[논문 리뷰] On-Demand Multicasting in Ad-hoc Networks: Performance Evaluation of AODV, ODMRP and FSR

M. Rajendiran, S. K. Srivatsa|arXiv (Cornell University)|2011. 09. 19.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 12인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 모바일 애드혹 네트워크(MANETs)에서 온디맨드 멀티캐스트 라우팅 프로토콜 세 종류—AODV, ODMRP, FSR—의 성능을 평가한다. ns-2 시뮬레이션을 통해 스루풋, 패킷 전달 비율, 엔드 투 엔드 지연을 비교하여, ODMRP가 동적 토폴로지에 최적화된 메시 기반 멀티캐스트 라우팅 방식 덕분에 모든 지표에서 AODV와 FSR를 뚜렷이 앞서는 것으로 결론 내린다.

ABSTRACT

Adhoc networks are characterized by connectivity through a collection of wireless nodes and fast changing network topology. Wireless nodes are free to move independent of each other which makes routing much difficult. This calls for the need of an efficient dynamic routing protocol. Mesh-based multicast routing technique establishes communications between mobile nodes of wireless adhoc networks in a faster and efficient way. In this article the performance of prominent on-demand routing protocols for mobile adhoc networks such as ODMRP (On Demand Multicast Routing Protocol), AODV (Adhoc on Demand Distance Vector) and FSR (Fisheye State Routing protocol) was studied. The parameters viz., average throughput, packet delivery ration and end-to-end delay were evaluated. From the simulation results and analysis, a suitable routing protocol can be chosen for a specified network. The results show that the ODMRP protocol performance is remarkably superior as compared with AODV and FSR routing protocols. Keywords: MANET, Multicast Routing, ODMRP, AODV, FSR.

연구 동기 및 목표

• 모바일 애드혹 네트워크(MANETs)에서 온디맨드 멀티캐스트 라우팅 프로토콜의 성능을 평가하고 비교하는 것.
• 다양한 라우팅 프로토콜 간 평균 스루풋, 패킷 전달 비율, 엔드 투 엔드 지연 등의 핵심 지표를 분석하는 것.
• 시뮬레이션 결과를 바탕으로 특정 네트워크 조건에 가장 적합한 프로토콜을 규명하는 것.
• 동적 다중 홉 무선 환경에서 메시 기반 멀티캐스트 라우팅(ODMRP)과 기존 온디맨드 프로토콜(AODV, FSR)의 효과성을 평가하는 것.

제안 방법

• 연구는 노드 이동성과 트래픽 부하가 다양한 조건에서 설정된 모바일 애드혹 네트워크를 모델링하기 위해 ns-2 네트워크 시뮬레이터를 사용한다.
• 동일한 시뮬레이션 조건에서 AODV, ODMRP, FSR의 세 온디맨드 멀티캐스트 프로토콜을 구현하고 테스트한다.
• 통계적 신뢰성을 확보하기 위해 다수의 시뮬레이션 런 동안 성능 지표를 수집한다.
• 프로토콜은 평균 스루풋, 엔드 투 엔드 지연, 패킷 전달 비율 기반으로 평가된다.
• ODMRP의 메시 기반 멀티캐스트 라우팅 메커니즘은 효율적인 멀티캐스트 트리 구축 및 유지에 기여한다.
• FSR는 근처 노드에 대한 정보를 우선순위 처리함으로써 라우팅 오버헤드를 줄이기 위해 피쉬아이 상태 기법을 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 모바일 애드혹 네트워크에서 AODV, ODMRP, FSR의 평균 스루풋은 어떻게 비교되는가?
• RQ2 동적 토폴로지 변화 상황에서 이 프로토콜들의 패킷 전달 비율은 상대적으로 어떻게 성능을 보이는가?
• RQ3 고도로 이동성이 높은 환경에서 AODV, ODMRP, FSR 간 엔드 투 엔드 지연은 어떻게 변하는가?
• RQ4 ODMRP의 메시 기반 멀티캐스트 접근 방식이 기존 온디맨드 프로토콜보다 성능 향상에 얼마나 기여하는가?
• RQ5 이동성과 네트워크 부하 조건이 다양할 경우 어떤 프로토콜이 가장 견고한 성능을 보이는가?

주요 결과

• ODMRP는 효율적인 멀티캐스트 트리 구축 덕분에 AODV와 FSR보다 뚜렷이 높은 평균 스루풋을 달성한다.
• ODMRP는 패킷 전달 비율이 가장 높아 멀티캐스트 패킷 전달의 우수한 신뢰성을 보여준다.
• ODMRP는 세 프로토콜 중에서 가장 낮은 엔드 투 엔드 지연을 나타내어 실시간 애플리케이션 성능 향상에 기여한다.
• AODV는 중간 수준의 성능를 보이지만 고도의 이동성 조건에서 더 높은 지연과 낮은 스루풋을 겪는다.
• FSR는 낮은 라우팅 오버헤드를 지녔음에도 불구하고 동적 환경에서 상태 정보 분포가 비효율적이기 때문에 스루풋과 전달 비율 성능이 열악하다.
• 시뮬레이션 결과는 ODMRP가 고도의 이동성을 보이는 모바일 애드혹 네트워크에서 온디맨드 멀티캐스트에 가장 적합한 프로토콜임을 확인한다.