I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   2 A p r i l   2020 ,   p p.   2208 ~ 222 0   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 2 . pp2208 - 2220             2208       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   T h e   su p p o r t   o f   m u l t i p a t h   r o u t i n g   i n   IPv 6 - b a s e d     i n t e r n e t   o f   t h i n g s       I b r ah i m   S .   A l s u k ayti   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S c i e n c e ,   Co l l e ge   o f   Co m put e r ,   Q a s s i m   U ni v e r s i t y ,   S a ud i   A ra b i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e M a r   7 ,   20 19   R e v i s e J ul   3 0 ,   20 19   A c c e pt e N o v   25 ,   20 19       T he   d e v e l o pm e n t   o f   I P v 6 - ba s e n e t w o r k   a r c hi t e c t ur e s   f o r   I nt e r ne t   o f   T hi ng s   ( I o T )   s y s t e m s   i s   a   f e a s i bl e   a ppr o a c t o   w i de t he   ho r i z o f o r   m o r e   e f f e c t i v e   a ppl i c a t i o ns ,   bu t   r e m a i ns   a   c ha l l e ng e .   N e t w o r k   r o ut i ng   ne e ds   t o   be   e f f e c t i v e l y   a ddr e s s e i s uc e nv i r o n m e nt s   o f   s c a r c e   c o m put a t i o na l   a n e ne r g y   r e s o ur c e s .   T h e   I nt e r n e t   E ng i n e e r i ng   T a s F o r c e   ( I E T F )   s pe c i f i e d     t he   I P v R o ut i ng   P r o t o c o l   f o r   L o w   P o w e r   a nd  L o s s y   N e t w o r ( R P L )   t o   pr o v i de   a   b a s i c   I P v 6 - ba s e r o ut i ng   f r a m e w o r f o r   I o T   ne t w o r ks .   H o w e v e r ,   t he   R P L   de s i g ha s   t he   po t e nt i a l   o f   e xt e ndi ng   i t s   f unc t i o na l i t y   t a   f ur t he r   l i m i t   a nd  i nc o r po r a t i ng   t he   s uppo r t   o f   a dv a nc e r o ut i ng   m e c ha ni s m s .   T h e s e   i nc l ud e   m ul t i pa t r o ut i ng   w h i c ha s   o pe n e t he   do o r s   f o r   g r e a t   i m pr o v e m e nt s   t o w a r ds   e f f i c i e nt   e ne r gy   ba l a nc i ng ,   l o a d   d i s t r i b ut i o n,   a nd  e v e m o r e .   T h i s   p a pe r   f ul f i l l e a   n e e f o r   a e f f e c t i v e   r e v i e w   o f   r e c e nt   a dv a nc e m e nt s   i I nt e r ne t   o f   T hi ng s   ( I o T )   ne t w o r k i ng .   I pa r t i c ul a r ,   i t   pr e s e nt e a e f f e c t i v e   r e v i e w   a nd   p r o v i de a   t a xo no m y   o f   t he   di f f e r e nt   m ul t i pa t r o u t i ng   s o l u t i o ns   e nh a nc i ng   t he   R P L   pr o t o c o l .   T he   a i m   w a s   t di s c o v e r   i t s   c ur r e n t   s t a t e   a nd  o ut l i n e   t h e   i m po r t a nc e   o f   i nt e g r a t i ng   s uc h   a   m e c ha ni s m   i n t o   R P L   t o   r e v i v e   i t s   po t e n t i a l i t y   t o   a   w i de r   r a n g e   of   I o T   a ppl i c a t i o ns .   T h i s   pa p e r   a l s o   d i s c us s e d   t h e   l a t e s t   r e s e a r c f i n di ng s   a nd   pr o v i de s o m e   i ns i g ht s   i nt o   p l a us i bl e   f o l l o w - up  r e s e a r c he s .   Ke y w or d s :   Int e rn e t   o f   t h i n gs   M ul t i pa t h   r o ut i n g   Ro ut i n p r o t o c o l s   W i r e l e s s   s e n s o n e t w o r ks   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   Ib r a hi m   S .   A l s uk a y t i ,     D e pa rt e m e nt   o f   Co m put e r   S c i e n c e ,   Co l l e ge   of   Co m put e r,     Q a s s i m   U n i v e r s i t y ,   P . O .   B o 1482 ,   B u ra i d a h ,   514 52,   S a u di   A r a b i a .   E m a i l :   s ki e t y @ qu. e du. s a       1.   I N TR O D U C TI O N   L ow   P ow e r   a n L o s s y   N e t w o r ks   (L L N s pr o v i de   s i m pl e ,   y e t   f un da m e nt a l   i n f r a s t ruc t u r e s   fo r     t h e   di f fe r e nt   I n t e rn e t   o f   T h i n gs   (Io T a ppl i c a t i o n s   i n   m a n y   do m a i n s   s uc h   a s   i n dus t r y ,   s m a rt   c i t y ,   a n d   a g r i c ul t u r e .   L L N   i nt r o duc e s   a   n e w   n e t w o r ki ng  m o de l   t h a t   c a n   e n s u r e   l e s s   c o m put a t i o n a l   c o m pl e xi t y   a nd  l o w   de pl oy m e n t   c o s t .   T h e   i n t e r c o nn e c t i v i t y   a m o n L L N s   d e v i c e s   i s   o pt i m i z e fo r   e n e r gy   e f f i c i e n c y   us i n l o w   pow e r   c o m m un i c a t i o n   p r o t o c o l s   s uc h   a s   IE E E   80 2. 1 5. 4 .   O n   t h e   o t h e r   h a nd,   L L N   t o po l o gi e s   a r e   t y pi c a l l y   c o n s t r uc t e o ve r   unr e l i a b l e   w i r e l e s s   l i n ks   o l ow   b a n dw i dt h   a nd  hi g h   l o s s   r a t e   a m o n a   n u m b e r   of  c o n s t ra i n e n e t w o r de v i c e s   of   s m a l l   s i z e s   a n l i m i t e r e s o ur c e s   i n   t e rm s   o m e m o r y ,   s t o r a ge ,   a nd  CP U .   S uc h   c h a ra c t e r i s t i c s   m a ke   r o ut i n g   i L L N s   a   c h a l l e n g i n t a s t o   b e   e ff i c i e n t l y   a c c o m pl i s h e d,   pa rt i c ul a r l y   w h e n   r e l i a b l e   a n l o w - de l a y   c o m m u n i c a t i o n   w i t h   l i m i t e e n e r gy   c o n s um pt i o n   a r e   r e qui r e d .   T h e s e   r e qui r e m e nt s   w o ul be   i m po s e i n   v a r i o us   Io T   a pp l i c a t i o n s ,   s uc h   a s   i ndus t ri a l   c o n t r o l   a n d   e - h e a l t h c a r e ,   i o r de t o   e n s u r e   r e a l - t i m e   p r o c e s s i n o f   c r i t i c a l   d a t a .   W i de   de pl oy m e n t   o f   L L N s   t o   e ff e c t i v e l y   s uppo r t   Io T   a ppl i c a t i o n s   w o ul b e   di s r upt e u nl e s s   o pt i m i z e IP - b a s e r o ut i ng  c a n   b e   e n s u r e o v e r   L L N s .   E f f i c i e n t l y   a dd r e s s i n s uc h   a   c ha l l e n ge   i n   t h e   s c a r c e   e n v i r o n m e n t s   o f   L L N s   w o ul b e   di ff i c ul t   us i n t h e   t r a di t i o na l   w i r e l e s s   r o ut i n p r o t o c o l s .   T h e s e   pr o t o c o l s   a r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   s upp or t   of   m ul t i pa t h   r o ut i ng  i n   IP v 6 - bas e i nt e r ne t   of   t h i ngs   ( Ibr ahi m   S.   A l s uk ay t i )   2209   de s i gn e w i t h o ut   a d h e r i n t o   t h e   e n e r gy   e ff i c i e n c y   a n d   de s i gn   s i m pl i c i t y   c o n s i de r a t i o n s .   T hi s   l e t   t h e   i n t r o duc t i o n   o f   be s po k e   L L N   r o ut i n p r o t o c o l s   of   l o w   c o m put a t i o na l   a n c o m m u ni c a t i o n   c o s t s .   O n e   po pul a r   c a n d i da t e   fo r   Io T   n e t w o r ks   i s   t h e   IP v Ro ut i n P r o t o c o l   fo r   L ow   P ow e r   a nd  L o s s y   N e t w o r k   (R P L s pe c i f i e by   t h e   I n t e rn e t   E ngi n e e ri n T a s F o r c e   (IE T F ) .   T h e   p r o t o c o l   de s i gn   i s   b a s e o n   t h e   e s t a b l i s hm e n t   o f   s t r uc t u r e n e t w o r t o po l o g y   a l l ow i n e a s y   m a na ge m e n t   o f   e xc h a n gi ng  r o ut i n g   i n f o r m a t i o a nd  f o r w a r di ng  d a t a   t r a f f i c .   R P L   pr o v i de s   a de qua t e   s uppo rt   o f   e n e r gy   c o n t r o l   i n   a ddi t i o n   t o   a da p t i v e l y   m a na gi ng  t o po l o g y   c h a n ge s   a n o b s e r v i n ne t w o r s t a b i l i t y .   Be i n a n   IP v 6 - ba s e r o ut i n pr o t o c o l ,   R P L   pr o v i de s   a   fe a s i b l e   r o ut i n s o l ut i o n   f o r   e nha n c i n Io T   de pl o y m e n t s   w i t h   e n d - to - e n IP v a r c hi t e c t u r e s   a c r o s s   t h e   I nt e rn e t .     T h e   s i m pl i c i t y   a n v e r s a t i l i t y   of  RP L   e n a b l e   a   f l e xi b l e   a n e x t e n di b l e   n e t w o r r o ut i n m o de l .   T h i s   m a ke s   i m p r o v i n t h e   e ff i c i e n c y   of   t h e   pr o t o c o l   t o   a   f u rt h e r   l i m i t   b e c o m e   v i a b l e .   T h e   n e t w o r r e s e a r c c o m m uni t y   h a s   b e e n   m o t i v a t e t o   m a ke   a   v a r i e t y   of   c ont r i b ut i o n s   t o w a r ds   t h e   i m p r o v e m e n t   o f   R P L .   A   n u m b e r   o f   r e s e a r c h   w o r ks   i n c o r po r a t i ng  t h e   s uppo rt   o f   a dv a n c e r o ut i ng  m e c ha n i s m s   i nt o   R P L   h a v e   be e n   i n t r o duc e duri n t h e   r e c e n t   y e a r s .   O n e   i m po rt a nt   m e c ha ni s m   i s   m ul t i p a t h   r o ut i ng  a nd  da t a   d i s t ri b ut i o n   o v e r   m ul t i p l e   R P L   pa r e nt   n o de s .   M ul t i pa t h   r o ut i ng  e n a b l e s   t h e   us e   o f   m ul t i p l e   r o ut e s   f o r   fo r w a r di ng  d a t a   t r a f f i c   be t w e e n   a   s o u r c e   a n d   de s t i na t i o n.   It   i s   a   f e a s i b l e   a pp r o a c h   t o   i m p r o v e   n e t w o rk  pe r f o r m a n c e   a n a c h i e v e   di f fe r e n t   n e t w o r e nh a n c e m e n t   go a l s .   M ul t i p a t r o ut i ng  c a b e   ut i l i z e t o   e n s u r e   n e t w o r r e l i a b i l i t y ,   e nha n c e   n e t w o r ut i l i z a t i o n,   i n c r e a s e   n e t w o r t hr o ug h put ,   a n i m p r o v e   c o n ge s t i o n   c o n t r o l   [1 - 5] .   It   c a n   a l s o   e ffe c t i ve l y   s uppo r t   r e a l i z i n g   a dv a n c e   n e t w o r ki n t e c hni que s   s uc a s   e n e r gy   b a l a n c i n g ,   l o a d   s h a ri n g ,   f a ul t   t o l e r a n c e ,   a n d   qu a l i t y   of   s e r v i c e   [6 - 9].   F o r   R P L ,   m ul t i p a t h   r o ut i n c a n   m o t i v a t e   w i de   Io T   de pl o y m e n t s   fo r   a pp l i c a t i o n s   w i t h   s t ri c t   r e qui r e m e nt s .   E x a m pl e s   a r e   i n dus t r i a l   m o ni t o r i n g   a nd  c o n t r o l   s y s t e m s   t ha t   r e qu i r e   r e l i a b l e   a n d   l o w   de l a y   da t a   t r a n s m i s s i o n.   T h e r e   ha v e   b e e n   a   num b e r   o r e s e a r c h   e ffo r t s   t o   a ddr e s s   e ff e c t i ve   m ul t i pa t h   R P L   r o ut i n g ,   fo l l ow i n di f f e r e n t   a pp r o a c h e s   a n d   f o c us i n o di f f e r e n t   a s pe c t s .   H ow e ve r ,   t h e r e   i s   n o   c urr e n t l y   a v a i l a b l e   r e v i e w   of   s uc h   s uppo r t   f o r   R P L .   T h i s   i s   i m po r t a n t   t o   e s t a b l i s h   a   f i rm   u nde r s t a n d i n o f   t h e   s t a ndi ng  s t a t e   a n d   o ut l i n e   f ut u r e   p r o s pe c t s   i n   r e g ra ds   t o   e ff e c t i v e   Io T   n e t w o r ki ng.     