Đánh giá các gia thức định tuyến trong mạng Ad hoc

- TÓM TẮT LUẬN VĂN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng ADHOC Tác giả luận văn: TRẦN MẠNH HÙNG Khóa Người hướng dẫn: PGS,TS NGUYỄN QUỐC TRUNG Nội dung tóm tắt: Ưu điểm của mạng máy tính đã được thể hiện khá rõ trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
- Ad hoc là một phần trong công nghệ thông tin hiện nay, trong đó người sử dụng trao đổi thông tin với nhau không cần hạ tầng cơ sở mạng cố định và hay chịu sự quản lý tập trung.
- Mỗi nút mạng bao gồm cả chức năng máy trạm và router, chúng sẵn sàng chuyển tiếp các gói tin trong mạng.
- Do cấu trúc topo mạng động, thường xuyên phải đáp ứng, thích nghi với những yêu cầu mới nên định tuyến trong mạng Ad hoc là một vấn đề rất quan trọng.
- Giao thức định tuyến phải giảm lưu lượng điều khiển, đơn giản tính toán đường định tuyến.
- Chính vì thế giao thức định tuyến đóng vai trò quan trọng trong vận hành mạng Ad hoc.
- Mạng Ad hoc là một công nghệ hữu dụng trong mạng không dây.
- Công nghệ này cho phép các nút mang giao tiếp trực tiếp với nhau bằng cách sử dụng máy thu phát vô tuyến mà không cần có cơ sở hạ tầng cố định.
- Đây là một đặc trưng riêng của mạng Ad hoc so với các mạng truyền thống trước đây như mạng cellular hay mạng không dây LAN khi ở đó các nút giao tiếp với nhau thông qua BS.
- Tuy nhiên, mang Ad hoc phải đối mặt với một số thách thức như giới hạn phạm vi truyền dẫn, vấn đề trạm ẩn, mất gói do lỗi TRẦN MẠNH HÙNG TÓM TẮT LUẬN VĂN đường truyền, sự chuyển động của các nút mạng làm thay đổi định tuyến, sự rằng buộc về băng thông và năng lượng.
- Giao thức định tuyến được sử dụng để Khám phá tuyến giữa các nút giúp cho việc giao tiếp trong mạng dễ dàng hơn.
- Mục đích chính của môt giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc là thiết lập tuyến đường chính xác và hiệu quả giữa các cặp nút.
- Luận văn đưa ra tổng quan về bốn giao thức định tuyến: DYMO, DSR, AODV, OLSR, sử dụng công cụ mô phỏng OMNET++ và đánh giá các giao thức này dựa trên các thông số đặt ra.
- Qua kết quả mô phỏng, chúng ta thấy được thế mạnh và hạn chế của từng loại giao thức.
- không có giao thức nào đáp ứng đủ tiêu chuẩn mạng Ad hoc về mặt QoS, bảo mật Hà Nội, Ngày tháng năm 2011 Người nhận xét Người hướng dẫn TRẦN MẠNH HÙNG Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến LỜI NÓI ĐẦU Ưu điểm của mạng máy tính đã được thể hiện khá rõ trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
- Luận văn là tổng quan về bốn giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc: DSR, DYMO, AODV, OLSR.
- đánh giá các giao thức đó dựa trên công mô phỏng OMNET.
- Ngoài ra, kiến Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 1 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến thức thu được từ các thầy cô cũng là nguồn cổ vũ tinh thần lớn nhất giúp em có thể tập trung và hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này.
- Hà Nội, tháng 8- 2011 Học viên Trần Mạnh Hùng Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 2 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến TÓM TẮT ĐỒ ÁN Mạng Ad hoc là một công nghệ hữu dụng trong mạng không dây.
- Tuy nhiên, mang Ad hoc phải đối mặt với một số thách thức như giới hạn phạm vi truyền dẫn, vấn đề trạm ẩn, mất gói do lỗi đường truyền, sự chuyển động của các nút mạng làm thay đổi định tuyến, sự rằng buộc về băng thông và năng lượng.
- Luận văn gồm 5 chương • Chương 1: Tổng quan về mạng Ad hoc • Chương 2: Định tuyến cho mạng Ad hoc • Chương 3: Thông số đánh giá và mô hình chuyển động trong mô phỏng mạng Ad hoc • Chương 4: Mô phỏng giao thức định tuyến mạng Ad hoc dùng OMNET.
- Chương 5: Kết luận Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 3 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến ABSTRACT Ad hoc networks are the ultimate frontier in wireless communication.
