Ad-hoc按需距离向量对使用网络模拟器进行TCP流量模拟的影响

https://doi.org/10.1016/j.mapr.2021.04.578获取权限和内容

摘要

VANET(Vehicular Ad-hoc NETwork)是一种无线网络技术,它使用车辆作为移动节点来交换数据,而不需要用于安全问题的中央访问(CA)点。在这种情况下,车辆(节点)传输有关交通和路况的数据。由于信息技术的最新进展,现在必须迈出第一步,在部署之前使用软件评估该网络。通过在真实环境中实现网络,我们可以使用仿真软件对其进行详细审查。有各种网络模拟器,每个模拟器都有自己的功能集合,使其与其他模拟器不同。我们应该集中精力寻找产生最佳结果的正确替代方案。NS2是最常用的模拟器工具;在本文中,我们使用NS2构建VANET,它允许使用AODV路由协议的节点之间进行通信。通过在应用TCP流量时更改车辆数量,我们将路由协议(AODV)用于各种标准度量,如数据包累计和、吞吐量、抖动和数据包丢失。使用NS2仿真工具进行仿真。为了使网络情况更加真实,将考虑不同的移动性模型。在本文中,我们使用五种形式的移动模式,使用10、20、30、40和50个车辆节点。在NS2上,我们起草了一个TCL脚本来验证VANET中使用的路由协议的影响。在成功运行后,我们得出结论:包的累计和转发到目的地的次数较少,在发送包的情况下吞吐量较高,抖动最终趋于稳定,最重要的是,从源到目的地没有任何包丢失。

介绍

在二十一世纪,交通拥堵是一个大问题。人们和政策制定者不断地遇到路上汽车数量的增加。这一问题在印度和中国等发展中国家更为紧迫,因为在这些国家,道路基础设施发展和交通增长之间没有平衡。只注重发展和改善运输基础设施并不是解决这个问题的最成功的办法。因此,政策制定者和国家需要找到方法,最大限度地减少、优化和控制交通拥堵的巨大成本,并实现安全、快速和便利的交通[1]。

解决这个问题有很多方法,其中最具革命性的是智能交通系统(ITS)。智能交通系统是一种新型的交通控制和预防解决方案。智能交通系统(ITS)是一个总括性术语,指一系列旨在评估、跟踪和评估交通的新技术,以及将不同技术结合起来以实现以下目标:交通质量、成本节约、能源效率、环境保护和时间缩短[18]、[19]。术语“智能交通系统”是指许多系统,包括便携式系统[20]、安装在车辆上的独立系统、允许车对车和车对基础设施通信的系统以及协作系统[2]。

在文献中,有许多类型的自组织网络,其中一种称为VANET。VANET(车载自组织网络)是移动自组织网络(MANET)的一个子集。低带宽、自组织和双向无线电传输都是MANET和VANET的共同特点。VANET的主要功能是提供车对车无线连接以及车辆基础设施通信[16],所有这些都可以在不需要中央访问的情况下形成。它帮助汽车相互之间以及周围的世界传输和检索数据。VANET可用于保护性和非保护性目的,如更好的路由、基于位置的服务(如定位最近的加油站或餐厅)、互联网媒体应用(如具有互联网连接、交通控制和车辆保护)。VANET的主要目标是提供事故预防方面的事实,但由于网络拓扑变化太快,网络是自动的

有组织的链路中断令人担忧。如果链接断开或包裹迟交,任何人都可能受到严重伤害。

节代码段

文献综述

过去的研究人员发表了几篇论文,反映了使用一些参数测量对各种VANET路由协议的研究和审查。为了实现这一目标,他们每个人都使用一组特定的网络模拟器以及一系列可能性。Khan等人[1]使用仿真工具NCTUns 4.0,调查和评估VANET路由协议(AODV和DSR)在各种参数方面的行为,例如丢弃的数据包,

AODV路由协议算法

本文研究了使用AODV路由协议的无线自组织网络的效率。AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)[6]、[17]是一种路由协议,仅当网络必须将信息从中间节点传输到特定路由时,才指定路径。在AODV路由协议中,该过程分为两个阶段:路径发现和路由管理。如果终止节点请求指向以前从未选择过且未选择的目标的路径

模拟设置和性能

为了描述已创建的模拟场景,表1中指定了过程度量。

此外,在VANET网络中使用NS2仿真工具,研究了各种性能测量,以比较和监测四个不同参数下AODV路由算法的成功性。明确地,

  • 所有数据包的累计和:累计和,也称为运行总计,是一种表示数据增加时的累计量的图形

机动性模型和仿真

我们使用了随机路径点技术,还考虑了公路机动性技术[10]。对于VANET,R.W.P.是一种随机技术,它描述了它们的位置、速度和加速度如何随时间变化。另一方面,高速公路技术,也称为曼哈顿技术,是为组织有序的地铁地区的车辆而设计的。

  • 对于10个RSU(路边装置)和10个OBU(车载装置)(车辆)

  • 对于10个RSU(路边装置)和20个OBU(车载装置)(车辆)

  • 对于10 RSU

仿真结果

使用NS2模拟器[22],该模拟将研究增加网络大小对AODV路由协议VANET设置中的分组累积和、吞吐量、抖动和分组丢失[11]的影响。我们在Free Way Mobility模型的不同节点数(10、20、30、40和50)的路由协议上使用相同的仿真参数。

  • 对于10个RSU(路边装置)和10个OBU(车载装置)(车辆)

  • 对于10个RSU(路边装置)和20个OBU(车载装置)(车辆)

  • 对于10 RSU

讨论

我们根据使用TCP流量连接的AODV路由协议的累积数据包总和、吞吐量、抖动和数据包丢失等因素,研究了具有不同网络大小的车辆专用网络中网络的行为[12]、[13]。根据我们的研究结果,AODV在两种流动模型中产生了最佳模式。由于网络规模增加到了50个节点,所有协议的吞吐量都有所提高。根据抖动,AODV在小范围内产生散射结构

结论

由于分析缺陷和设计更现实的VANET基础设施既昂贵又复杂,因此在实际应用中研究车载网络的效率非常重要。在本文中,我们使用NS-2仿真平台对利用AODV的VANET节点进行了区分。我们发现车辆节点的数量对网络通信效率有影响。AODV的影响如图6、图7、图8、图9所示,

CRediT作者贡献声明

阿杰·库马尔(Ajay Kumar):实验工作、测试、论文写作。Raj Shree:测试、表征。阿什瓦尼·坎特·舒克拉(Ashwani Kant Shukla):实验工作、测试、论文写作。拉维·普拉卡什·潘迪(Ravi Prakash Pandey):测试、表征。维维克·舒克拉(Vivek Shukla):测试、表征。

竞争利益声明

作者声明,他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所报道的工作。

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