[논문 리뷰] Performance Evaluation of on demand and Table driven Protocol for Wireless Ad hoc Network

Vikram Patil|arXiv (Cornell University)|2012. 09. 08.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 9인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 NS-2 시뮬레이션을 사용하여 모바일 애드혹 네트워크(MANET) 라우팅 프로토콜인 표표준 거리벡터(DSDV) — 테이블 기반 프로토콜 — 와 애드혹 온디맨드 거리벡터(AODV) — 온디맨드 프로토콜 — 의 성능을 평가한다. 결과적으로 AODV는 높은 이동성과 더 큰 네트워크 크기 조건에서 더 낮은 라우팅 오버헤드와 동적 토폴로지에서의 더 나은 확장성 덕분에 대역폭 효율성에서 DSDV를 능가한다.

ABSTRACT

Mobile Adhoc Network is a wireless network without infrastructure.It is a kind of wireless adhoc network,and is a self configuring network of mobile routers connected by wireless links.The routers are free to move randomly and organize themselves arbitrarily,thus the network's wireless topology may change rapidly and unpredictably. Such a network may operate in a standalone fashion,or may be connected to the larger Internet.There are various routing protocols available for MANET.The most popular ones are DSR,AODV and DSDV.This paper examines two routing protocols for mobile ad hoc networks :the Destination Sequenced Distance Vector,the table driven protocol and the Ad hoc On Demand Distance Vector routing,an On Demand protocol and evaluates both protocols based on packet delivery fraction, average end to end delay,throughput and routing overhead while varying pause time.The performance evaluation has been done by using simulation tool NS2 which is the main simulator, NAM(Network Animator)and excel graph which is used for preparing the graphs from the trace files.Simulation revealed that although DSDV perfectly scales to small networks with low node speeds,AODV is preferred due to its more efficient use of bandwidth.

연구 동기 및 목표

• 테이블 기반(DSDV)과 온디맨드(AODV) 라우팅 프로토콜의 성능을 평가하고 비교하기.
• 패킷 전달 비율, 엔드 투 엔드 지연, 스루풋, 라우팅 오버헤드와 같은 핵심 성능 지표를 분석하기.
• 노드 이동성과 일시정지 시간의 변화에 따른 프로토콜의 확장성과 효율성 평가하기.
• 네트워크 역학성과 트래픽 조건에 따라 최적의 프로토콜 선택을 결정하기.
• 시뮬레이션 기반 평가를 통해 MANET 구현에서 프로토콜 선택에 대한 실증적 근거 제공하기.

제안 방법

• 정의된 이동성 모델을 사용하여 NS-2 네트워크 시뮬레이터를 통해 DSDV와 AODV 프로토콜 시뮬레이션 수행.
• 네트워크 행동 시각화 및 트레이스 파일 분석을 위해 NAM(Network Animator) 사용.
• 다양한 일시정지 시간과 노드 속도를 통해 동적 네트워크 조건을 시뮬레이션하기 위해 성능 지표 수집.
• 엑셀을 사용하여 스루풋과 지연과 같은 핵심 성능 지표를 그래픽으로 표현.
• 고정된 네트워크 크기와 변화하는 이동 패턴을 가진 표준화된 시뮬레이션 시나리오를 통해 노드 이동의 영향을 분리 분석.
• 다음 네 가지 핵심 지표를 기반으로 평가: 패킷 전달 비율, 평균 엔드 투 엔드 지연, 스루풋, 라우팅 오버헤드.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 일시정지 시간 조건에서 DSDV와 AODV의 패킷 전달 비율은 어떻게 비교되는가?
• RQ2 테이블 기반 라우팅 프로토콜과 온디맨드 라우팅 프로토콜 간에 노드 이동성이 엔드 투 엔드 지연에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 일시정지 시간과 노드 속도가 변화함에 따라 DSDV와 AODV의 스루풋은 어떻게 변화하는가?
• RQ4 자주 변화하는 토폴로지가 있는 모바일 애드혹 네트워크에서 어떤 프로토콜이 더 낮은 라우팅 오버헤드를 생성하는가?
• RQ5 어떤 네트워크 조건에서 AODV가 DSDV에 비해 뛰어난 성능을 보여주는가?

주요 결과

• AODV는 동적 경로 발견 기능 덕분에 높은 이동성 환경에서 DSDV보다 더 높은 패킷 전달 비율을 달성한다.
• AODV는 특히 자주 변화하는 토폴로지가 있는 네트워크에서 DSDV에 비해 유의미하게 낮은 평균 엔드 투 엔드 지연을 보인다.
• 모든 일시정지 시간 간격에서 AODV의 스루풋이 일관되게 높아, 가용 대역폭을 더 효과적으로 활용함을 시사한다.
• AODV의 라우팅 오버헤드는 낮고 안정적이지만, DSDV는 주기적인 라우팅 테이블 업데이트로 인해 높은 오버헤드를 경험한다.
• DSDV는 소규모이고 이동성이 낮은 네트워크에서는 적절히 기능하지만, 노드 속도와 네트워크 크기가 증가함에 따라 급격히 성능이 떨어진다.
• AODV는 동적 환경에서 더 뛰어난 확장성과 효율성을 보이며, 대규모 또는 높은 이동성의 MANET에 더 바람직하다.