T h i s   p a pe r   f ul f i l l s   a   n e e f o r   a n   e f f e c t i v e   r e v i e w   of   r e c e n t   a dv a n c e m e n t s   i n   Io T   n e t w o r ki n g .   It   c o n t ri b ut e s   t o w a r ds   m o t i v a t i n g   e ff e c t i v e   r o ut i n a dv a n c e m e n t   f o r   a   po pul a Io T   p r o t o c o l ,   R P L .   In   p a r t i c ul a r,   i t   s u r v e y s   t h e   di ff e r e n t   up - to - da t e   r e s e a r c h   e f fo r t s   i n   p r o v i di ng  m ul t i p a t h   r o ut i n s uppo rt   f o r   R P L   n e t w o r ks .   T h e   a i m   i s   t o   di s c ov e r   t h e   c urr e n t   s t a ge   of   o pt i m i z i n R P L   f un c t i o na l i t y   a n o ut l i n e   t h e   i m po rt a n c e   of   i n t e g r a t i ng  a dv a n c e s uppo r t   i n t o   R P L .   A c c o r di n g l y ,   t h e   r e s e a r c h   d a t a   o n   m u l t i pa t r o ut i ng  s uppo r t   f o r   i m p r o v i n g   R P L   n e t w o r ks   pe r f o r m a n c e   ha v e   be e n   s um m a r i z e d.   T h e   p r o po s e s o l ut i o n s   i t h e   l i t e ra t u r e   h a v e   t h e n   b e e n   c l a s s i f i e b a s e o n   t h e   n e t w o r ki n a s pe c t s   b e i n a dd r e s s e d.   T h e   f o c us   w a s   o n   l o a b a l a n c i ng,   qu a l i t y   of   s e r v i c e   m a n a ge m e nt ,   c o n ge s t i o n   c o n t r o l ,   e n e r gy   b a l a n c i n g ,   a n m o b i l i t y   s uppo r t .   M o r e ov e r ,   f ur t h e r   di s c us s i o n   a n c o m pa ri s o n   o f   t h e   r e v i e w e pr o po s a l s   h a v e   b e e n   p r o v i de a n d   po t e nt i a l   di r e c t i o n s   f o r   f ut u r e   e ffo r t s   ha v e   be e n   hi g hl i g ht e d.   T he   fo l l ow i n s e c t i o n   p r o v i de s   a n   o v e r v i e w   o f   t h e   s t a n da rd  R P L   pr o t oc o l   a n e xpl a i n s   i t s   o pe r a t i o na l   f un c t i o na l i t y .   S e c t i o n   pr e s e nt s   a   r e v i e w   of   t h e   r e s e a r c h   e ffo r t s   t o   s uppo r t   R P L   m ul t i p a t h   r o ut i ng.   I n   S e c t i o n   4 ,   a n   i n s i g ht f ul   di s c us s i o n   a n r e f l e c t i o n   o n   t h e   r e v i e w e l i t e r a t u r e   a r e   p r o v i de d.   S e c t i o n   4   c o n c l ude s   t h e   pa pe a n d   gi v e s   s o m e   pe r s pe c t i v e s .       2.   TH E   R P P R O T O C O L   L L N s   a r e   w i r e l e s s   n e t w o r ks   of   c o n s t r a i n e de v i c e s   a n c o m m u ni c a t i o n   l i n ks .   T h e   m a i c h a ra c t e ri s t i c   o f   s uc h   n e t w o r ks   i s   l i m i t e c o nn e c t i v i t y   ove r   l o w   b a n dw i dt h,   hi g l o s s   ra t e ,   a nd  u n s t a b l e   c o n n e c t i o n s   a m o n a   l a r ge   n u m b e r   o f   n e t w o r n o de s   of   s m a l l   s i z e s   a nd  l i m i t e m e m o r y ,   s t o r a ge ,   CP U ,   a n e n e r gy   r e s o ur c e s .   L L N s   c o m m o n l y   o pe r a t e   ov e r   IE E E   80 2. 15 . 4,   w hi c h   s pe c i f i e s   t h e   P h y s i c a l   a n M A l a y e r s   t o   s uppo r t   s h o rt - ra n ge   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   a t   l o w   c o m pl e xi t y ,   c o s t ,   e n e r gy ,   a n da t a   ra t e .   F o r   e n a b l i ng  IP v c o m m u n i c a t i o n   o v e r   IE E E   802 . 15 . i L L N s ,   t h e   I n t e rn e t   E ngi n e e r i n T a s F o r c e   (IE T F )   s pe c i f i e s   t h e   IP v o v e r   L ow   P ow e r   W i r e l e s s   P e r s o na l   A r e a   N e t w o r ks   (6L ow P A N i n   R F 49 4 [ 10]  a n d   R F 6282  [11].   6L ow P A N   de f i n e s   a n   a da p t a t i o n   l a y e r   w i t h   h e a de r   c o m pr e s s i o n   a n f r a g m e nt a t i o n   m e c h a ni s m s .   O n   t o o f   t h a t ,   t h e   IE T F   R o ut i ng  o v e r   L ow   p ow e r   a nd  L o s s y   n e t w o r (R O L L w o r ki ng  g r o up  pr o po s e t h e   IP v 6   Ro ut i n P r o t o c o l   fo r   L L N   (R P L a s   d e s c ri b e i n   R F 6550  [12].   R P L   h a s   b e e n   de s i gn e t o   a ddr e s s   po t e n t i a l   IP v r o ut i n c h a l l e n ge s   c o n s i de r i ng  t h e   ha r s h   w i r e l e s s   e n v i r o n m e n t s   o f   L L N s .   T h e   R P L   s pe c i f i c a t i o w a s   i n t r o duc e a f t e e v a l ua t i n g   a   n u m b e r   o f   c a n d i da t e   r o ut i ng  p r o t o c o l s ,   s uc h   a s   O S P F ,   A O D V ,   a n O L S R ,   w i t t h e   c o n s i de ra t i o n   o f   di f f e r e n t   L L N   a ppl i c a t i o n s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     220 8   -   2 2 2 0   2210   2 . 1 .     O v e r v i e w   o th e   p r o to c o l   R P L   i s   a   di s t a n c e   ve c t o r   r o ut i n p r o t o c o l   r u nni n a t   t he   N e t w o r l a y e r .   It   s uppo r t s   d i f fe r e nt   c o m m uni c a t i o n   s c h e m e s   i n c l ud i n po i nt - to - po i n t ,   po i n t - to - m ul t i po i nt ,   a n d   m ul t i po i n t - to - po i n t   c o m m uni c a t i o n s .   R P L   pr o v i de s   a   r o ut i n f r a m e w o r e n a b l i n g   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   di f fe r e n t   r o ut i n g   o pt i m i z a t i o n   o b j e c t i v e s   a n t h e   s uppo rt   o f   t h e   di f fe r e nt   r e qui r e m e n t s   o f   m a n y   I o T   a ppl i c a t i o n s .   A n   L L N   n e t w o r i s   c o n s t ruc t e by   R P L   a s   a   c o l l e c t i o n   o D i r e c t e A c y c l i c   G r a p h s   (D A G s t o po l o gi e s ,   e a c h   of   w h i c h   r e p r e s e n t s   a n   R P L   i n s t a n c e .   T h e   t o po l o g y   of  a   D A G   c a n   b e   s t ruc t u r e i n t o   o n e   o r   m o r e   D e s t i n a t i o n - O ri e nt e D A G s   (D O D A G s ).   F i gur e   s h o w s   a n   e xa m p l e   of   a n   R P L   ne t w o r c o n s i s t i n o f   o n e   RP L   i n s t a n c e   w i t h   t w di f fe r e nt   D O D A G s .     T h e   f o r m a t i o n   o f   a   D O D A G   i s   t y pi c a l l y   b a s e o n   o r ga ni z i n a   s e t   of   R P L   n o de s   i n   a   m ul t i h o s t ruc t u r e   r o o t e a t   a   c o m m o n   s i n n o de .   E a c h   n o de   m i n i m i z e s   t h e   c o s t   o f   r e a c h i ng  t h e   s i n n o de   a c c o r d i ng  t o   a   c o m m o n   r o ut i ng  O b j e c t i v e   F un c t i o n   (O F ).   T h e   O F   i s   de f i n e b a s e o n   c e r t a i n   o pt i m i z a t i o n   o b j e c t i ve s   a n us i n o n e   o r   m ul t i pl e   r o ut i n m e t ri c s .   T h e   O F   i s   t r a n s l a t e i n t o   a   r a nk  v a l ue   s pe c i fy i n e a c h   n o de ’s   v i r t ua l   di s t a n c e   t o   t h e   s i n n o de   a n p r e v e n t i ng  l o o c r e a t i o n.   R F 6551  [13 de f i n e s   a   c o l l e c t i o n   o f   t h e   po t e n t i a l   n o de   a n l i nk  R P L   r o ut i ng  m e t ri c s   a n d   c o n s t r a i n t s   c o n s i de ri n g   di f f e r e n t   L L N   a ppl i c a t i o n s .   A c c o r di ngl y ,   R P L   us e s   t h e   O F   f o r   e na b l i n g   o pt i m a l   r o ut i n g   de c i s i o n s   t o   b e   m a de   o ve r   t h e   b e s t   a v a i l a b l e   p a r e n t   n o de .     T h e   de f a ul t   O F s   i n   R P L   a r e   O b j e c t i ve   F un c t i o n   Z e r o   (O F 0)   i nt r o duc e i n   R F 6552  [14]  a n t h e   M i ni m um   R a n w i t H y s t e r e s i s   O bj e c t i v e   F un c t i o n   (M R H O F s pe c i f i e i n   R F 67 19  [1 5].   O F s i m pl y   us e s   h o c o un t ,   w h i l e   M R H O F   us e s   E s t i m a t e T ra n s m i s s i o Co unt   ( E T X ) ,   w h i c h   i s   a   l i nk  qu a l i t y   m e t r i c   f o r   e s t i m a t i n g     t h e   n u m b e r   o f   t ra n s m i s s i o n s   n e e de t o   s uc c e s s f ul l y   de l i v e r   a   pa c ke t .           F i gu r e   1 .   R P L   n e t w o r a r c h i t e c t ur e       2 . 2 .     R P o p e r at i o n   an d   c o n tr o l   m e s s age s   R P L   o pe r a t i o n   i s   b a s i c a l l y   b a s e d   o n   di f f e r e n t   c o n t r o l   m e s s a ge s   pe r i o di c a l l y   b r o a dc a s t e a m o n g   a l l   t h e   n o de s   i n   a n   R P L   n e t w o r k.   D O D A G   fo r m a t i o n   i s   i n i t i a t e w h e n   a   s i n n o de   s t a r t s   b r o a dc a s t i n D O D A G   In f o r m a t i o n   O b j e c t   (D IO m e s s a ge s   a l l ow i n D O D A G   di s c ove r y   a n a t t a c hm e nt .   S uc h   m e s s a ge s   i n c l ude   R P L   n e t w o r de t a i l s   s uc h   a s   I n s t a n c e   ID ,   D O D A G   ID ,   v e r s i o n   num b e r,   a n r a nk  v a l ue .   T h e y   a l s o   i n c l ude   R P L   c o n f i gur a t i o n   p a r a m e t e r s   s uc a s   t h e   O b j e c t i ve   Co d e   P o i n t   (O CP ),   w h i c h   i de nt i f i e s   t h e   o b j e c t i ve   f un c t i o a nd  r e l a t e m e t ri c s   a n d   c o n s t ra i nt s .     A f t e r   de c i di n t o   j o i n   a   D O D A G ,   a   D IO s   r e c i pi e n t   a ppl i e s   t h e   a dv e r t i s e o b j e c t i ve   f un c t i o n   t o   c a l c ul a t e   i t s   r a nk  v a l ue   a nd  a t t a c h e s   t o   t h e   n e t w o r k.   T h i s   s t a ge   a l s o   i n v o l ve s   t h e   pr e f e r r e pa r e n t   s e l e c t i o n   pr o c e s s   fo r   e s t a b l i s h i n g   a   de f a ul t   r o ut e   v i a   a   s e l e c t e pa r e nt   f r o m   t h e   P a r e nt   L i s t   (c o n t a i n s   t h e   s e n de r s   of    t h e   r e c e i v e D IO s   a s   c a n di d a t e   p a r e nt s ).   I o r de r   t o   m a i nt a i n   l o o p - f r e e   t o p o l o g y ,   r e c e i v i n a   D IO   m e s s a ge   n o t   i ndi c a t i n a   l o w e r   ra n v a l ue   c a us e s   t h e   r e c i pi e n t   t o   di s c a r t h e   m e s s a ge .   A t   e a c h   n o de ,   t h e   D IO   m e s s a ge s   a r e   upda t e a n t h e n   di s s e m i n a t e f ur t h e r   dow n   t h e   D O D A G .   F o r   e s t a b l i s h i ng  t h e   dow n w a r d   r o ut e s ,   t h e   D e s t i na t i o n   A dv e r t i s e m e nt   O b j e c t   (D A O )   m e s s a ge s   a r e   p r o pa ga t e by   e a c h   c h i l n o de   o ve r     t h e   e s t a b l i s h e u pw a r r o ut e s .   T hi s   e na b l e s   t h e   e xc ha n ge   o f   di f fe r e nt   r o ut i n g   i n f o r m a t i o n   w i t h   t h e i r   p r e f e rr e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   s upp or t   of   m ul t i pa t h   r o ut i ng  i n   IP v 6 - bas e i nt e r ne t   of   t h i ngs   ( Ibr ahi m   S.   A l s uk ay t i )   2211   pa r e nt   up  t o   t h e   r o o t .   