R e v i s i t i n g G o s s i p - b a s e d A - PowerPoint PPT Presentation

R e v i s i t i n g G o s s i p - b a s e d A d - h o c R o u t i n g A l b a n a G a b a S p y r o s V o u l g a r i s K o n r a d I w a n i c k i Ma a r t e n v a n S t e e n

I n t r o d u c t i o n P e e r c o m m u n i c a t i o n i n t h e c r o w d ( m u l t i c a s t ) ● H e a r t b e a t m e s s a g e s f o r g r o u p c o m m u n i c a t i o n ● M o b i l e w i r e l e s s a d - h o c n e t w o r k S c a l a b i l i t y I s s u e s ● R e l a t i v e l y l a r g e n e t w o r k ( 1 0 0 0 + n o d e s ) ● A l l n o d e s a c t a s s o u r c e s

P r o b l e m S t a t e me n t A l l - t o - a l l b r o a d c a s t s c e n a r i o g e n e r a t e s h i g h t r a f f i c G o a l : ● H i g h c o v e r a g e o f m e s s a g e s ● M i n i m a l u s e o f r e s o u r c e s - > m i n i m u m n u m b e r o f f o r w a r d e r s

C o n t e x t o n me s s a g e d i s s e mi n a t i o n P r o b a b i l i s t i c [ H a a s 0 2 ] , [ N i 9 9 ] ● N p o d e s f o r w a r d w i t h a g i v e n p r o b a b i l i t y ● P r o s : s i m p l e ● C p o n s : c h o i c e o f i s c r i t i c a l O v e r l a y - b a s e d [ P e n g 0 0 ] , [ W u 0 3 ] ● C o n n e c t e d s u b s e t o f n o d e s t o f o r w a r d m e s s a g e s ● P r o s : m i n i m a l n u m b e r o f f o r w a r d e r s ● C o n s : n o t s u i t a b l e f o r d y n a m i c n e t w o r k s a n d n o t r e s i l i e n t t o p a c k e t l o s s L o c a l k n o w l e d g e [ N i 9 9 ] , [ H a a s 0 2 ] , [ E l l i s 0 9 ] , [ P l e i s c h 0 6 ] ● N o d e s f o r w a r d b a s e d o n l o c a l i n f o r m a t i o n f r o m n e i g h b o r s : m e s s a g e c o u n t e r , R S S I , l o c a t i o n e t c . ● P r o s : s i m p l e , l o c a l i n f o r m a t i o n r e q u i r e d ● C o n s : p a r a m e t e r s a r e t o p o l o g y d e p e n d e n t

G o s s i p 3 P r o b a b i l i s t i c + l o c a l i n f o r m a t i o n P a r a m e t e r s o f G o s s i p 3 : probabilistic 1 . ● p F o r w a r d a r e c e i v e d d a t a p a c k e t - i n i t i a l p r o b a b i l i t y o f D w i t h p r o b a b i l i t y p f o r w a r d i n g a m e s s a g e ● m - m i n i m u m e x p e c t e d 2 . D O t h e r w i s e , s t o r e a n d w a i t f o r n u m b e r o f n e i g h b o r s t o compensation a s h o r t i n t e r v a l t r e c e i v e a p a c k e t f r o m F o r w a r d D i f i t h a s n o t b e e n m r e c e i v e d b a c k b y a t l e a s t n e i g h b o r s d u r i n g i n t e r v a l t

O u t l i n e a n d c o n t r i b u t i o n T h o r o u g h e v a l u a t i o n o f G o s s i p 3 ● P a r a m e t e r s p a c e ● B e s t p e r f o r m i n g p a r a m e t e r s f o r v a r i o u s n e t w o r k c o n f i g u r a t i o n s R e v i s i t G o s s i p 3 a l g o r i t h m f o r s e l f - d e t e r m i n i n g t h e o p t i m a l p a r a m e t e r s i n a n y n e t w o r k c o n f i g u r a t i o n

E x p e r i me n t a l s e t u p Avg. Avg. Network MAC TX 5 2 9 n o d e s Node Neighbors Diameter success Distance Ratio u n i f o r m r a n d o m d i s t r i b u t i o n ∆ = 5m 105 2 0.39 t o r u s ( n o b o r d e r s ) ∆ = 10m 19 5 0.52 t o p o l o g i e s : a v g . n o d e d i s t a n c e ∆ = 15m 10 10 0.53 ● 5 , 1 0 , 1 5 , 2 0 m ∆ = 20m 5 27 0.53 m a x c o m m u n i c a t i o n r a n g e : 5 0 m d u m m y p a c k e t s a t M A C l a y e r t o s i m u l a t e c o n g e s t i o n O m n e t + +

