[论文解读] Performance Evaluation of on demand and Table driven Protocol for Wireless Ad hoc Network

Vikram Patil|arXiv (Cornell University)|Sep 8, 2012

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 9被引用 5

一句话总结

本文使用NS-2仿真评估了两种移动自组织网络（MANET）路由协议——基于表的Destination Sequenced Distance Vector（DSDV）协议和按需的Ad hoc On-Demand Distance Vector（AODV）协议——的性能。结果表明，由于更低的路由开销和在动态拓扑中更好的可扩展性，AODV在高移动性和较大网络规模下表现出更高的带宽效率，优于DSDV。

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.

研究动机与目标

• 评估并比较表驱动（DSDV）与按需（AODV）路由协议在移动自组织网络中的性能。
• 分析关键性能指标，如分组交付比例、端到端延迟、吞吐量和路由开销。
• 评估在不同节点移动性和暂停时间下的协议可扩展性和效率。
• 根据网络动态和流量状况，确定最优协议选择。
• 通过基于仿真的评估，为MANET部署中的协议选择提供实证依据。

提出的方法

• 使用NS-2网络仿真器对DSDV和AODV协议进行仿真，采用预设的移动性模型。
• 使用NAM（Network Animator）可视化网络行为并分析跟踪文件。
• 通过改变暂停时间和节点速度来收集性能指标，以模拟动态网络条件。
• 使用Excel对结果进行图形化表示，绘制吞吐量和延迟等关键性能指标。
• 采用标准化的仿真场景，固定网络规模并改变移动模式，以隔离节点移动的影响。
• 基于四项关键指标进行评估：分组交付比例、平均端到端延迟、吞吐量和路由开销。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不同暂停时间下，DSDV与AODV在分组交付比例方面有何差异？
• RQ2 节点移动性对表驱动与按需路由协议的端到端延迟有何影响？
• RQ3 随着暂停时间和节点速度的变化，DSDV与AODV的吞吐量如何变化？
• RQ4 在频繁拓扑变化的移动自组织网络中，哪种协议产生的路由开销更低？
• RQ5 在何种网络条件下，AODV相较于DSDV表现出更优的性能？

主要发现

• 在高移动性场景中，AODV由于具备动态路由发现机制，分组交付比例高于DSDV。
• AODV表现出显著更低的平均端到端延迟，尤其在拓扑频繁变化的网络中。
• 在所有暂停时间区间内，AODV的吞吐量始终更高，表明其对可用带宽的利用更优。
• AODV的路由开销保持低且稳定，而DSDV由于周期性路由表更新导致开销较高。
• DSDV在小型、低移动性网络中表现尚可，但在节点速度增加和网络规模扩大时性能迅速下降。
• AODV在动态环境中更具可扩展性和效率，因此更适合大规模或高度移动的MANET。