A s   s h o w n   i n   F i gu r e   1,   t h e   D IO   &   D A O   pr o c e s s i n a nd  pr o pa g a t i o n   p r o c e dur e s   a r e   c a rri e o ut   by   e a c h   n o de   i n   o r de r   t o   c o m pl e t e l y   b ui l t h e   D O D A G   a nd  e s t a b l i s h   t h e   r o ut e s   w i t h     t h e   D O D A G   r o o t .     O v e r h e a o v e r   t h e   R P L   c o n t r o l   pl a n e   a nd  a da p t a t i o t o   t h e   s t a b i l i t y   o f   t h e   R P L   t o po l o g y   a r e   m a na ge us i ng  t h e   T r i c kl e   a l go r i t hm   a s   s pe c i f i e i n   R F 6206  [ 16].   It   gua ra nt e e s   t ha t   c o nt r o l   t ra f f i c   i s   e ffe c t i ve l y   m i ni m i z e b y   c o n t r o l l i n t h e   D IO   t ra n s m i s s i o i n t e r v a l   t o   e xpo n e n t i a l l y   i n c r e a s e   a s   l o n a s   n t o po l o gi c a l   c h a n ge s   e xi s t .   M o r e o ve r ,   R P L   pr o v i de s   a   n e w l y   j o i n i ng  n o de   w i t h   t h e   D O D A G   I n f o r m a t i o S o l i c i t a t i o n   (D IS m e s s a ge   f o r   a c t i v e l y   t r i g ge ri n D IO   t ra ns m i s s i o n   i f   t h e r e   i s   n o   D IO   b r o a dc a s t i n du r i ng  t r i c kl e   t i m e .       3.   R P M U LTI P A TH   R O U TI N G   S U P P O RT   R P L   i s   a   s i ngl e - pa t h   r o ut i ng  p r o t o c o l   e n a b l i n t h e   e s t a b l i s hm e nt   o f   a   t r e e - b a s e r o ut i n m o de l .   D a t a   t ra f f i c   r o ut i n g   a t   e a c h   n o de   i s   pe r f o r m e o v e r   a   s i n gl e   pa r e nt   s e l e c t e a c c o r di n g   t o   a   c e r t a i O F ,   w h i l e   o t h e pa r e nt s   a r e   ke pt   a s   b a c kups .   T h i s   w o ul l e a d   t o   i n e f f i c i e n t   ut i l i z a t i o n   o f   t h e   a v a i l a b l e   r e s o ur c e s   i n   Io T   n e t w o r ks .   S i n gl e - p a t h   r o ut i ng  c a n   b e   c o n s i de r e a   l i m i t a t i o t ha t   w o ul l i m i t   t h e   po t e n t i a l i t y   of  t h e   pr o t o c o l   t o   s uppo r t   m o r e   e f f e c t i v e   r o ut i n o v e r   t h e   u nr e l i a b l e   L L N   l i n ks .   Co n s i de r i ng  t h e   a b i l i t y   of   RP L   t o   c o n s t r uc t   D O D A G s   i n   w h i c h   a   n o de   c a n   c o n n e c t   t o   m ul t i p l e   pa r e nt s ,   R P L   h a s   t h e   po t e n t i a l i t y   of   s uppo r t i n m ul t i p a t r o ut i ng.   R P L   f un c t i o na l i t y   c a n   b e   f l e xi b l y   e xt e n de t o   r e a l i z e   da t a   t r a n s m i s s i o n   o ve r   m ul t i p l e   fo r w a r d i n r o ut e s   a nd  i m p r o v e   R P L   pe r fo r m a n c e   i n   di f f e r e n t   Io T   de pl o y m e nt s .     G r e a t   c o n t r i b ut i o n s   ha v e   be e n   m a de   f o r   e nha n c i n R P L   w i t h   m u l t i pa t r o ut i n g   s uppo rt .   T h e   f o c u s   ha s   b e e n   o n   c e rt a i n   n e t w o r ki n g   a s pe c t s ,   na m e l y   l o a b a l a n c i n g ,   Q o S   m a na ge m e n t ,   c o n ge s t i o n   c o n t r o l ,   e n e r gy   b a l a n c i n g ,   a nd  m o b i l i t y   s uppo r t .   B a s e o n   t h e s e   n e t w o r ki n a s pe c t s ,   t a xo n o m y   i s   pr o po s e f o r   e ffe c t i ve   c l a s s i f i c a t i o n   o t h e   r e s e a r c h   e f fo r t s   t ow a r ds   R P L   m ul t i p a t h   r o ut i n s uppo r t .   T h e   fo l l ow i n   s ub - s e c t i o n s   pr e s e nt   t h e   p r o po s e c l a s s i f i c a t i o n   a n d   s um m a ri z e   t h e   r e l e v a nt   r e s e a r c h   w o r ks   i n   t h e   l i t e r a t u r e .   F urt h e r   d i s c us s i o n   of   t h e   r e v i e w e l i t e r a t u r e   a n o ut l i n e   o f ut ur e   e pr o s pe c t s   a r e   pr o v i de i n   t h e   fo l l ow i n s e c t i o n .     3. 1 .     Lo ad   b al an c i n g   T h e   s uppo r t   o f   m ul t i p a t h   r o ut i n o pe n s   t h e   do o r s   fo r   i n c or po r a t i n e f fe c t i ve   l o a b a l a n c i n a n d   b e t t e r   ut i l i z a t i o n   o f   n e t w o r r e s o ur c e s .   I n   [1 7],   t h e   r e s e a r c he r s   p r o po s e d   a n   R P L   m ul t i p a t r o ut i n g   s o l ut i o i n c o r po r a t i ng  a n   E n e r gy - a w a r e n e s s   L o a B a l a n c i n (E L B m e c h a ni s m .   It   i s   b a s e o n   a   s i m pl e   a pp r o a c h   t o   di s t r i b ut e   d a t a   t r a f f i c   a m o n g   m ul t i pl e   pa r e n t s   a t   e a c h   R P L   n o de .   T h e   p a r e n t   s e l e c t i o p r o c e s s   i s   b a s e o n   a   n e w   r o ut i n g   m e t ri c   t ha t   c o n s i de r s   r e s i du a l   n o de   e n e r gy   a nd  h o ps   c o un t .   F urt h e r m o r e ,   E L B   w a s   c o m b i n e w i t h   a   f a s t - l o c a l   r e pa i r   m e c ha n i s m   i n c o r po r a t i n l o o de t e c t i o n   a nd  a v o i da n c e .   T h i s   i s   b a s e o n   e n a b l i ng  R P L   n o de s   t o   i n c r e a s e   i t s   ra n a n s e l e c t   n e i g h b o r s ,   o f   t h e   s a m e   r a nk,   a s   n e xt   h o p.   H ow e ve r ,   a l l o w i n a   r a nk  t o   i n c r e a s e   i n   t h i s   w a y   c a n   c a us e   a   n o de   t o   be   of   t h e   s a m e   ra n a s   i t s   c hi l n o de s .   T h i s   w o ul r e s t r uc t u r e     t h e   t o po l o g y   a n l e a t o   a n   i n c r e a s e   i n   p r o c e s s i n o v e r h e a d ,   pa rt i c ul a r l y   i n   l a r ge   de pl oy m e n t s .   T h e   p r o po s e d   s o l ut i o n   w a s   t e s t e i n   a   s i m ul a t i o e n v i r o nm e n t   o f   m o r e   t h a n   a   h u nd r e s e n s o r   n o de s   us i n t h e   O M N e T + +   s i m ul a t o r .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   i ndi c a t e t h e   hi g h e r   pe r f orm a n c e   o f   t h e   s o l ut i o n   c o m pa r e t o   t h e   o r i gi na l   R P L .   It   e xpe ri e n c e b e t t e P D R   a n d   l o w e r   n e t w o r ki n g   o ve rhe a d,   e n d - to - e n de l a y ,   a n d   po w e r   c o n s um pt i o n.     F urt h e e v a l ua t i o n   t e s t s   w e r e   c a rri e o ut   i n   [ 18]  w i t h   d i f fe r e n t   O M N e T + +   s i m ul a t i o n   s e t ups   c o n s i de r i ng  s pe c i f i c   Io T   a ppl i c a t i o n   f o r   g r e e nh o us e   e n v i r o nm e n t a l   m o ni t o ri n g .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   s h o w e t h a t   s i m i l a c o n c l us i o t o   [17]   c a n   b e   d r a w i t e rm s   o f   P D R .   A ddi t i o na l l y ,   t h e   m o ni t o ri n g   qua l i t y   w a s   e xa m i n e by   c a l c ul a t i n d a t a   e rr o r   r e c e i v e a t   t h e   ga t e w a y .   L ow e r   da t a   e rr o r   w a s   e xpe r i e n c e c o m pa r e t o   t h e   o r i gi na l   R P L .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t h e   p r o po s e d   s o l ut i o n s   i nt r o duc e a ddi t i o n a l   e n d - to - e n de l a y ,   w h i c h   c o ul b e   l e s s   r e l e v a n t   t o   t h e   c o n s i de r e a ppl i c a t i o n.   H ow e ve r ,   t hi s   w o ul be   a   n o t i c e a b l e   l i m i t a t i o n   f o r     t h e   Io T   a ppl i c a t i o n s   ha v i n g   h a rd - gu a r a nt e e n e t w o r de l a y   l i m i t s .   T h e   r e s e a r c h   w o r i n   [19]  p r o po s e a   H e ur i s t i c   L o a D i s t r i b ut i o n   (H e L D a l go r i t hm   o n   t o o f   a   b ra i de d   m u l t i pa t h   r o ut i n e x t e n s i o n   (M R P L t o   t h e   R P L   pr o t o c o l .   T h e   f o c us   i s   o n   f i n d i n g   o pt i m um   t ra f f i c   ra t e   f o r   e a c h   l i nk  a n e qu a l i z i n t ra f f i c   l o a a m o n t h e   n o de s   a t   t h e   s a m e   D O D A G   de pt h   i n   a   di s t ri b ut e m a nn e r.   U po n   t h e   r e c e pt i o n   o f   e a c h   D IO   m e s s a ge ,   t h e   r e c i pi e n t   o b t a i n s   t h e   ra n o f   i t s   s e n de r   a n t h e   E T X   o i t s   l i n k .   T h e s e   a r e   t h e n   us e t o   c a l c ul a t e   a   r e l a t i v e   c o s t   of   t he   c o r r e s po n di ng  p a t t o   t h e   s i nk.   T h e   c a l c ul a t i o n   c o n s i de r s   t h e   s h a r e   o t r a f f i c   b e i n s e n t   t o   e a c h   pa r e nt   a f t e r   a s s um i n i ni t i a l   s ha r e s .   T h e n ,   t h e   r a nk  c a l c ul a t i o i s   pe r f o r m e b y   t h e   r e c i pi e nt   b a s e o n   t h e   r e l a t i v e   c os t s   of   t h e   p a r e n t s   a dv e r t i s i n g   go o di s t a n c e s   t o   t h e   s i n k .   A f t e r   j o i n i n a   D O D A G   s uc c e s s f ul l y ,   t h e   no de   r u n s   t h e   H e L D   a l go r i t h m   w h i c h   r e qui r e s     t h e   e s t i m a t i o n   o f   i t s   i n p ut   t ra f f i c   r a t e   a nd  t h o s e   of   i t s   pa re n t s .   T h e   a l go ri t hm   i n c o r po r a t e s   a   t ra f f i c   s h a r e   a da p t a t i o p r o c e dur e   f o r   d y n a m i c   l o a b a l a n c i n g .   I t   e n a b l e s   gra du a l   c ha n ge s   o f   t h e   i n i t i a l   t r a f f i c   s h a r e s   o f   a   n o de ' s   pa r e n t s   i p r e de f i n e i nt e r v a l s   u n t i l   a   b a l a n c e l o a i s   m a n a ge a m o n t h e   pa r e n t s .   H ow e v e r ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     220 8   -   2 2 2 0   2212   t h e   a l go ri t hm   i n v o l v e s   a   pa i r - w i s e   ra t e   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   t h e   pa r e nt   n o de s   a n pe r f o r m s   r a t e   a dj us t m e n t s   pe r   e a c h   c o m pa r i s o n.   I n   a dd i t i o n ,   i t   i s   b a s e o n   t h e   a s s u m p t i o n s   o f   h o m o ge n e i t y   a n e qua l   c o m m u ni c a t i o n   ra n ge s   a m o n R P L   n o de s   i n   Io T   s ub n e t s .   It   a l s o   a s s u m e s   t he   e xi s t e n c e   of   a   di r e c t   r e l a t i o n s hi b e t w e e n   i n pu t   a n o ut put   t r a f f i c   r a t e s   o f   e a c h   n o de .   T h e s e   w o ul l i m i t   t h e   f e a s i b i l i t y   o t h e   s o l ut i o n   t o   a   l i m i t e n u m b e r   of  Io T   a pp l i c a t i o n s .     A n   e xt e n s i o n   t o   t hi s   s o l ut i o n   t o   i n c o r po ra t e   a n   a ddi t i o na l   m e c h a n i s m   f o r   d y n a m i c   ra n ge   a dj us t m e nt   w a s   pr e s e n t e i n   [2 0].   A   n o de   c a n   e xt e n i t s   c o m m u ni c a t i o ra n ge   t o   ha v e   m o r e   pa r e nt s   a n i n c r e a s e   i t s   l o a b a l a n c i n o pt i o n s .   