G o s s i p 3 e v a l u a t i o n : C o v e r a g e m=0 m=1 N o c o m p e n s a t i o n m=2 m=3

G o s s i p 3 e v a l u a t i o n : f o r w a r d e r s e g a r e v o C m = 1 F o r w a r d i n g p r o b a b i l i t y p ) ( i m p a c t s g r e a t l y o n f o r w a r d e r s p s ( ! ) V e r y l o w i s n o t r e d r a w s u i t a b l e r o F

G o s s i p 3 e v a l u a t i o n : f o r w a r d e r s e g a r e v o C m = 3 M a x c o v e r a g e f o r ∆ = 2 0 m H i g h r a t i o o f f o r w a r d e r s s r e d r a w r o F

G o s s i p 3 e v a l u a t i o n : L a t e n c y m=0 m=1 m=2 m=3

O b s e r v a t i o n s T o r e a c h o p t i m a l p e r f o r m a n c e , o n e s e t o f p a r a m e t e r s c a n n o t f i t a l l n e t w o r k s . ● R e l a t i v e l y d e n s e n e t w o r k s s t r i v e f o r k e e p i n g f o r w a r d e r s t o m i n i m u m ● I n s p a r s e n e t w o r k s , h i g h n u m b e r o f f o r w a r d e r s i s r e q u i r e d t o r e a c h m a x i m u m c o v e r a g e Q u e s t i o n : c a n w e d e c i d e t h e s e t o f p a r a me t e r s b a s e d o n t h e n e t w o r k d e n s i t y ?

O b s e r v a t i o n s o n G o s s i p 3 B e s t p e r f o r m i n g c o n f i g u r a t i o n s f o r v a r i o u s n e t w o r k d e n s i t i e s p ) F o r w a r d i n g p r o b a b i l i t y ( o f e a c h n o d e a s f u n c t i o n o f t h e i r n e i g h b o r h o o d s i z e

O b s e r v a t i o n s o n G o s s i p 3 B e s t p e r f o r m i n g c o n f i g u r a t i o n s f o r v a r i o u s n e t w o r k d e n s i t i e s p ) F o r w a r d i n g p r o b a b i l i t y ( o f e a c h n o d e a s f u n c t i o n o f t h e i r n e i g h b o r h o o d s i z e p ) ( ! ) T h e f o r w a r d i n g p r o b a b i l i t y ( f o l l o w s a p a t t e r n . C u r v e f i t t i n g t e c h n i q u e t o d e t e r m i n e t h e f o r w a r d i n g p r o b a b i l i t y . − 50 N 2,3 f ( N )= 1 − 0.87 ∗ e

E s t i ma t i o n o f n e i g h b o r h o o d s i z e I n w i r e l e s s n e t w o r k s d u e t o , s i g n a l a t t e n u a t i o n p a c k e t c o l l i s i o n s , e t c . , i t i s h a r d t o d e f i n e a n e i g h b o r N e i g h b o r h o o d s i z e e s t i m a t i o n : ● U p o n p a c k e t t r a n s m i s s i o n n o d e s i n c l u d e p a c k e t s e q u e n c e n u m b e r ● C o m p u t e P a c k e t R e c e p t i o n R a t i o ( P R R ) f o r e a c h n e i g h b o r ● C o m p u t e n e i g h b o r h o o d s i z e o f a i : n o d e ∑ N ( i )= PRR ( i ,k ) k ∈{ nodes ∈ theradio rangeof i }

R e v i s i t i n g G o s s i p 3 T r a d i t i o n a l G o s s i p 3 : A d a p t i v e G o s s i p 3 : 1 . D y n a m i c 1 . P r o b a b i l i s t i c ( p ) a s s i g n m e n t o f 2 . C o m p e n s a t i o n f o r w a r d i n g p r o b a b i l i t y m e c h a n i s m 2 . C o m p e n s a t i o n w i t h ● F o r w a r d w h e n a m = 3 o n l y f o r s p a r s e m e s s a g e i s r e c e i v e d a r e a s ( # n e i g h b o r s < 7 ) m b a c k b y l e s s t h a n n e i g h b o r s