- This is a very distinguishing feature of ad hoc networks with respect to more traditional wireless networks, such as cellular networks and wireless LAN, in which nodes communicate with each other through BS.
- Some challenges that ad hoc networking faces are limited wireless transmission range, hidden terminal problems, packet losses due to transmission errors, mobility- induced route changes, bandwidth and battery constraints.
- The primary goal of such an Ad hoc network routing protocol is correct and efficient route establishment between a pair of nodes so that message may be delivered in a timely manner.
- Chapter 1: Overview of Ad hoc network • Chapter 2: Routing in Ad hoc network • Chapter 3: Protocol Evaluation parameters and Mobility models for Ad hoc network simulation • Chapter 4: Simulating in OMNET.
- Chapter 5: Summary Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 4 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN ABSTRACT MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1.
- TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC VÔ TUYẾN KHÁI NIỆM VỀ MẠNG AD HOC VÔ TUYẾN.
- 111.2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG AD HOC.
- 131.2.2 Các đặc trưng lưu lượng trong Ad hoc.
- 131.2.3 Các kiểu truyền thông trong Ad hoc.
- 151.2.7 Sự di chuyển đồng thời các nút mạng.
- 161.3 ỨNG DỤNG TRONG MẠNG AD HOC VÔ TUYẾN.
- 201.4 NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI MẠNG AD HOC.
- 221.4.4 Định tuyến và chuyển tiếp gói tin trong Ad hoc.
- 24Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 5 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến CHƯƠNG 2.
- ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG AD HOC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CỔ ĐIỂN.
- 252.1.1 Định tuyến dựa trên trạng thái liên kết.
- 252.1.2 Định tuyến dựa trên vector khoảng cách.
- 262.2 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG AD HOC.
- Định tuyến tiên phong, tương tác và lai.
- Cấu trúc và phân bổ tiến trình định tuyến.
- Khai thác các metric mạng cho định tuyến.
- 322.3 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OLSR.
- 332.3.1 Tổng quan giao thức.
- 342.3.3 Sự hoạt động của giao thức.
- 392.3.5 Ưu điểm và nhược điểm của giao thức định tuyến OLSR.
- 402.4 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSR.
- 402.4.1 Định tuyến nguồn.
- Cất giữ thông tin định tuyến nghe lỏm được.
- 48Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 6 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến 2.4.5.4 Tăng quá trình truyền lan các bản tin Lỗi tuyến.
- 542.4.8 Ưu điểm và nhược điểm của giao thức định tuyến DSR.
- 542.5 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV.
- 582.5.4 Quản lý bảng định tuyến.
- 652.5.9 Ưu điểm và nhược điểm của giao thức định tuyến AODV.
- 662.6 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DYMO.
- THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ VÀ MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỘNG TRONG MÔ PHỎNG MẠNG AD HOC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC MẠNG AD HOC.
- 693.1.1 Thông số đánh giá chất lượng.
- Phần tải thông tin định tuyến.
- Thông số di chuyển.
- 72Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 7 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến 3.2 MÔ HÌNH DI CHUYỂN MÔ PHỎNG MẠNG AD HOC.
- ĐÁNH GIÁ TỶ LỆ NHẬN GÓI CHO CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN MẠNG AD HOC DÙNG OMNET GIỚI THIỆU CHUNG VỀ OMNET.
- 804.2.3 Đánh giá tỉ lệ nhận gói theo thời gian dừng.
- 854.2.4 Đánh giá tỉ lệ gói nhận theo tốc độ phát gói.
- 874.2.5 Đánh giá và kết luận.
