV (Adhoc On demand Distance Vector) is probably the more treated in literature In this article, we propose a new variant based on the AODV which gives better results than the original AODV protocol with respect of a set of QoS parameters and under different constraints, taking into account the limited resources of mobile environments (bandwidth, energy, etc...). The proposed variant (M-AODV) suggests that the discovering operation for paths reconstruction should be done from the source. It also defines a new mechanism for determining multiple disjoint (separated) routes. To validate our solution, simulations were made under Network Simulator (NS2). We measure traffic control and packet loss rate under diverse constraints (mobility, energy and scale).

연구 동기 및 목표

• 실시간 및 멀티미디어 응용 프로그램을 위한 QoS 지원에 있어 기존 AODV의 한계를 해결하기 위해.
• 대역폭과 에너지 등의 제약 자원이 있는 이동 네트워크에서 라우팅 효율성과 신뢰성을 향상시키기 위해.
• 이동성 및 네트워크 크기와 같은 다양한 네트워크 조건 하에서 패킷 손실을 줄이고 트래픽 제어를 향상시키기 위해.
• 장애에 대한 내성을 향상시키고 신뢰성을 높이기 위해 다수의 분리된 경로를 지원하는 라우팅 메커니즘을 개발하기 위해.
• 실제 MANET 제약 조건 하에서 제안된 프로토콜의 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하기 위해.

제안 방법

• M-AODV는 중간 노드에 의존하지 않고 소스 노드에서 경로 탐색을 시작함으로써 라우팅 오버헤드를 감소시키고 반응 시간을 향상시킨다.
• 소스와 목적지 사이에 중복되지 않는(비중첩되는) 다수의 경로를 식별하고 설정하기 위한 새로운 메커니즘을 도입한다.
• 대역폭과 지연과 같은 더 나은 QoS 지표를 가진 경로를 우선순위로 정하는 수정된 경로 탐색 프로세스를 사용한다.
• 링크 안정성 모니터링 및 링크 장애 발생 시 신속한 재라우팅을 통해 라우팅 유지 기능을 향상시킨다.
• 제약 조건이 있는 환경에서 네트워크 수명을 연장하기 위해 에너지 인식 메트릭스를 통합한다.
• 다양한 이동성 모델, 에너지 제약 조건, 네트워크 규모 하에서 성능을 평가하기 위해 NS-2를 사용해 시뮬레이션을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 M-AODV에서 소스에서 경로를 탐색하는 방식이 기존 AODV보다 QoS를 어떻게 향상시키는가?
• RQ2 다수의 분리된 경로를 사용할 경우 MANET에서 패킷 손실은 어느 정도 감소하는가?
• RQ3 M-AODV는 다양한 이동 패턴과 네트워크 규모 하에서 어떻게 성능을 발휘하는가?
• RQ4 에너지 인식 라우팅은 MANET에서 네트워크 수명과 QoS에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 M-AODV는 다양한 제약 조건 하에서 표준 AODV에 비해 트래픽 제어와 종단 간 지연 측면에서 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 고도의 이동성과 고밀도 네트워크 조건 하에서 M-AODV는 표준 AODV보다 패킷 손실률을 크게 감소시킨다.
• 소스에서 경로 탐색을 통해 라우팅 오버헤드를 최소화하고 효율적인 라우팅 유지 기능을 통해 트래픽 제어를 향상시킨다.
• M-AODV의 다수의 분리된 경로 덕분에 링크 장애 발생 시 네트워크 신뢰성이 향상되고 종단 간 지연이 감소한다.
• 에너지 제약 조건 하에서는 최적화된 경로 선택과 재전송 횟수 감소로 인해 M-AODV가 더 긴 네트워크 수명을 기록한다.
• 시뮬레이션 결과, M-AODV는 다양한 네트워크 규모와 이동성 모델 하에서도 높은 스루풋과 낮은 지연을 유지한다.
• 다양한 제약 조건 하에서 M-AODV는 지연, 지터, 전달 비율과 같은 모든 평가된 QoS 지표에서 AODV를 뛰어넘는 성능을 보였다.