Performance analysis of routing protocols and TCP variants under HTTP and FTP traffic in MANET's

Abstract

ABSTRACT: MANET stands for mobile ad-hoc network that has multi-hop and dynamic nature, where each station changes its location frequently and automatically configures itself. Nodes can move freely in MANET while transmitting and receiving the data traffic by using wireless radio waves. Hence, nodes mobility in MANET requires a routing mechanism to communicate with each other. Additionally MANET experiences several types of delays and losses which may not be related to congestions. Appropriate precaution has to be taken for assessing such losses and distinguishing them from congestion losses, so that TCP can be sensitive while invoking the congestion control mechanism. In this thesis, four routing protocols that are optimized link state routing (OLSR), geographic routing protocol (GRP), dynamic source routing (DSR), and ad-hoc on-demand distance vector (AODV) are discussed along with three TCP variants that are SACK, New Reno and Reno. The main focus of this thesis is to study the impact of high, medium and low traffic load on routing protocols and TCP variants. The thesis also analyzes the performances of routing protocols and TCP variants on other environmental conditions such as scalability and mobility. The results of the thesis show that the proactive protocols OLSR and GRP outperform the reactive protocols AODV and DSR with the same nodes size, nodes speed, and traffic load. On the other hand, regarding the TCP variants, the results of the research reveal the superiority of the TCP SACK variant over the other two variants in case of adapting to varying network size, while the TCP Reno variant acts more robustly in varying mobility speeds and traffic loads.

Keywords: MANET, routing protocols, TCP variants, performance evaluation, network load. ………………………………………………………………………………………………………………………… ÖZ: Mobil tasarsız ağlar anlamına gelen MANET dinamik bir yapıya sahip olup, her istasyonun sık sık yer değiştirdiği ve otomatik olarak düzenlendiği bir yapıya sahiptir. Düğümler kablosuz radyo dalgalarıyla iletim ve alış veri trafiğini sağlarken MANET içerisinde serbestçe hareket edebilirler. Bu nedenle, düğümlerin MANET içerisindeki hareketliliğinden dolayı birbirleri ile iletişim kurabilmeleri için bir yönlendirme mekanizmasına ihtiyaç vardır. Ayrıca MANET’de tıkanıklık ile ilişkili olmayabilen birçok gecikme ve kayıp yaşanabilir. TCP’nin duyarlı bir şekilde tıkanıklık kontrol mekanizmasını sürdürebilmesi için bu kayıpların değerlendirilmesi ve tıkanıklık kayıplarından ayırt edilmesi için uygun özenin gösterilmesi gerekmektedir. Tezde en uygun bağlantı durumu yönlendirme (OLSR), coğrafi yönlendirme protokolü (GRP), dinamik kaynak yönlendirme (DSR), ve anlık talep üzerine mesafe vektörü (AODV) olarak adlandırılan yönlendirme protokolleri ile birlikte SACK, Yeni Reno ve Reno olarak adlandırılan TCP türevleri incelenmiştir. Tezin ana inceleme alanı yönlendirme protokolleri ve TCP türevleri üzerinde, yüksek, orta ve düşük trafik yükünün etkisini incelemektir. Tez ayrıca ölçeklenebilirlik ve hareketlilik gibi diğer çevresel koşullara göre yönlendirme protokollerinin ve TCP türevlerinin başarımlarını analiz etmektedir. Tezden elde edilen sonuçlar neticesinde, proaktif yönlendirme protokolleri OLSR ve GRP’nin ayni düğüm boyutu, düğüm hızı ve trafik yükü altında reaktif protokoller AODV ve DSR’den daha iyi başarımlar verdiği gösterilmiştir. Diğer yandan, TCP türevleri ile ilgili olarak yapılan araştırma sonuçları göstermiştir ki, TCP Reno türevi farklı hızlarda hareket ve trafik yükünde daha sağlıklı davranmasına rağmen, TCP SACK türevi değişik ağ boylarına uyum sağlama açısından diğer iki türevden daha iyi başarım göstermektedir. Anahtar Kelimeler: MANET, yönlendirme protokolleri, TCP türevleri, başarımlarının değerlendirme, ağ yükü.