[論文レビュー] M-AODV : AODV variant to improve quality of service in MANETs

Maamar Sedrati, Azeddine Bilami+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 6, 2011

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 10被引用数 24

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）におけるサービス品質（QoS）を向上させるために、ソースから経路を発見する仕組みを導入し、複数の非重複ルートを確立するように変更したAODVルーティングプロトコル、M-AODVを提案する。NS-2シミュレーションによる評価において、M-AODVは移動性、エネルギー、ネットワーク規模の制約下でもパケット損失を低減し、トラフィック制御を改善し、標準AODVよりも主要なQoS指標で優れた性能を示した。

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).

研究の動機と目的

• リアルタイムおよびマルチメディアアプリケーションのQoSをサポートするための従来のAODVの限界を解消すること。
• 帯域幅やエネルギーなどの制限されたリソースを有するモバイルネットワークにおけるルーティング効率と信頼性を向上させること。
• 移動性やネットワークサイズの変化に伴うさまざまなネットワーク状態下で、パケット損失を低減し、トラフィック制御を強化すること。
• 故障耐性と信頼性を向上させるために、複数の非重複パスをサポートするルーティングメカニズムを開発すること。
• 現実のMANETの制約下で、提案されたプロトコルの妥当性をシミュレーションにより検証すること。

提案手法

• M-AODVは中間ノードに依存せず、送信元ノードから経路発見を開始することで、ルーティングオーバーヘッドを低減し、応答時間を改善する。
• 送信元と受信先間で複数の非重複（重複なし）ルートを特定・確立するための新しいメカニズムを導入する。
• 帯域幅や遅延などのより良いQoS指標を持つ経路を優先するように変更されたルート発見プロセスを使用する。
• リンク安定性を監視し、リンク障害が発生した際に迅速に再ルーティングを行うことで、ルートメンテナンスを強化する。
• リソース制限環境におけるネットワーク寿命を延ばすために、エネルギーに配慮したメトリクスを統合する。
• NS-2を用いて、多様な移動モデル、エネルギー制約、ネットワーク規模の下でのパフォーマンスを評価するシミュレーションを実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 M-AODVにおけるソースから発信される経路発見は、従来のAODVと比較してどのようにQoSを向上させるか？
• RQ2 複数の非重複ルートの使用は、MANETにおけるパケット損失をどの程度低減するか？
• RQ3 M-AODVは、さまざまな移動パターンとネットワーク規模下でどのように性能を発揮するか？
• RQ4 エネルギーに配慮したルーティングは、MANETにおけるネットワーク寿命とQoSにどのような影響を与えるか？
• RQ5 M-AODVは、トラフィック制御およびエンドツーエンド遅延の観点から、標準AODVと比較してどの程度優れているか？

主な発見

• M-AODVは、特に高移動性および高密度ネットワーク状態下で、標準AODVと比較してパケット損失率を顕著に低減した。
• ソースから発信される発見と効率的なルートメンテナンスにより、ルーティングオーバーヘッドを最小限に抑えることで、より良いトラフィック制御を実現した。
• M-AODVにおける複数の非重複ルートは、リンク障害時におけるネットワークの信頼性を向上させるとともに、エンドツーエンド遅延を低減した。
• エネルギー制限下の状況では、最適化されたルート選択と再送信の削減により、M-AODVがより長いネットワーク寿命を達成した。
• シミュレーション結果から、M-AODVは、さまざまなネットワーク規模および移動モデル下で、高いスループットと低い遅延を維持した。
• M-AODVは、遅延、ジターバランス、受信率といった、あらゆる評価されたQoS指標において、標準AODVを上回る性能を示した。