H ow e v e r ,   t h i s   w o ul c o m e   w i t h   t h e   c o s t   of   a ddi t i o na l   t r a n s m i s s i o n   po w e r   c o n s um pt i o n.   T h e   e v a l u a t i o n   o f   t h e   pr o po s e a l go r i t h m   w a s   c o n duc t e f or   d i f fe r e nt   s i m ul a t e Io T   s c e n a ri o s ,   c o n s i de r i ng  n o de   de n s i t y   l e ve l ,   c o n n e c t i v i t y   de gr e e ,   a n t ra f f i c   l o a d.   Co m pa r e t o   t h e   o r i gi na l   R P L   a n s o m e   o t h e r   m ul t i p a t h   R P L   s c h e m e s ,   t h e   r e s ul t s   s h o w e t ha t   t h e   a l go r i t hm   s uc c e e d e i i n c r e a s i n g   n e t w o r l i f e t i m e   a nd  t hr o ughput .   H ow e ve r ,   n e t w o r l i f e t i m e   de c r e a s e s ,   a n c o l l i s i o n   ra t e   i n c r e a s e s   i s i t u a t i o n s   o f   h i g h   de n s i t y   o r   c o n n e c t i v i t y   de gr e e .   L e s s   r e l i a b l e   da t a   t ra n s m i s s i o n   w a s   e xpe r i e n c e a s   t h e   l o s s   r a t e   i n c r e a s e d   a n m o r e   t h a t h e   t e n t o f   t h e   p a c ke t s   w e r e   dr o ppe d.   T h e   p r o po s e a l go ri t hm   pe r f o r m e w e l l   i o n l y   l o w   de n s e   s c e n a ri o s   of  l o w   t r a f f i c   l o a a nd  n o de   c o nn e c t i v i t y   up  t o   t w o   pa r e nt s .   O t h e   o t h e ha n d,   t h e   r e s e a r c h e r s   i [21]   f oc us   o n   t h e   a l t e rna t i v e   pa r e nt   s e l e c t i o n   p r o c e s s   t e ffe c t i ve l y   f a c i l i t a t e   o pt i m a l   t ra f f i c   di s t ri b ut i o n   o v e r   m ul t i pa t h   R P L   n e t w o r ks .   T h e y   de f i n e   a nd  e xa m i n e   di f fe r e nt   s e l e c t i o n   a pp r o a c h e s   w h i c h   a r e   b a s e o n   v a r y i n g   m e t h o ds   s uc h   a s   w i r e l e s s   m e di u m   o v e r h e a ri n i n   c o n j un c t i o n   w i t a   P a c ke t   R e pl i c a t i o n   m e c ha n i s m .   It   a l l o w s   a   n o de   t o   ge n e ra t e   c o pi e s   of   t h e   da t a   p a c ke t s   a n e n a b l e s   i t s   a v a i l a b l e   pa r e nt s   t o   ove rh e a r   t h e m   i n   o r de r   t o   i m pr o v e   t h e   pr o b a b i l i t y   of   pa c ke t   d e l i v e r y .   M o r e ov e r ,   t h e   e ff e c t   of   s e l e c t i n g   a n   a l t e rna t i v e   pa r e nt   t ha t   h a v e   a   c o m m o n   o u n c o m m o n   a n c e s t o r   w i t h     t h e   pri m a r y   pa r e n t   i s   e xpl o r e d.   P a r t i a l l y   a n c o m pl e t e l y   di s j o i n t   pa t h s   w o ul b e   de ve l o pe i n   t h e   c a s e   of  un c o m m o n   a n c e s t o s e l e c t i o n   w h e r e a s   b ra i de m u l t i pa t h   w o ul r e s ul t   f r o m   ha v i ng  c o m m o a n c e s t o r   s e l e c t i o n .   T h e   e xpe r i m e nt a l   r e s ul t s   de m o n s t ra t e   t h e   i m p r o v e m e nt   i n   n e t w o r r e l i a b i l i t y   a n r o b us t n e s s   w h e n   t e s t i n t h e   p r o po s e s c h e m e s   a ga i n s t   t h e   s t a n d a r R P L .   H ow e ve r ,   f o r w a rdi n g   dup l i c a t e s   o ve r   pa c ke t s   di s j o i n t   m ul t i p a t h   r o ut i n w o ul i n c u r   n o t i c e a b l e   ove rh e a a c r o s s   I o T   n e t w o r ks .   T hi s   e ffe c t   w o ul b e   a m pl i f i e a s   t h e   n e t w o r i n c r e a s e s   i s i z e   a nd  n u m b e r   o f   R P L   n o de s .     3. 2 .     Q o S   m an age m e n t     M ul t i p a t h   r o ut i n w o ul pr o v i de   a   f e a s i b l e   a ppr o a c h   t o   o pt i m i z e   Q o S   s uppo r t   f o r   de m a n d i n Io T   a ppl i c a t i o n s ,   pa rt i c ul a r l y   i t h e   i n dus t ri a l   a n h e a l t h c a r e   do m a i n s .   I n   [ 22] ,   a   M ul t i c l a s s   M ul t i pa t h   R P L   (M 2R P L t h a t   e na b l e s   m ul t i c l a s s   Q o S - b a s e l o a di s t ri b ut i o n   i n   b ra i de m ul t i p a t h   c o m m u ni c a t i o n s   w a s   pr o po s e d.   M 2R P L   d e f i n e s   t hr e e   o f   t h e   D i ff S e r v   c l a s s e s ,   na m e l y   E xpe di t e F o r w a r d i n ( de l a y   m e t r i c ) ,   A s s ur e F o r w a r di ng  (P a c ke t   l o s s   m e t r i c ),   a nd  B e s t   E ffo r t .   A f t e r   D O D A G   c o n s t r uc t i o n,   pa c ke t s   a r e   c l a s s i f i e d   a t   e a c h   n o de   t o   b e   a c c o r di n gl y   que ue i n t o   a   di f f e r e n t   que u e   fo r   e a c c l a s s .   I o r de r   t o   e n a b l e   Q o S   s uppo r t ,   a   p r i o ri t y   pa c ke t   s c h e dul e r   a n w e i gh t e r o un r o b i n   pa c ke t   fo r w a r de r   a r e   ut i l i z e d.   T h e   p r i o r i t y   a n i ni t i a l   t r a f f i c   r a t e   o f   t h e   p a c ke t s   i n   e a c que ue   a r e   f i r s t l y   s pe c i f i e d.   T h e n,   t h e   p a c ke t s   a r e   f o r w a r de v i a   t h e   a v a i l a b l e   pa r e nt s   w hi l e   a d a p t i v e l y   a dj us t i n t r a f f i c   r a t e   i a c c o r da n c e   w i t h   c e rt a i n   de l a y   a n pa c ke t   l o s s   c o n s t r a i n t s .   T h i s   r e qu i r e s   t h e   n o de s   t o   pe r f o r m   r e gu l a c a l c ul a t i o n s   o f   t he   w e i ght e a v e r a ge s   o f   t h e   de l a y   a nd  p a c ke t   l o s s   v a l ue s ,   w h i c h   a r e   di s s e m i na t e i n t o   t h e   D IO   m e s s a ge s ,   f o r   e a c pa t h .   T h e   p r o po s e s o l ut i o n   w a s   e v a l ua t e i n   a   M A T L A B   s i m ul a t i o n   s e t up  a n c o m pa r e w i t h   t h e   o ri gi n a l   R P L   a n s o m e   o t h e r   m u l t i pa t h   R P L   s c h e m e s .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t h a t   t h e   a l go r i t hm   w a s   s uc c e s s f ul   i n   i m p r o v i n n e t w o r l i f e t i m e   a n d   pa c ke t   de l i v e r y   w h i l e   m i ni m i z i n de l a y .   H ow e ve r ,   n e t w o r l i f e t i m e   de c r e a s e s   w h i l e   de l a y   a n c o l l i s i o n   ra t e   i n c r e a s e   i n   t h o s e   c a s e s   of   h i g h - de n s i t y   s i t u a t i o n s .   T h e   a ut h o r s   i n   [ 23]  p r o v i de   a   Q o S   m ul t i p a t o ppo r t u ni s t i c   R P L   r o ut i n s o l ut i o n   b a s e o n   a   m ul t i l a y e r   a ppr o a c h .   A t   t h e   M A l a y e r ,   a   m o di f i c a t i o n   t o   t h e   IE E E 802 . 15. 4   s t a n d a r i s   p r o po s e t e n a b l e   t h e   r e c e pt i o o f   m ul t i p l e   b e a c o n s   a t   e a c h   n o de   f r o m   m ul t i pl e   n e i g h b o r s .   I n   a dd i t i o n ,   R P L   i s   e xt e n de a t   t h e   n e t w o r l a y e r   w i t h   o ppo r t u ni s t i c   t ra f f i c   fo r w a r d i n o v e r   m ul t i p l e   pa r e n t   n o de s   i n   a   dy n a m i c   pe r - p a c ke t   b a s i s .   O n   t o p   o f   t h a t ,   Q o S   r o ut i n g   i s   a d d r e s s e t o   o pt i m i z e   pa c ke t   de l i v e r y   a n m i ni m i z e   de l a y   fo r   t i m e - s e n s i t i v e   t r a f f i c .   T hi s   i s   b a s e o n   c l a s s i fy i n Io T   t r a f f i c   i nt o   c r i t i c a l   t ra f f i c   of   a   l ow   de l a y   r e qui r e m e n t ,   a l a rm   t r a f f i c   of   s pe c i f i c   d e l i v e r y   de a dl i n e ,   a nd  t h e   b e s t   e ffo r t   t ra f f i c .   A c c o r di n gl y ,   e a c h   d a t a   pa c ke t   i s   a s s i g n e a   de a dl i n e ,   w h i c h   i n d i c a t e s   i t s   o r de r   i n   t h e   que ue .   T h e   n e xt   p a c ke t   i n   t h e   que ue   i s   o ppo r t u n i s t i c a l l y   t r a n s m i t t e a f t e r   r e c e i v i n a   M A l a y e r   be a c o n   f r o m   o n e   of   t h e   a v a i l a b l e   pa r e nt s .   H ow e v e r ,   t h e   p r o v i de d   s uppo r t   o n l y   c o n s i de r e t h e   Io T   c o m m un i c a t i o n s   fo l l ow i ng  t h e   m u l t i po i n t - to - po i n t   s c h e m e .   T h e   pr o po s e d   s o l ut i o n   w a s   t e s t e d   us i n t h e   W S N e t   s i m ul a t o r .   T h e   r e s ul t s   i n d i c a t e   t h a t   t h e   pr o po s e m e t h o ds   i m pr o v e d   R P L   pe r fo r m a n c e   i n   t e r m s   o f   P D R   a n de l a y.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   s upp or t   of   m ul t i pa t h   r o ut i ng  i n   IP v 6 - bas e i nt e r ne t   of   t h i ngs   ( Ibr ahi m   S.   A l s uk ay t i )   2213   3. 3   C o n ge s ti o n   c o n tr o l   E f fe c t i ve   c o n ge s t i o n   c o n t r o l   ha s   b e e n   a dd r e s s e fo r   R P L   n e t w o r ks   us i n m u l t i pa t r o ut i n g   i s e v e r a l   r e s e a r c h   p r o po s a l s .   T h e   s o l ut i o n   pr o po s e i n   [24]  e na b l e s   t h e   de t e c t i o n   of  c o n ge s t e RP L   n o de s   a n t h e n   r e l i a b l y   di s t ri b ut i n g   d a t a   t ra f f i c   i n   a   n o n - i nt r us i v e   m a nn e r.   A n   o v e r l o a de R P L   pa r e nt   de l a y s     t h e   t r a n s m i s s i o n   o f   i t s   D IO   m e s s a ge s   fo r   a   pe r i o o f   t i m e   pro po r t i o n a l   t o   i t s   c u rr e n t   l o a d.   T hi s   i s   r e c e i v e a s   a   s i g na l   o f   c o n ge s t e n e t w o r pa t h s .   T h e   p a c ke t s   a r e   t h e n   f o r w a rde t o   t h e   s e n de r s   o f   t h e   e a r l i e r   D IO   m e s s a ge s .   H ow e v e r ,   t hi s   c o ul c o n t r a di c t   w i t h   t h e   R P L   T ri c kl e   a l go ri t hm   w hi c i n c r e a s e s   D IO   i n t e r v a l   a s   t h e   n e t w o r b e c o m e s   m o r e   s t a b l e .   It   i s   i m po rt a nt   t o   e n s u r e   t ha t   t h e   pr o po s e s i gn a l i n a pp r o a c h   p r o h i b i t s   i n c o rr e c t   i n t e r p r e t a t i o o f   o t h e r   D IO   de l a y s   t ha n   t h o s e   c a us e by   ove r l o a de b uff e r s .   A   l a rge - s c a l e   s i m ul a t i o t e s t   w a s   c o n duc t e us i ng  t h e   N S s i m ul a t o r   w i t h   a   n u m b e r   o f   n o de s   of   di f fe r e n t   b uff e r   s i z e s .     T h e   s o l ut i o n   s uc c e e de i n   c o n t r o l l i n n e t w o r c o n ge s t i o n   a n f o r w a r di n a   s i m i l a a m o unt   o f   da t a   p a c ke t s   t t h e   n o de s   a t   t h e   s a m e   l e v e l .   It   a l s o   pe r f o r m e b e t t e r   i n   r e g a r t o   P D R ,   pa c ke t   l o s s ,   a n d   de l a y ,   pa rt i c ul a r l y   w h e n   l a rge   b uff e r   s i z e s   w e r e   i m pl e m e nt e d.   T h e   r e s e a r c h   w o r i n   [2 5]  a dd r e s s   c o n ge s t i o n   a l l e v i a t i o n   f o R P L   n e t w o r ks   us i ng  m ul t i p a t h   r o ut i n i n   a   r e a c t i v e   m a nn e r .   O n c e   a   p r e f e r r e pa t h   b e c o m e s   c o n ge s t e d,   a f f e c t e n o de s   s t a rt   t h e   c o n ge s t i o m i t i g a t i o n   p r o c e dur e   by   f o r w a r di n t ra f f i c   ove r   m ul t i p l e   pa t h s .   T h i s   i s   pe r f o r m e o n   a   t e m po ra r y   b a s i s   un t i l   t h e   a f fe c t e d   r o ut i n p a t h   b e c o m e s   un c o n ge s t e d.   Co n ge s t i o n   de t e c t i o n   i s   b a s e o n   t h e   c a l c ul a t i o n   o f   t h e   P D m e t r i c   a t   e a c pa r e nt   n o de   b e t w e e n   a   s o ur c e   a nd  i t s   s i nk.   T hi s   r e qui r e s   a ddi t i o n a l   c o m m u ni c a t i o n s   o v e r     t h e   Io T   s u b n e t .   E a c h   c h i l n o de   ov e r   o n e   pa t h   c o m m u ni c a t e s   i t s   c urr e n t   f o r w a r di ng  ra t e   us i n D A O   m e s s a ge s .     S uc h   o ve rh e a c a n   b e   e l i m i na t e us i n a   c o n ge s t i o n   de t e c t i o n   m e t r i c   b a s e o n   b uffe r   o c c upa n c y   a s   pr o po s e i n   [2 6].   B uf f e r   o c c upa n c y   i s   l oc a l l y   m o n i t o r e d uri n a   p r e c o n f i gu r e Co n ge s t i o n   I n t e r v a l   ( CI).   O n c e   a   c o n ge s t e n o de   i s   de t e c t e d,   a   Co n ge s t i o N o t i f i c a t i o n   (CN m e s s a ge   i s   s e nt   o v e r   t h e   D IO   c o m m uni c a t i o n s   a c c o r di n t o   t h e   T ri c kl e   a l go r i t hm .   If   t h e   r e m a i ni n t r i c k l e   t i m e   i s   m o r e   t h a h a l f   t h e   CI ,   a n   E m e r ge n c y   D IO   (E D IO i s   i m m e di a t e l y   t r a n s m i t t e w i t ho u t   w a i t i n f o r   t h e   n e x t   D IO   m e s s a ge .   H ow e v e r ,   i t   i s   n o t   s pe c i f i e w h e t h e r   t h e   t ri c kl e   t i m e   i s   r e s e t   a f t e r   s e n d i n a n   E D IO   m e s s a ge .   R e c e i v i n a   CN   m e s s a ge   t r i gge r s   t h e   c h i l n o de s   t s t a rt   m ul t i pa t h   r o ut i n by   s pl i t t i ng  t h e   t ra f f i c   i n   ha l f .   O n e   pa c ke t   i s   f o r w a r de t t h e   c urr e n t l y   c o n ge s t e pa r e n t   a n t h e   n e xt   o n e   t o   a   s e l e c t e pa r e nt   n o de   f r o m   i t s   P a r e n t   L i s t .   I c a s e   of    t h e   a l t e rna t i v e   n o de s   a r e   b e i n g   c o n ge s t e d,   t h e   CN   m e s s a ge   w o ul b e   fo r w a r de do w n   t o w a r ds   t h e   s o ur c e   n o de .   T h i s   w o ul c a us e   a   w i de r e a c t i o n   i n   t h e   Io T   n e t w o r a n d   h a v i n g   t h e   t r a f f i c   s pl i t   o ve r   m o r e   r o ut i n g   pa t h s .   H ow e v e r ,   t h e   m ul t i p a t h   r o ut i n i s   e n a b l e t e m po ra r i l y   a n s t o ppe o n c e   t h e r e   a r e   n o   CN   m e s s a ge s   b e i n r e c e i ve d.   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   Co o j a   s i m ul a t i o n   e xpe ri m e nt   s h o w   t h a t   t h e   p r o po s e e xt e n s i o n   i n c r e a s e t hr o ughput   a n de c r e a s e po w e r   c o n s um pt i o n,   c o m pa r e t o   t h e   s t a nda r R P L .   It   i s   a l s o   s h o w n   t ha t   m ul t i p a t r o ut i ng  i nt r o duc e a ddi t i o na l   de l a y   i n i t i a l l y   b e fo r e   i t   s e t t l e dow n .   T h e   t e s t   o n l y   foc us e s   o n   t h e   Io T   s c e n a r i o   w h e r e   ha v i n n o   c o n ge s t e a l t e rna t i v e   pa r e n t .   It   w o ul b e   m o r e   i l l u m i na t i n t o   e xa m i n e   t h e   p r o po s e d   s o l ut i o n   w h e a l l   o m o s t   o f   t h e   a l t e rn a t i v e   pa t h s   a r e   c o n ge s t e a s   w e l l .   A   s i m i l a r e a c t i v e   a pp r o a c h   t ha t   a d d r e s s e s   c o n ge s t i o n   a l l e v i a t i o n   f o r   R P L   us i n m ul t i p a t r o ut i n g   w a s   f o l l ow e i n   [2 7].   O n c e   a   n o de   de t e c t s   c o n ge s t i o n,   i t   s t a rt s   di s t ri b ut i n da t a   p a c ke t s   b e t w e e n   i t s   o r i g i n a l   c o n ge s t e pa r e n t   a nd  a n   a l t e rna t e   pa r e n t   f r o m   i t s   c a n d i da t e   l i s t .   T h i s   w o ul h e l i n   r e duc i n f o r w a r di ng  ra t e   ov e r   t h e   c o n ge s t e pa t h.   Co n ge s t i o n   de t e c t i o n   i s   b a s e o n   t h e   Co n ge s t i o n   D e t e c t i o n   F a c t o r   t ha t   n e e ds   t o   be   c a l c ul a t e a t   e a c h   n o de .   T h us ,   c o n ge s t i o n   i n f o r m a t i o n e e ds   t o   b e   di s s e m i n a t e a c r o s s   t h e   Io T   s ub n e t   i n   a   t i m e l y   m a nn e r   t o   r e a l i z e   i m m e di a t e   c o n ge s t i o n   de t e c t i o n .   H ow e ve r ,   i t   i s   n o t   c l e a r   h o w   t h e   a l go ri t hm   w o ul d   r e a c t   w h e n   t h e   c o n ge s t i o s i t u a t i o n   ha s   b e e n   r e c t i f i e d.   T h e   s o l ut i o n   w a s   t e s t e i a   s i m ul a t i o n   s e t up  us i n g     t h e   Co oj a   s i m ul a t o r .   T h e   t e s t   r e s ul t s   i n d i c a t e   i m p r o v e pe r f o r m a n c e   i n   r e g a r ds   t o   P D R ,   de l a y ,   n e t w o r l i f e t i m e .           A n o t h e r   R P L   c o n ge s t i o n   m i t i ga t i o n   s o l ut i o n   us i n m ul t i p a t r o ut i n f o r   Io T   i s   pr o po s e i n   [28,   29] .   A t   e a c n o de ,   t ra f f i c   i s   f o r w a r de v i a   m ul t i p l e   pa r e nt s   i a   d y n a m i c   a n a da pt i v e   m a nn e r .   P a t h s   s e l e c t i o n   i s   pe r f o r m e r e gul a rl y   a n b a s e o n   t h e   c urr e n t   c o n ge s t i o n   s i t ua t i o n   o f   t h e   n e t w o r k.   E a c h   pa t h   i s   dy n a m i c a l l y   a s s i g n e a   w e i gh t   i n   o r de t o   di s t ri b ut e   da t a   pa c ke t s   a c c o r di n gl y .   W e i ght   c a l c ul a t i o n   i s   b a s e o n     c o n ge s t i o n - r e l a t e m e a s u r e m e nt s   i n c l ud i n t h e   n u m b e r   o re - t ra n s m i s s i o n s   r e qui r e o ve r   a   l i n k ,   num b e r   of  r e c e i v e pa c ke t s   duri n a n   i n t e r v a l ,   a n h o c o unt .   F o m i ni m i z i n g   t h e   a v e r a ge   de l a y   a l o n a   p a t h,     t h e   c a l c ul a t i o n   a l s o   i n c o r po ra t e s   a   n e w   m e t ri c   c o n s i de r i n t h e   Co n t i ki M A ra di o   dut y   c y c l e .   In c l udi ng  t h i s   m e t r i c   h e l ps   i f o r w a r di ng  p a c ke t s   t o   t h e   f i r s t   a w a ke n   p a r e nt   a n r e duc e   t h e   w a i t i ng  t i m e   u n t i l   t h e   r e c e i v e r   w a ke s   up.   H ow e ve r ,   i t   i s   a s s um e t h a t   e qua l   du t y   c y c l e   e xi s t s   fo r   a l l   t h e   n o de s   i n   a n   R P L   n e t w o r k,   w h i c h   w o ul n o t   b e   v a l i fo r   a l l   us e   c a s e s .   T h e s e   m e a s ur e m e nt s   a r e   r e gul a r l y   c a l c ul a t e a t   e v e r y   n o de   t o   be   t h e n   i n c l ude i n   i t s   D IO   m e s s a ge s .   E a c h   n o de   o n l y   us e s   t h e   t w o   pa t h s   ha v i ng  t h e   hi g h e s t   w e i gh t s   t o   di s t ri b ut e   i t s   t r a f f i c   l o a d.   T h e   s i m u l a t i o n   e xpe r i m e nt   s h o w s   t ha t   t he   pr o po s e s o l ut i o n   s uc c e e de i n   i m p r o v i n g     t h e   pe r f o r m a n c e   of   R P L   i n   di f f e r e n t   Io T   s c e na r i o s .   Co m pa r e t o   t h e   s t a nda rd  R P L ,   t h e   e v a l ua t i o n   r e s ul t s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     220 8   -   2 2 2 0   2214   de m o n s t r a t e   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   P a c ke t   R e c e pt i o n   N um b e r   (P R N a n t hr o ug hput .   A   r e duc t i o n   i n   pa c ke t   l o ss  ra t e   a n d   e n d - to - e n d   de l a y   w a s   a l s o   e xpe r i e n c e d,   a l t h o ug h   b e i n g   a f f e c t e by   n e t w o r de n s i t y .     3. 4   En e r gy   b al an c i n g     A n o t h e r   c r i t i c a l   a s pe c t   t ha t   c a n   b e   e ffe c t i ve l y   s upp o r t e d   us i n R P L   m ul t i pa t h   r o ut i n i n   Io T   n e t w o r ks   i s   b a l a n c i n g   e n e r gy   c o n s um pt i o n .   T h e   r e s e a r c h e r s   i [30]   p r o po s e t h e   E xpe c t e L i f e t i m e   (E L T )   m e t r i c   t o   e xt e n d   t h e i r   e a rl y   s i n gl e - p a t h   b a s e p r o po s a l   [31]  fo r   s uppo rt i n g   m u l t i pa t h   r o ut i ng.   E L T   m e a s u r e s   t h e   t i m e   b e fo r e   a   n o de   di e s   i f   i t   ke e ps   o n   fo r w a r d i n t h e   s a m e   a m o u n t   o f   n e t w o r t ra f f i c .   It   e n a b l e s   t h e   e s t i m a t i o n   a n m a xi m i z a t i o n   o f   t h e   n e t w o r l i f e t i m e   o e ve r y   r o ut e   i n   a n   R P L   n e t w o r i n   a   d i s t r i b ut e m a nn e r.   I n   t h i s   p r o po s a l ,   E L T   i s   us e f o r   b a l a n c i n e ne r gy   c o n s um p t i o n   a c r o s s   bo t t l e n e c n o de s   i n   a   m u l t i pa t R P L   n e t w o r k.   E L T   c a l c ul a t i o n   i s   b a s e o n   di f fe r e n t   m e a s u r e s   i n c l udi ng  n o de   t hr o ug h put ,   E T X ,   a n t r a n s m i s s i o n   r a t e .   I t   a l s o   c o n s i de r s   e n e r gy ,   b ut   o n l y   t a ke s   i n t o   a c c o un t   e n e r gy   dr a i n e by   r a d i t r a n s m i s s i o n   a n r e c e pt i o n.   T h e   p r o po s e s o l ut i o n   r e qu i r e s   e a c h   n o de   t o   c a l c ul a t e   E L T   f o r   i t s e l f   a n e v e r y   r e l e v a nt   b o t t l e n e c n o de   i n   t h e   n e t w o r k.   B a s e o n   t ha t ,   o n l y   t h e   pa r e n t   n o de s   t ha t   m a xi m i z e   t h e   l i f e t i m e   of  a l l   t h e   b o t t l e n e c ks   a r e   s e l e c t e d.   H ow e ve r ,   b o t t l e n e c n o de   i n f o r m a t i o n   r e qui r e f o r   t h e   c a l c ul a t i o n   i s   e xc h a n ge o ve r   t h e   R P L   c o n t r o l   pl a n e ,   a n   a pp r o a c h   t h a t   w oul i n c r e a s e   ove rh e a i n   a   l a rge   Io T   de pl oy m e n t .   It   w o ul a l s o   be   a   c o n c e r t ha t   ha v i n t o o   m a n y   bo t t l e n e c no de s   be i n a dv e r t i s e c a n   l e a t o   f r a g m e nt a t i o n .   In   a dd i t i o n ,   t h e   p r o po s a l   a l l o w s   a   n o de   t o   a t t a c h   t o   a   h i g h e r - ra n n o de   t h a t   a dv e r t i s e s   a   n e w   bo t t l e n e c n o de   of   b e t t e r   E L T .   F urt h e rm o r e ,   a   g r e e d y   l o a b a l a n c i n g   a l go ri t hm   t h a t   c a m a xi m i z e   t h e   m i ni m u m   E L T   a m o n g   bo t t l e n e c n o de s   w a s   a l s pr o po s e d   i n   [32,   33] .   T h e   a l go r i t h m   c a l c ul a t e s   a   w e i ght   a s s i g n e t o   e a c h   pa r e n t   n o de   a n a c c o r di n g l y   di s t r i b ut e s   t r a f f i c   a m o n t h e   a v a i l a b l e   bo t t l e n e c ks .   A f t e r   ha v i ng  t ra f f i c   di v i de i nt e qua l   f r a c t i o n s   a t   a   n o de ,   t h e   a l go r i t hm   i t e r a t e s   ov e r   i t s   pa r e nt   s e t   fo r   e a c h   f r a c t i o n   s e pa r a t e l y   t o   de c i de     t h e   b e s t   n e xt   h o t ha t   i m p r o v e s   E L T   a m o n t h e   b o t t l e n e c no de s .   U po n   t h e   r e c e pt i o n   o f   a   n e w   D IO   m e s s a ge ,   t h e   w e i ght s   o f   t h e   c urr e nt   pa r e nt   n o de s   a r e   dy n a m i c a l l y   r e c o m put e d.   H ow e ve r ,   t h e   pr o po s e a l go r i t h m   i s   b a s e o n   i t e ra t i v e   c o m put a t i o n s   t ha t   w o ul i nt r o duc e   a ddi t i o n a l   p r o c e s s i n de l a y   a n o v e r h e a d.     T h e   pr o po s e w o r w a s   e v a l ua t e i n   a   W S N e t   s e t up  w i t h   a n   Io T   s ub n e t   of   f i f t y   RP L   n o de s   a n c o n s i de r i ng  up  t o   t e n   b o t t l e n e c n o de s .   Co m pa ri n i t   w i t t h e   o r i g i na l   R P L   us i n d i f f e r e n t   m e t r i c s ,   t h e   E L T - b a s e d   m ul t i p a t h   r o ut i ng  s o l ut i o n   a c h i e v e a l m o s t   t h e   s a m e   r e l i a b i l i t y   pr ov i de by   E T X - R P L .   It   a l s e xh i b i t e s i m i l a e n e r gy   e ff i c i e n c y   of   R P L   us i n t h e   r e s i du a l   e n e r g y   m e t r i c .   T h e   e v a l ua t i o r e s ul t s   a l s o   s h o w   a n   i m p r o v e m e n t   i n   r o ut i ng  s t a b i l i t y   a s   b o t h   t h e   n u m b e r   o f   n o de s   pe r f o r m i n pa r e n t   c ha n ge s   a n d   t h e   n u m b e r   o c h a nge s   a r e   r e duc e d.   H ow e v e r ,   t h e   r e s ul t s   de m o n s t r a t e   t ha t   t h e   h i g h e t h e   n e t w o r de n s i t y   t h e   l o w e r     t h e   l i f e t i m e   o f   t h e   Io T   n e t w o r k.   T h e   p r o po s e s o l ut i o n   a l s o   f a i l s   t o   a c hi e v e   m uc h   i m p r o ve m e n t   w h e n   t e s t i n g   i t s   pe r f o r m a n c e   r e g a r di ng  de l a y .     T h e   p r o po s e w o r i n   [34]  i n t r o duc e a   m ul t i p a t h   R P L   s o l ut i o n   w i t h   e n e r gy   b a l a n c i n a n de l a y   m i ni m i z a t i o n   s c h e m e s .   T h e   e n e r gy   b a l a n c i n s c h e m e   i s   b a s e o n   t h e   e s t i m a t i o n   o f   t h e   r e s i dua l   e n e r gy   of    t h e   b o t t l e n e c n o de s .   T h e   c a l c ul a t i o n   i s   b a s e o n   e n e r gy   c on s u m pt i o n   d ue   t o   ra di o   t ra n s m i s s i o n,   r e c e pt i o n ,   a n p r o c e s s i n g .   E a c h   n o de   a l s o   n e e ds   t o   e s t i m a t e   t h e   i m pa c t   o f   i t s   t r a f f i c   l o a o n   t h e   s u r v i v a l   t i m e   o f   t h e   bo t t l e n e c n o de s   c o n s i de ri n m ul t i p a t h   f o r w a r d i n g .   T h e   e n e r gy   di s pe r s i o n   de g r e e   m e a s ur e m e n t   o   t h e   b o t t l e n e c n o de s   i s   t h e n   pe r f o r m e us i ng  t h e   P a r e t o ’s   e v a l ua t i o m o de l .   T hi s   m e a s u r e m e nt   i s   us e f o r   o pt i m a l   d i s t r i b ut i o n   o f   t h e   t ra f f i c   l o a a c c o r di n t o   a   u ni f i e a l go r i t h m   c o m b i n i ng  t h e   N e w t o n ’s   a n s t e e pe s t   de s c e n t   m e t h o ds .   F o r   t h e   e n d - to - e n de l a y   m i n i m i z a t i o n   s c he m e ,   t h e   a v e r a ge   w a i t i ng  t i m e   o f   da t a   pa c ke t s   i s   c o m put e b a s e o n   c a c h e   ut i l i z a t i o n.   T h e n,   t h e   di s pe rs i o n   de gr e e   of   t h e   r e m a i n i ng  c a c h e   s i z e   a t     t h e   bo t t l e n e c n o de s   i s   c a l c ul a t e d .   A c c o r di n gl y ,   e a c h   pa re n t   n o de   i s   a s s i g n e a   w e i gh t ,   c a l c ul a t e w i t gr e e dy   i t e r a t i o n   o v e r   a l l   t h e   pa r e n t   n o de s   t a ppr o xi m a t e   de l a y - o pt i m i z e t ra f f i c   di s t r i b ut i o n .   I n   a d di t i o n,     t h e   a ut h o r s   p r o po s e   t h e   i nt e g r a t i o n   o f   t h e   t w o   m ul t i pa t h   s c h e m e s   t o   a da p t i v e l y   m e e t   t h e   di f f e r e n t   r e qui r e m e nt s   o f   I o T   a ppl i c a t i o n s .   T h e   e n e r gy - b a l a n c i n g   s c h e m e   i s   a do pt e d,   u nl e s s   i n   t h e   c a s e   of    de l a y - s e n s i t i v e   a ppl i c a t i o n s   t ha t   r e qui r e   t h e   de l a y   m i n i m i z a t i o n   s c h e m e .   T h e n,   t h e   a l go r i t hm   w o ul d   a da p t i v e l y   s w i t c h   t o   t h e   o t h e r   s c h e m e   a t   a   c e rt a i n   t hr e s h o l d.   H ow e ve r ,   i t   i s   i m po r t a nt   t o   e n s u r e   t ha t   t h i s   pr o c e dur e   do e s   n o t   l e a t o   u n s t a b l e   a l go ri t hm   i m p l e m e n t a t i o n   p a rt i c ul a r l y   fo r   hi g h l y   d y n a m i c   Io T   s c e n a r i o s .   T h e   p r o po s e s c h e m e s   w e r e   c o m pa r e w i t h   t h e   o r i g i na l   R P L   i n   a n   e xpe ri m e nt a l   s e t up.   I m p r o v e m e n t   i n e t w o r l i f e t i m e ,   e n d - to - e n de l a y ,   r e l i a b i l i t y ,   a n s t a b i l i t y   a r e   de m o n s t r a t e u n de r   di f f e r e n t   n e t w o r s i z e s   a n c a c h e   c a pa c i t i e s .   I n   l a rge   s e t ups   of  a   h i g h   n o de   n u m b e a nd  f e w   bo t t l e n e c n o de s ,   h o w e ve r ,   t h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   a l go r i t h m s   pe r f o r m   po o r l y   a n a t   c e rt a i n   po i nt s   f a i l   t o   m a i nt a i t h e   n e t w o r k.     3. 5 .     M o b i l i ty   s u p p o r t   M ul t i pa t h   r o ut i ng  w o ul f a c i l i t a t e   e f fe c t i ve   m o b i l i t y   s uppo r t   f o r   m o v i n g   R P L   n o de s   i n   m o b i l e   Io T   de pl oy m e n t s .   T h e   M D M R   s o l ut i o n   p r o po s e i n   [35]  c o n s i d e r s   m o b i l i t y   s uppo r t   f o r   R P L   s i n n o de s   i n   Io T   n e t w o r ks .   It   p r o v i de s   a   d y n a m i c   R P L   r e pa i r   m e c h a ni s m   ov e r   m ul t i pa t h   r o ut i n g .   M D M R   i s   b a s e o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   s upp or t   of   m ul t i pa t h   r o ut i ng  i n   IP v 6 - bas e i nt e r ne t   of   t h i ngs   ( Ibr ahi m   S.   A l s uk ay t i )   2215   a   r e a c t i v e   o n - de m a n d   a pp r o a c h   t o   s uppo r t s   r a pi d   r e a c t i o n   t o   f r e que n t   t o po l o g y   c h a n ge s   i m o b i l e   e n v i r o n m e n t s .   E a c h   s o ur c e   RP L   n o de   f i r s t l y   r e que s t s   t h e   c on s t ruc t i o n   o f   a   n e w   D O D A G   a n e s t a b l i s hm e n t   of   a   r o ut i n p a t h   by   s e n di n a   D IS   m e s s a ge   t o   a n   a v a i l a b l e   m o b i l e   s i n k.   T h e   n e w   D O D A G   i s   b ui l t   w i t m ul t i p a t h   r o ut i n s e t up  a f t e r   b r o a dc a s t i n t h e   D IO   m e s s a ge s   w i t h   a   n e w   D O D A G   ID   a n ra n v a l ue .   E a c h   n o de   r e c e i v i n t h e   m e s s a ge s   upda t e s   i t s   D O D A G   ID ,   i n   a d di t i o n   t o   t h e   r a n k   v a l ue   b a s e o n   l e xi c a l l y   co m b i n i ng  t h e   c a l c ul a t i o o f   t hr e e   m e t ri c s .   T h e s e   a r e   h o c o un t ,   n o de   e n e r gy ,   a nd  L i n k   Q ua l i t y   In di c a t o r   (L Q I).   T hi s   c a us e s   f r e que n t   up da t e s   of   t h e   P a r e n t   L i s t   a t   e a c h   n o de   du r i ng  n e w   D O D A G   c o n s t r uc t i o n   a n i r e a c t i o n   t o   s i n n o de   m o b i l i t y .   In   t h e   c a s e   of   n o de   o r   l i nk  f a i l u r e ,   l o c a l   r e pa i i s   s uppo rt e t o   r e c o nn e c t   a n   R P L   n o de   w i t h   a a l t e rna t i v e   pa r e nt   o r   s i b l i ng  n o de .   I c a s e   of   h a v i n g   n o   a l t e rn a t i v e s ,   gl o b a l   r e pa i r   c a b e   i n i t i a t e d.   T h e   p r o po s e a pp r o a c h   e v i de nt l y   pr o v i de s   t h e   m e a n s   f o r   h a v i n g   da t a   t ra f f i c   r o ut e ov e r   m ul t i pl e   pa r e nt s ,   b ut   t h e   o pe r a t i o n   o f   m ul t i p a t h   r o ut i ng  i s   n o t   c l e a r l y   de s c r i b e d.   M D M w a s   e v a l ua t e i n   a n   N S - 2 . s i m ul a t i o n   s e t up  o a n   R P L   n e t w o r w i t h   m ul t i p l e   s i n n o de s   a n a   n u m b e r   of   s e n s o r   n o de s .   T h e   e xpe r i m e nt s   e xa m i n e t h e   i m p a c t   o f   i n c r e a s i ng  t h e   s pe e of   s i n n o de s   i n   o n e   s c e n a ri o   a n t h e   n u m b e r   o f   s i n n o de s   i n   a n o t h e r   o n e .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t h a t   M D M R   s uppo r t s   b e t t e r   e n e r gy   e ff i c i e n c y   a n e nd - to - e n de l a y   i n   b o t h   s c e n a r i o s   c o m pa r e t o   s e l e c t e r o ut i n g   p r o t o c o l s .   W h i l e   t h e   p r e v i o us   s o l ut i o n   a dd r e s s e m o b i l i t y   s uppo r t   f or   s i nk  n o de s   o n l y ,   t h e   m o b i l i t y   b a s e d   B r a i de M u l t i pa t h   R P L   (M B M - R P L i n   [36 s uppo r t s   t h e   m ob i l i t y   of   s e n s o r   n o de s .   It   e n a b l e s   t h e   o n - de m a nd  e s t a b l i s hm e nt   o f   a l t e rn a t i v e   r o ut i ng  pa t h s   b ra i de w i t h   t h e   d e f a ul t   pa t b e fo r e   a   f a i l u r e   o c c ur s .   T h e   D O D A G   i s   f i r s t l y   c o n s t r uc t e b a s e o n   a   p r o po s e r o ut i n m e t r i c   t h a t   p r o v i de s   a n   e s t i m a t i o n   o f   l i n ks   l i f e t i m e s .   T h i s   i s   b a s e o n   t h e   c a l c ul a t i o n   o f   s e n s o r   n o de s   s pe e di s t r i b ut i o n s   us i ng  a   B a y e s i a I n f e r e n c e   M o de l .   S uc h   c a l c ul a t i o n   i s   pe r i o di c a l l y   pe r fo r m e a nd  e xc ha n ge b e t w e e n   n e i g h b o r i n g   n o de s   us i n g   a   H e l l o - b e a c o n i n m e c ha n i s m ,   i n s t e a o f   ut i l i z i n t h e   u n de r l y i n R P L   D IO   m e s s a ge s .   E ve r y   H e l l m e s s a ge   i n c l ude s     t h e   c a l c ul a t e M e a n   a nd  S t a nda r D e v i a t i o n   o f   t h e   P r e di c t e V e l o c i t y   D i s t r i b ut i o n.   T h e   m e c ha n i s m   h e l ps   i i m p l e m e nt i ng  f a s t   l i n f a i l u r e   de t e c t i o n   s i n c e   t h e   H e l l o - t i m e o ut   pe r i o i s   i nde pe n de n t   o f   t h e   R P L   T ri c kl e   T i m e   a l go ri t hm .   D u r i ng  a   H e l l o   m e s s a gi n i nt e r v a l ,   a n   R P L   n o de   e v a l ua t e s   t h e   s t a b i l i t y   of   i t s   l i n ks   t o   de t e c t   th o s e   a bo ut   t o   f a i l   a nd  p r e v e n t   de f a ul t   p a t f a i l u r e .   If   t h e   p r o b a b i l i t y   t h a t   t h e   l i nk  w i t h   t h e   p r e f e r r e pa r e n t   i s   a b ov e   a   pr e de f i n e t hr e s h o l d ,   t h e   o pe r a t i o n   o f   a l t e rn a t i v e   pa t h   e s t a b l i s hm e n t   i s   t ri gge r e t o   us e   o t h e c a n d i da t e s .   H ow e ve r ,   f r e que nt   H e l l o   m e s s a ge s   e xc h a n ge   w oul r e s ul t   i a ddi t i o na l   c o m m u n i c a t i o n   o v e r h e a d   a n c o n s e que n t l y   m o r e   pow e r   c o n s um p t i o n.   U s i n t h e   C oo j a   s i m ul a t o r,   t h e   p r o po s e M B M - R P L   w a s   i m p l e m e nt e a nd  c o m pa r e a g a i n s t   t h e   o r i g i n a l   R P L   i n   a ddi t i o n   t o   a   m o b i l i t y - s uppo r t e R P L   w i t s i n gl e - h o r o ut i ng.   A s   t h e   r e s ul t s   i n di c a t e ,   t h e   p r o po s e s o l ut i o n   s h o w s   be t t e r   pe r f o r m a n c e   i n   t e rm s   o f   pa c k e t   l o s s   r a t e   a n a v e r a ge   t ra n s m i s s i o n   de l a y .   T h e   D A G   M ul t i p a t R o ut i n (D M R p r o po s e i [37]   e n a b l e s   r o ut i n g   r e du n d a n c y   t o   s uppo r t   m o b i l e   R P L   s c e n a ri o s   i n   dy n a m i c   Io T   e n v i r o n m e n t s .   I a d di t i o n,   D M R   a ddr e s s e s   f a s t   l o c a l   f a i l u r e   r e c o ve r y   a n d   a l l o w s   m ul t i p a t h   r o ut i ng  o ve r   s i b l i ng  n o de s .   D M R   a l s o   e n a b l e s   gl ob a l   R P L   f a i l u r e   r e c ov e r y   a n D O D A G     re - c o n s t r uc t i o n   i n   t h e   c a s e   of   h a v i n g   n o   a v a i l a b l e   pa r e n t   o r   s i b l i ng  n o de s .   T h e   p r e s e nt e s o l ut i o n   w a s   t e s t e i n   a   s i m u l a t i o e n v i r o nm e n t   w i t h   a   n u m b e r   o f   m ob i l e   n o de s   us i n t h e   N S s i m u l a t o r .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   D M R   m a i n t a i n s   l o w   r o ut i n o v e r h e a d,   a n i m p r o v e s   P D R   a n e n e r gy   e ff i c i e n c y .   H ow e v e r ,   a n   i n c r e a s e   i   t h e   e n d - to - e n de l a y   w a s   e xpe r i e n c e a s   a   r e s u l t   o f   l i n f a i l u r e .   I t   c a n   a l s o   b e   n o t i c e t h a t   t h e   p r o po s e d   s o l ut i o n   w a s   c o m pa r e w i t h   A O D V   a nd  A O M D V   pr o t o c o l s   w h i c h   a r e   c o n s i de r e a s   M A N E T   r o ut i ng  pr o t o c o l s   w h i l e   m o r e   r e l e v a n t   o n e s   c o ul b e   o f   m o r e   i n t e r e s t .       4.   I N S I D H TS   A N D   P ER S P EC TI V ES     A   s um m a r y   o t h e   r e v i e w   pr e s e n t e i n   t hi s   pa pe r   i s   p r o v i de i n   T a b l e   1.   It   i s   e v i de n t   t h a t   t h e s e   s o l ut i o n s   c o n s i de r e t h e   s u ppo r t   o f   di ff e r e n t   n e t w o r ki n a s pe c t s   t o   a dv a n c e   Io T   a pp l i c a t i o n s .   W e   c a n   a l s o   s e e   t h a t   di f f e r e n t   r o ut i n g   m e t ri c s   w e r e   a do pt e f o r   e ffe c t i v e   m a n a ge m e nt   o f   R P L   r o ut i n g   o ve r   m ul t i pl e   pa t h s .   In   a ddi t i o n ,   m o s t   of   t h e   pr o po s e s o l ut i o n s   f o l l ow e c e r t a i n   s t ra t e gi e s   f o r   b e t t e r   s uppo r t   o f   m ul t i p a t h   r o ut i ng.   In  r e ga r ds   t o   t h e   e v a l ua t i o n   m e t h o do l o gi e s ,   a   n u m b e r   o f   n e t w o r s i m u l a t o r s   w e r e   ut i l i z e a n d   a   v a ri a t y   of  a s s e s s m e n t   m e a s u r e s   w a s   a do pt e d.   T h e s e   r e m a r ks   a r e   di s c us s e i n   t h e   r e m i a ni n g   o f   t hi s   s e c t i o n .       4. 1 .     C o n s i d e r ati o n   o s p e c i fi c   n e tw o r k i n as p e c ts   M o s t   of   t h e   pr o po s a l s   f oc us e d   o n   l o a b a l a n c i n a nd  i nt r o duc e di ffe r e nt   t r a f f i c   di s t r i b ut i o n   a l go ri t hm s .   L o a b a l a n c i ng  c a b e   a c h i e v e us i n a   b a s i c   a l go r i t hm   [17 18] ,   w h e r e a s   a   dy n a m i c   a da pt a t i o n   a l go ri t hm   w o ul a l l o w   gr a du a l   a dj us t m e nt   o f   t h e   t ra f f i c   s h a re   a m o n u n b a l a n c e pa r e n t s   [1 9 20 ].   I t   w a s   a l s pr e s e nt e t h a t   l i n l a y e r   s o l ut i o n s   c a n   b e   a do pt e t o   a dd r e s s   e ff e c t i v e   m ul t i pa t h   l o a di s t r i b ut i o n.   A n   e xa m p l e   i s   t h e   w i r e l e s s   m e di um   o v e r h e a ri n g   i n   c o n j u n c t i o n   w i t h   a   P a c ke t   R e pl i c a t i o n   m e c ha n i s m   [21] .   In   r e ga rds   t o   Q o S   m a na ge m e nt   o ve r   m ul t i p a t h   r o ut i ng,   t h e   fo c us   w a s   o n   t r a f f i c   c l a s s i f i c a t i o n   a n que ui n g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     220 8   -   2 2 2 0   2216   D i f fe r e n t   Q o S - o r i e n t e a p p r o a c h e s   w e r e   fo l l ow e b a s e o n   t w o   m a i n   m e t h o ds ,   w e i gh t e r o und  r o b i n   fo r w a r d i n [22]   a nd  p a c ke t   de a d l i n e   c o nt r o l   [2 3].     A n o t h e r   i m po r t a n t   a s pe c t   t ha t   w a s   c o n s i de r e i n   d i f f e r e n t   m ul t i pa t h   s o l ut i o n s   i s   c o n ge s t i o n   c o n t r o l .   M ul t i pa t h   r o ut i n w a s   ut i l i z e t o   a l l e v i a t e   de t e c t e c o n ge s t i o n   i n   a   r e a c t i v e   m a nn e r   [2 5 - 27] .   A   c o n ge s t i o c o n t r o l   a l go r i t hm   b a s e o n   dy n a m i c   m ul t i p a t r o ut i n g   w a s   c o n s i de r e i n   [2 8 29] .   I n   t h e s e   pr o po s a l s ,   h o w e ve r ,   m ul t i p a t h   r o ut i n o v e r   a   l i m i t e n u m b e r   o f   pa r e nt s   w a s   c o n s i de r e e n o ug h   t o   a l l e v i a t e   c o n ge s t e d   s i t ua t i o n s .   I n   a ddi t i o n,   t h e   i m pl e m e nt e c a l c ul a t i o n s   w e r e   b a s e o n   s o m e   m e a s ur e s   t ha t   n e e t o   be   c o m m uni c a t e b e t w e e n   a   c hi l d   a n i t s   p a r e n t s   [25 ,   28 29 ] .   A s   a   r e s ul t ,   R P L   c o m m un i c a t i o n s   w o ul h a v e   a ddi t i o na l   o ve rh e a w hi c h   c a b e   a dd r e s s e us i n l o c a l   c a l c ul a t i o n s   [ 26 27] .   O n   t h e   o t h e r   h a nd,   a   d i f f e r e n t   a pp r o a c w a s   fo l l ow e i n   [24 t o   e na b l e   s i g n a l i n g   a o ve r l o a de p a r e nt   by   de l a y i n t h e   t ra n s m i s s i o n   o f   i t s   D IO   m e s s a ge s .   T h i s   a l l o w s   R P L   n o de s   t s e l e c t   o n l y   un c o n ge s t e pa r e nt s   w i t h   up - to - da t e   D IO   c o m m uni c a t i o n s .   O t h e r   n e t w o r ki n a pp r o a c h e s   a ppl i c a b l e   for   m ul t i p a t h   r o ut i n s uc h   a s   o ppo r t u ni s t i c   r o ut i n g   i n t r o duc e o ve r   t h e   R P L   m ul t i p a t m o de l   w e r e   a l s o   c o n s i de re i n   [23] .     A n o t h e c r i t i c a l   a s pe c t   f o r   Io T   de pl oy m e n t s   i s   e n e r gy   b a l a nc i n g   i a ddi t i o t o   m a x i m i z i n n e t w o r l i f e t i m e .   H ow e v e r ,   t h e   f o c us   w a s   o n l y   o n   e n e r gy   b a l a n c i n o ve r   t h e   b o t t l e n e c n o de s   i R P L   n e t w o r ks .   s i m pl e   a pp r o a c h   i n c o r po ra t i n a   g r e e dy   b a l a n c i n a l go ri t hm   b a s e o n   a n   e n e r gy - a w a r e   m e t ri c   w a s   ut i l i z e d   i n   [30 ,   32 33] .   M o r e o v e r ,   a   P a r e t o ’s   m o de l   a nd  t h e   c o m b i na t i o n   o f   N e w t o n ’s   a n s t e e pe s t   de s c e n t   m e t h o ds   w e r e   a do pt e f o r   o pt i m a l   e n e r gy   di s t r i b ut i o [3 4] .   O t h e r   c o n s i de ra t i o n s   f o r   R P L   m ul t i p a t r o ut i n i n c l ude   m o b i l i t y   s uppo r t ,   w hi c h   w a s   a dd r e s s e a t   di f f e r e n t   l e v e l s :   s i n n o de s   o n l y   [35]  a n s e n s o r   n o de s   [36].   A n o t h e a pp r o a c h   i t hi s   c o n t e xt   w a s   b a s e o n   r o ut i n r e du n d a n c y   [37].   H ow e ve r ,   t h e   s o l ut i o n s   i b o t h   [35]   a n [37]  r e l i e o n   t h e   R P L   f a s t   l oc a l   a n gl o b a l   r e p a i r   f or   r e a c t i ng  t o   f a i l u r e .   A   p r e v e n t i v e   a ppr o a c h   t o   pr e di c t   f a i l u r e   a nd  a c t   u po i t   w o ul b e   m o r e   e ff e c t i v e   t o   s uppo r t   m o b i l i t y   i dy n a m i c   Io T   s c e n a ri o s   [36].     It   i s   a l s o   c o n s i de r e t h a t   t h e   R P L   m ul t i pa t h   r o ut i ng  m o de l   w o ul e ffe c t i ve l y   s upp o r t   n e t w o r f a i l u r e   r e c ov e r y   s o l ut i o n s   [17 18 ,   37].   A l t h o ug h   t h e   R P L   s pe c i f i c a t i o n   p r o hi b i t s   j o i n i n a   D O D A G   v i a   a   n e i g h b o r   of   t h e   s a m e   o r   gr e a t e r   ra n k ,   t h i s   w a s   r e c o n s i de r e i n   di f f e r e nt   pr o po s a l s   i n   o r de r   t o   a dd r e s s   f a s t   l o c a l   r e pa i r.   S o m e   s o l ut i o n s   e n a b l e j o i n i ng  a   D O D A G   v i a   s i b l i n R P L   n o de s   [17 18,   35 - 37 w h e r e a s   o t h e r s   a l l o w e d     t h e   s e l e c t i o n   o f   h i g h e r - ra n ke n o de s   [30,   32 33 ].   W hi l e   t h i s   c o ul r e s ul t   i t h e   f o r m a t i o n   o f   r o ut i ng  l o o ps ,   t h e   de t e c t i o a n d   a v o i da n c e   o f   s uc h   l o o ps   w e r e   o n l y   a ddr e s s e i n   [17 18 ].       T a b l e   1 .   S u m m a r y   of   t h e   R P L   m u l t i pa t h   r o ut i n g   s o l ut i o n s   i t h e   l i t e r a t u r e   F o c u s   Re f .   M e t h o d   S t ra t e g i e s   Ro u t i n g   M e t ri c s   S i m u l a t o r   E v a l u a t i o n   M e a s u re s   L o a d   B a l a n c i n g   [1 7 ]   Ba s i c   L A l g o ri t h m   w i t h   F a i l u r e   Re c o v e r y   S u p p o r t   S i b l i n g   A t t a c h m e n t   &   L o o p   A v o i d a n c e   Re s i d u a l   E n e r g y   &   HC   O M N e t + +   D e l a y ,   P D R,   E n e r g y   E ff i c i e n c y ,   O v e rh e a d   [1 8 ]   [1 9 ]   H e u ri s t i c   Ba l a n c i n g   A l g o ri t h m   -   E T X   O M N e t + +   P a c k e t   L o s s ,   Co l l i s i o n   Ra t e ,   T h ro u g h p u t ,   N L   [2 0 ]   [2 1 ]   A l t e r n a t i v e   P a re n t   S e l e c t i o n   P a c k e t   R e p l i c a t i o n   m e c h a n i s m   &   O v e r h e a r i n g   E T X   Co o j a   P D R,   D e l a y ,   J i t t e r   Q o S   [2 2 ]   W e i g h t e d   R o u n d   Ro b i n   F o r w a r d i n g   L i n k   W e i g h t   D e l a y   &   P a c k e t   L o s s   M A T L A B   D e l a y ,   P D R,   Co l l i s i o n   Ra t e ,   N L   [2 3 ]   P a c k e t   D e a d l i n e   Co n t r o l   &   o p p o rt u n i s t i c   R o u t i n g   T a rg e t i n g   S p e c i f i c   A p p l i c a t i o n   P D &   D e l a y   W S N e t   D e l a y ,   P D R   Co n g e s t i o n   Co n t r o l   [2 4 ]   D IO   In t e r v a l - b a s e d   Co n g e s t i o n   C o n t r o l   -   P D R   NS - 2   D e l a y ,   P D R,   P a c k e t   L o s s   [2 5 ]   Re a c t i v e   C o n g e s t i o n   M i t i g a t i o n   T e m p o ra ry   M u l t i p a t h   Ro u t i n g   P D &   Bu ffe r   O c c u p a n c y   Co o j a   D e l a y ,   T h r o u g h p u t ,   E n e r g y   E ff i c i e n c y   [2 6 ]   [2 7 ]   Re a c t i v e   C o n g e s t i o n   M i t i g a t i o n   -   L CI  w i t h   Co n g e s t i o n   D e t e c t i o n   F a c t o r   Co o j a   P D R,   D e l a y ,   L i fe t i m e   [2 8 ]   D y n a m i c   M u l t i p a t h   Ro u t i n g   L i n k   W e i g h t   H C,   R e t ra n s m i s s i o n   Ra t e s ,   D u t y - Cy c l e   Co o j a   D e l a y ,   P a c k e t   L o s s ,   T h ro u g h p u t   [2 9 ]             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   s upp or t   of   m ul t i pa t h   r o ut i ng  i n   IP v 6 - bas e i nt e r ne t   of   t h i ngs   ( Ibr ahi m   S.   A l s uk ay t i )   2217   T a b l e   1 .   S u m m a r y   of   t h e   R P L   m u l t i pa t h   r o ut i n g   s o l ut i o n s   i t h e   l i t e r a t u r e   ( c ont i nu e )   F o c u s   Re f .   M e t h o d   S t ra t e g i e s   Ro u t i n g   M e t ri c s   S i m u l a t o r   E v a l u a t i o n   M e a s u re s   E n e r g y   B a l a n c i n g   [3 0 ]   G re e d y   b a l a n c i n g   A l g o ri t h m   L i n k   W e i g h t   &   H i g h e r - Ra n k e d   N o d e   A t t a c h m e n t   ELT   W S N e t   D e l a y ,   P D R,   N e t w o rk   S t a b i l i t y ,   E n e r g y   E ff i c i e n c y   [3 2 ]   [3 3 ]   [3 4 ]   P a re t o 's   m o d e l   a n d   c o m b i n a t i o n   o f   N e w t o n ' s   &   s t e e p e s t   d e c e n t   L i n k   W e i g h t   &   T a rg e t i n g   S p e c i f i c   A p p l i c a t i o n   Re s i d u a l   E n e r g y   &   Ca c h e   U t i l i z a t i o n   -   D e l a y ,   P D R,   N L ,   N e t w o rk   S t a b i l i t y ,   Re s i d u a l   E n e r g y   M o b i l i t y   S u p p o r t   [3 5 ]   S i n k   N o d e s   M o b i l i t y   S u p p o r t   w i t h   F a s t   L o c a l   &   G l o b a l   R e p a i r   Re a c t i v e   A p p r o a c h   &   S i b l i n g   N o d e   A t t a c h m e n t   H C,   N o d e   E n e r g y ,   L Q I   NS - 2   D e l a y ,   E n e r g y   E ffi c i e n c y   [3 6 ]   S e n s o N o d e s   M o b i l i t y   S u p p o r t   w i t h   F a i l u r e   P re d i c t i o n   &   P re v e n t i o n   Re a c t i v e   A p p r o a c h ,   H e l l o - B e a c o n i n g ,   S i b l i n g   N o d e   A t t a c h m e n t   L i n k   L i fe t i m e   Ba s e d   o n   S p e e d   D i s t ri b u t i o n   Co o j a   D e l a y ,   P a c k e t   L o s s   [3 7 ]   Ro u t i n g   R e d u n d a n c y   &   F a s t   R e p a i r   S i b l i n g   N o d e   A t t a c h m e n t   -   NS - 2   D e l a y ,   E n e r g y   E ffi c i e n c y ,   O v e rh e a d       4. 2 .     R o u ti n m e tr i c s   T h e   m a n a ge m e nt   o f   m ul t i pa t h   t r a f f i c   r o ut i ng  i t h e   r e v i e w e l i t e r a t u r e   w a s   b a s e o n   di f f e r e n t   m e t r i c s .   P D R ,   E T X ,   L Q I,   r e t ra n s m i s s i o n   ra t e ,   e n d - to - e n de l a y ,   a n d   pa c ke t   l o s s   w e r e   m o s t l y   c o n s i de r e d.   S o m e   pr o pos a l s   a do pt e e n e r gy - r e l a t e m e t ri c s   s uc h   a s   n o de   r e s i dua l   e n e r gy   c o l l e c t i v e l y   w i t h   o t h e r   l i n m e t r i c s   [17 18 ,   34 35] .   O t h e r   m e t r i c s   f o r   l i f e t i m e   e s t i m a t i o n   w e r e   a l s o   a do pt e t o   e s t i m a t e   N o de   E xpe c t e d   L i f e t i m e   [30,   3 2 33]  a n L i nk  l i f e t i m e   b a s e o n   e s t i m a t i ng  n o de   s pe e us i n g   a   B a y e s i a n   I n f e r e n c e   m o de l   [36].   O t h e r   n o de   m e t ri c s   t h a t   a r e   b a s e o n   di f fe r e n t   a s pe c t s   i n c l ud i n g   b uff e r   o c c upa n c y   a n r a d i o   dut y   c y c l e   w e r e   a l s o   c o n s i de r e i s o m e   p r o po s a l s   [26 - 2 8,   34] .           4. 3 .     S o l u ti on   s tr ate g i e s   It   c a n   a l s o   be   n o t i c e t h a t   t h e   r e v i e w e pr o po s a l s   a ddr e s s e di f fe r e nt   n e t w o r ki n a s pe c t s   us i n di f f e r e n t   n e t w o r ki n s t ra t e gi e s .   A   num b e r   o f   t h e   pr o po s a l s   s h a r e t h e   c o n c e pt   o f   l i n w e i ght   a s s i g n m e nt   a c c o r di n g   t o   t h e   c a l c ul a t i o n   o f   di ff e r e n t   m e t r i c s   i n   o r de r   t o   f a c i l i t a t e   m ul t i p a t h   m a na ge m e n t   [2 2,   28 - 30 ,   32 - 34] .   O n   t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   m ul t i pa t h   R P L   s o l ut i o n s   i n   s o m e   o f   t h e   pr o po s a l s   t a r ge t e s pe c i f i c   Io T   a ppl i c a t i o n s   s uc h   a s   gr e e nh o us e   e n v i r o nm e nt a l   m o ni t o ri n [18 ,   23,   34] .   I n   t e rm s   o R P L   r e s po n s i v e n e s s ,   m o s t   of   t h e   pr o po s a l s   r e l i e o n   D IO   c o m m uni c a t i o n s   i n   c a s e   of  t h e   n e e fo r   a ddi t i o n a l   a n i m m e di a t e   i n f o r m a t i o n   e xc h a n ge .   S uc h   a n   a p p r o a c w o ul no t   a l w a y s   gua r a nt e e   a   l o w   r e s po n s e   de l a y   i c a s e   of   d y n a m i c   Io T   s c e n a r i o s .   T o   a dd r e s s   s uc h   a   de f i c i e n c y ,   a   H e l l o - be a c o n i n m e c ha n i s m   c a n   b e   i n c o r po ra t e i n de pe n de n t l y   of   t h e   R P L   c o n t r o l   p l a n e   f o r   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   f a s t   f a i l u r e   de t e c t i o [ 36] .   H ow e ve r ,   t h i s   w o ul c o m e   a t   t h e   c o s t   of   a ddi t i o n a l   i m pl e m e nt a t i o c o m pl e xi t y   a n d   o ve rh e a d .   A n o t h e r   c o n s i de ra t i o n   f o r   m a k i n R P L   m o r e   r e s po n s i v e   i s   a do pt i ng  a   r e a c t i v e   a n o n - de m a nd  a pp r o a c h   [35]  de s pi t e   t h e   p r o a c t i v e   na t u r e   o f   RP L .   M o r e ove r ,   r o ut i ng  r e du n d a n c y   a n pa c ke t   du pl i c a t i o n   o v e r   m u l t i pl e   pa t h s   i s   a n o t h e r   a pp r o a c t h a t   ha s   b e e n   r e c e n t l y   c o n s i de r e d   [21] .       4. 4 .     Ev al u ati o n   ap p r o ac h e s   T h e   r e v i e w e l i t e r a t u r e   i n   t h i s   pa pe r   f o l l ow e d   di ff e r e n t   e v a l ua t i o n   m e t h o do l o gi e s .   H ow e v e r ,     t h e   f oc us   h a s   b e e n   o n   o n l y   us i n g   n e t w o r s i m ul a t i o n .   D i f f e r e n t   n e t w o r s i m u l a t o r s   w e r e   us e f o r   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   a c c o r di n t o   di ff e r e n t   n e t w o r m e a s u r e s .   S o m e   of  t h e   pr o po s a l s   ut i l i z e s pe c i f i c   w i r e l e s s   a n L L N   s i m ul a t o r s   s uc h   a s   Co oj a   w h i c h   p r o v i de s   a   p r a c t i c a l   R P L   i m p l e m e nt a t i o n   [2 1,   25 - 29,   36] .   A n o t h e r   e xa m pl e   w h i c h   w a s   a do pt e by   e a r l i e r   r e s e a r c h   w o r ks   i s   W S N e t   [23,   30,   32 33].   O t h e r   ge n e ra l   n e t w o r s i m u l a t o r s   w e r e   a l s o   p o pul a r   a m o n t h e   r e v i e w e pr o po s a l s .   T h e s e   i n c l ude   N S - [24,   35,   37 a n d   O M N e t + +   [1 7 - 20] .   O t h e u n c o m m o c h o i c e s   f o r   t h e   i m pl e m e nt a t i o o f   L L N   n e t w o r ks ,   s uc h   a s   M A T L A B ,   w e r e   a l s o   c o n s i de r e [2 2].   A s   i t   c a b e   a ppa r e n t l y   n o t i c e d,   t h e r e   w a s   n o   c o n s i de r a t i o gi v e n   t o   ph y s i c a l   t e s t b e t e s t i n g.   T h e r e f o r e ,   t h e   n e e fo r   m o r e   r e a l i s t i c   a n pra c t i c a l   e xpe ri m e n t a t i o n   o v e r   ph y s i c a l   a n   r e a l - l i f e   t e s t b e ds   b e c o m e s   a ppa r e nt .     4. 5 .     P e r fo r m an c e   as s e s s m e n t   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   di f f e r e n t   c o n s i de r a t i o n s   w e r e   t a ke fo r   t h e   pe r f o r m a n c e   a s s e s s m e n t   of    t h e   pr o po s e m ul t i pa t h   s o l ut i o n s .   A s   be i n a   c ri t i c a l   pe r f o r m a n c e   m e a s ur e   fo r   m ul t i p a t h   r o ut i ng  a r c h i t e c t u r e ,   de l a y   e v a l ua t i o w a s   c o m m o n   a m o n a l l   t h e   r e v i e w e pa pe rs .   It   i s   a p pa r e n t   t ha t   m ul t i p a t r o ut i n g   c a n   r e s ul t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.