- 89KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT PHỤ LỤC Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 8 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình Ad hoc gồm 4 nút mạng Hình 1.2 Các mô hình lưu lượng đối với môi trường không dây tùy biến Hình 1.3 Sự chia tách và hợp nhất các mạng con di động tùy biến Hình 1.4 Ứng dụng cho các dịch vụ khẩn cấp khi có thiên tai Hình 1.5 Ứng dụng trong các hội nghị Hình 1.6 Ứng dụng cho home networking Hình 1.7 Ứng dụng cho mạng cá nhân Hình 1.8 Ứng dụng cho mạng xe cộ Hình 1.9 Thách thức vấn đề trạm ẩn/hiện Hình 2.1 Hệ tọa độ cơ bản mô tả trường mạng Ad Hoc Hình 2.2 Bảng phân loại các giao thức định tuyến trong AD HOC Hình 2.3 Quá trình phát tràn lan bản tin quảng bá Hình 2.4 Giao thức định tuyến OLSR Hình 2.5 Định dạng gói tin OLSR Hình 2.6 Quá trình khám phá tuyến Hình 2.7 Quá trình duy trì tuyến Hình 2.8 Cất giữ thông tin định tuyến nghe lỏm được Hình 2.9 Quá trình thu ngắn tuyến Hình 2.10 Định dạng DSR Options header Hình 2.11 Định dạng Route Request Option của DSR Hình 2.12 Định dạng Reply Option của DSR Hình 2.13 Định dạng Route Error Option của DSR Hình 2.14 Định dạng ACK Request Option của DSR Hình 2.15 Định dạng ACK Options của DSR Hình 2.16 Hình thành tuyến đường đi ngược Hình 2.17 Hình thành tuyến đường đi thuận Hình 2.18 Định dạng bản tin RREQ của AODV Hình 2.19 Định dạng RREP của AODV Hình 2.20 Định dạng RERR của AODV Hình 2.21 Định dạng RREP-ACK của AODV Hình 2.22 Khác nhau cơ bản giữa AODV và DYMO Hình 3.1 Mô hình di chuyển Random Waypoint Hình 3.2 Mô hình di chuyển hướng ngẫu nhiên Hình 4.1 Lược đồ xây dựng và chạy một chương trình mô phỏng OMNeT Hình 4.2 Quá trình gửi bản tin RREQ của DYMO Hình 4.3 Quá trình gửi bản tin RREP của DYMO Hình 4.4 Quá trình gửi gói tin dữ liệu của DYMO Hình 4.5 Quá trình gửi ACK báo nhận của DYMO Hình 4.6 Đánh giá tỷ lệ gói nhận được theo thời gian dừng Hình 4.7 Đánh giá tỉ lệ gói nhận của DSR theo tốc độ phát gói Hình 4.8 Đánh giá tỷ lệ gói nhận của AODV theo tốc độ phát gói Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 9 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến Hình 4.9 Đánh giá tỷ lệ gói nhận của OLSR theo tốc độ phát gói Hình 4.10 Đánh giá tỉ lệ gói nhận của DYMO theo tốc độ phát gói DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Bảng các biến trong thông số di chuyển Bảng 4.1 Bảng giá trị thông số đánh giá theo thời gian dừng Bảng 4.2 Bảng giá trị các thông số đánh giá theo tốc độ phát gói Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 10 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến CHƯƠNG 1.
- TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC VÔ TUYẾN Chương này trình bày các khái niệm tổng quan nhất về mạng Ad hoc, các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực cuộc sống của mạng Ad hoc.
- Đồng thời, đề cập đến các thách thức mà mạng Ad hoc đang phải đối mặt.
- 1.1 KHÁI NIỆM VỀ MẠNG AD HOC VÔ TUYẾN Mạng Ad hoc là tập hợp các node di động hoặc bán di động và không có cơ sở hạ tầng trước, chỉ là mạng tạm thời.
- Mỗi node mạng có 1 giao diện vô tuyến và giao tiếp với các node mạng khác thông qua sóng vô tuyến hoặc tia hồng ngoại.
- Máy tính xách tay và PDA là ví dụ về node mạng trong mạng Ad hoc.
- Node mạng trong mạng Ad hoc thông thường sẽ chuyển động nhưng cũng có những node đứng yên (ví dụ như điểm truy nhập internet - AP).
- Node mạng bán tự động được sử dụng như node chuyển tiếp tạm thời trong mạng.
- Hình 1.1 Mô hình Ad hoc gồm 4 nút mạng Trong Ad hoc không tồn tại khái niệm quản lý tập trung, nó đảm bảo mạng sẽ không bị sập vì trường hợp nút mạng di chuyển ra ngoài khoảng truyền dẫn của các nút mạng khác.
- Nút mạng có thể ra vào bất cứ lúc nào.
- Do khoảng truyền dẫn của nút mạng là hạn chế nên chúng trao đổi thông tin bằng phương pháp truyền gói tin qua nhiều bước (Multihops).
- Để làm được điều này, thì tất cả các nút mạng phải có khả Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 11 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến năng chuyển tiếp gói tin đến nút mạng khác, do vậy tất cả các nút mạng trong Ad hoc có thể hoạt động như máy trạm và router.
- Nên nút mạng có thể bao gồm một router và một máy trạm liên kết với nhau.
- Một router thực hiện các giao thức định tuyến, máy trạm di động có địa chỉ IP.
- Các node trong mạng Ad hoc có khả năng hoạt động như các bộ định tuyến theo yêu cầu.
- Ad hoc cũng có khả năng thực hiện thay đổi về cấu hình mạng và khắc phục sự cố của nút mạng thông qua thủ tục cấu hình lại mạng.
- Các giao thức định tuyến có cơ chế tự phát hiện các thay đổi về định tuyến thông qua các thuật toán định tuyến thông thường như vector khoảng cách và trạng thái các liên kết.
- Nếu nút mạng rời khỏi mạng sẽ gây ra sự cố liên kết, nút mạng bị ảnh hưởng có thể yêu cầu đường định tuyến mới và vấn đề sẽ được giải quyết.
- Điều này sẽ gây ra trễ trên mạng, tuy nhiên với người sử dụng Ad hoc vẫn hoạt động bình thường.
- Một đăc điểm khác của các nút mạng trong Ad hoc bị giới hạn về khả năng của CPU, bộ nhớ, dung lượng pin và băng thông.
- Thiết bị truy nhập, môi trường vô tuyến cũng có các đặc điểm đặc biệt mà người thiết kế cần lưu tâm khi đưa ra các giao thức định tuyến cho Ad hoc.
- Ví dụ: các liên kết một chiều, nó xuất hiện trong trường hợp hai nút mạng có công suất phát khác nhau nên có khoảng truyền dẫn khác nhau, chỉ cho phép một nút mạng nghe nút mạng kia.
- Liên kết một chiều chỉ có trong Ad hoc, không tồn tại trong mạng tế bào.
- Phương pháp định tuyến nhiều bước trong môi trường vô tuyến có thể cho kết quả về khả năng truyền dẫn và công suất do mối quan hệ bình phương giữa năng lượng phát ra theo yêu cầu và tổng năng lương.
- Hay nói cách khác, sử dụng phương pháp định tuyến nhiều bước thì các nút mạng có thể tiết kiệm được năng lượng phát ra.
- Ad hoc có nhiều ưu điểm của mạng truyền thông vô tuyến thông thường, liên kết giữa các nút mạng được hình thành ngay khi chúng nằm trong khoảng truyền dẫn của Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 12 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến nhau.
- Với việc khám phá công nghệ mạng Ad hoc, những thiết bị cầm tay đủ chủng loại (điện thoại di động, máy tính xách tay, máy nhắn tin) và các thiết bị cố định (trạm vô tuyến cơ sở, các điểm truy cập Internet không dây) có thể được kết nối với nhau, tạo thành mạng toàn cầu, khắp mọi nơi.
- 1.2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG AD HOC 1.2.1 Tính không đồng nhất của các thiết bị Các thiết bị trong Ad hoc có thể tồn tại ở nhiều dạng với chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau đáng kể.
- Tính không đồng nhất này có thể ảnh hưởng đến chất lượng truyền thông và việc thiết kế các giao thức truyền thông.
- Mỗi một thiết bị trong mạng có thể hoạt động như là một máy chủ hoặc một nhà cung cấp dịch vụ tùy thuộc khả năng tính toán, bộ nhớ, lưu trữ và nguồn nuôi.
- 1.2.2 Các đặc trưng lưu lượng trong Ad hoc Truyền thông tùy biến xảy ra theo nhiều dạng khác nhau (hình 1.2): đối với một cặp nút, việc truyền thông sẽ xảy ra giữa chúng qua 1 khoảng thời gian đến khi kết thúc phiên giao tiếp hay một trong các nút đã dịch chuyển đi xa.
- Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 13 Đánh giá các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc vô tuyến Hình 1.2 Các mô hình lưu lượng đối với môi trường không dây tùy biến 1.2.3 Các kiểu truyền thông trong Ad hoc Các máy chủ di động trong Ad hoc có thể giao tiếp qua các đồng cấp trung gian của chúng (tức là các máy chủ ngang hàng) và cả giao tiếp chặng vô tuyến đơn từ xa.Tuy nhiên, nếu có hơn 3 nút trong dải vô tuyến thì xảy ra truyền thông nút di động ở xa.
- 1.2.5 Các hình thức chuyển động của các nút trong một tuyến Một tuyến đường trong Ad hoc bao gồm 1 nút nguồn (gọi là nút SRC), 1 nút đích (gọi là nút DEST), và 1 hay nhiều nút trung gian (gọi là nút IN).
- Một nút SRC có tuyến luồng xuống (downstream) nếu chuyển động ra khỏi dải phủ sóng vô tuyến của nút lân cận nó thì tuyến hiện tại ngay lập tức sẽ không còn đúng nữa.
- Trần Mạnh Hùng ĐT1CH09 14

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt