Các giao thức định tuyến trong mạng MANET

- Các giao thức định tuyến trong mạng MANET.
- Các đặctính riêng biệt của kiến trúc MANET đã đặt ra một loạt các thách thức đối với bài toán định tuyến.
- Bài báo tóm tắt đặc tính cơ bản của giao thức định tuyến trong mạng MANET, khảo sát các so sánh giữa một số giao thức định tuyến điển hình.
- Kiểu mạng không phụthuộc hạ tầng còn được gọi chung là các mạng tùy biến di động MANET (MobileAdhoc Networks) [1,2], MANET là một tập của các node không dây có thể tự thiếtlập cấu hình động để trao đổi thông tin mà không phụ thuộc vào hạ tầng cố định, cáckết nối truyền thông trong MANET được thiết lập qua các liên kết không dây đa bước.
- Trong cáchướng đó, vấn đề cải thiện kỹ thuật định tuyến luôn được đặt ra hàng đầu, do kỹ thuậtđịnh tuyến luôn được coi là yếu tố then chốt ảnh hưởng tới hiệu năng mạng truyềnthông nói chung và mạng MANET nói riêng.
- Thêm vào đó, do tính phức tạp và đặctính truyền thông đa bước trong môi trường truyền dẫn không dây nên hàng loạt cácvấn đề phức tạp liên quan tới kỹ thuật định tuyến vẫn chưa được giải quyết triệt để vàđang được tiếp tục cải thiện.
- CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN MANET Vấn đề luôn được đặt ra đối với các mạng MANET chính là phương pháp gửi thôngtin giữa các node không có liên kết trực tiếp, khi mà các node trong mạng di chuyểnkhông theo các dự đoán và dẫn tới cấu hình mạng thường xuyên thay đổi.
- Vì vậy, cáctiếp cận định tuyến trong các mạng cố định truyền thống không thể áp dụng được đốivới các mạng tùy biến di động không dây.
- Một phương pháp phổ biến để phân biệtcác giao thức định tuyến trong mạng MANET dựa trên cách thức trao đổi thông tinđịnh tuyến giữa các node theo phương pháp này, các giao thức định tuyến được chia thành: định tuyến theo bảng, định tuyến theo yêu cầu và định tuyến lai ghép (hình 1).Sự khác biệt của các giao thức này xuất phát từ tính chuyên biệt đối với các khía cạnhđịnh tuyến như phương pháp tìm đường ngắn nhất, thông tin tiêu đề định tuyến hayđặc tính cân bằng tải, v..v.
- Hình 1: Phân loại các giao thức trong MANET 2.1 Các giao thức định tuyến theo bảng Trong phương pháp định tuyến theo bảng, các node trong mạng MANET liên tụcđánh giá các tuyến tới các node để duy trì tính tương thích, cập nhật của thông tinđịnh tuyến.
- Vì vậy, một node nguồn có thể đưa ra một đường dẫn định tuyến ngay lậptức khi cần.
- Trong các giao thức định tuyến theo bảng, tất cả các node cần duy trìthông tin về cấu hình mạng.
- Hầu hết các giao thức định tuyến theo bảngđều kế thừa và sửa đổi đặc tính tương thích từ các thuật toán chọn đường dẫn ngắnnhất trong các mạng hữu tuyến truyền thống.
- Các thuật toán định tuyến theo bảngđược sử dụng cho các node cập nhật trạng thái mạng và duy trì tuyến bất kể có lưulượng hay không.
- Vì vậy, tiêu đề thông tin để duy trì cấu hình mạng đối với các giaothức này thường là lớn.
- Một số giao thức định tuyến điển hình theo bảng trongMANET gồm: Giao thức định tuyến không dây WRP (Wireless Routing Protocol),định tuyến vector khoảng cách tuần tự đích DSDV (Destination Sequence DistanceVector), định tuyến trạng thái tối ưu liên kết OLSR (Optimized Link State Routing),định tuyến trạng thái góc rộng (fisheye (Fisheye State Routing), v.v.
- 2.2 Các giao thức định tuyến theo yêu cầu Trong phương pháp định tuyến theo yêu cầu, các đường dẫn được tìm kiếm chỉ khicần thiết, hoạt động tìm tuyến bao gồm cả thủ tục xác định tuyến.
- Trong mạng MANET, các tuyến hoạt động có thểngừng do tính di động của node.Vì vậy, thông tin duy trì tuyến là tối quan trong đối với các giao thức định tuyến theoyêu cầu.
- So với các giao thức định tuyến theo bảng, các giao thức định tuyến theo yêucầu thường có tiêu đề trao đổi thông tin định tuyến nhỏ hơn.
- Vì vậy, về mặt nguyêntắc, các giao thức này có khả năng mở rộng tốt hơn đối với các giao thức định tuyếntheo bảng.
- Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất của các giao thức định tuyến theo yêu cầu là trễdo tìm kiếm tuyến trước khi chuyển tiếp thông tin dữ liệu.
- Ví dụ về một số giao thứcđịnh tuyến theo yêu cầu gồm: giao thức định tuyến nguồn động DSR (DynamicSource Routing), giao thức định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV (Adhoc On- demand Distance Vector routing) và giao thức định tuyến theo thứ tự tạmthời TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm).
- 2.3 Giao thức định tuyến lai ghép Các giao thức định tuyến lai ghép được đề xuất để kết hợp các đặc tính ưu điểm củacác giao thức định tuyến theo bảng và theo yêu cầu.
- Thông thường, các giao thức địnhtuyến lai ghép MANET được sử dụng trong kiến trúc phân cấp.
- Các giao thức địnhtuyến theo bảng và theo yêu cầu được triển khai trong các cấp thích hợp.
- Một số ví dụvề giao thức định tuyến lai ghép: giao thức định tuyến vùng ZRP (Zone RoutingProtocol), giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa trên vùng ZHLS (Zone-basedHierarchical Link State routing) và giao thức định tuyến mạng tùy biến lai HARP(Hybrid Ad hoc Routing Protocol), v.v.
- SO SÁNH CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN MANET Do tính phức tạp và quan trọng của giao thức định tuyến trong mạng MANET nênvấn đề so sánh và đánh giá giao thức định tuyến đã được sự quan tâm của rất nhiềunhà nghiên cứu.
- Việc so sánh và đánh giá tất cả các giao thức với tất cả các khía cạnhđược coi là không có tính khả thi.
- Vì vậy, một số hướng đánh giá giao thức đã đượchình thành trong những năm gần đây và được chia thành hai hướng so sánh: các giaothức trong cùng một kiểu định tuyến và khác kiểu.
- 3.1 So sánh các giao thức định tuyến cùng kiểu Đối với tiếp cận này, các tiêu chí đánh giá thường được đưa ra là: Độ phức tạp giaothức gồm độ phức tạp thời gian, truyền thông và lưu trữ thông tin.
- Tuy nhiên, đối với một số kiểu giao thức định tuyến cụ thể,các tiêu chí trên thường được cụ thể hóa trong các tham số tới hạn.
- Ví dụ như, đối vớicác giao thức định tuyến theo bảng, tiêu đề điều khiển và đặc tính không lặp vòng làhai vấn đề quan trọng nhất.
- Trong khi đó, các giao thức định tuyến theo yêu cầu lạitập trung vào các vấn đề trễ xử lý tuyến và lượng tài nguyên tiêu thụ.
- So sánh các giao thức định tuyến theo bảng Các giao thức định tuyến WRP, DSDV và FSR là các dạng điển hình của kiểu giaothức định tuyến theo bảng.
- Các so sánh, đánh giá được thực hiện theo các tiêu chí trêncác khía cạnh cơ bản như: phương pháp cập nhật thông tin định tuyến, kỹ thuật chốnglặp vòng và độ phức tạp giao thức.
- Phương pháp cập nhật thông tin định tuyến: Các giao thức định tuyến WRP, DSDVvà FSR đều là giao thức định tuyến theo bảng nhưng có các đặc tính cập nhật khácnhau.
- Giao thức WRP và DSDV sử dụng phương pháp cập nhật theo sự kiện để duytrì thông tin định tuyến, trong khi đó FSR chỉ trao đổi thông tin giữa các node lân cậnvà tần suất phụ thuộc vào khoảng cách các node.
- Vì vậy, FSR có lượng thông tin cậpnhật ít hơn hai giao thức trên.
- Kỹ thuật chống lặp vòng: Kỹ thuật chống lặp của các giao thức điện thoại theo bảngWRP, DSDV và FSR là khác nhau.
- WRP ghi lại thông tin các node liền kề dọc đườngdẫn định tuyến trong bảng định tuyến của các node.
- Vì vậy, WRP tránh được lặp vòngnhưng phải bổ sung thông tin trong tiêu đề.
- Độ phức tạp giao thức: Độ phức tạp thông tin và thời gian của ba giao thức WRP,DSDV và FSR là tương tự nhau.
- Khả năng mở rộng: Đặc tính di động của các node và sự ảnh hưởng tới khả năng mở rộng của các giao thức định tuyến trong mạng MANET được đánh giá trong [7].
- Vớimô hình lưu lượng tải cao, giao thức AODV có hiệu năng tốt hơn OLSR và TORA.Thêm vào đó, khi số lượng node tăng và mức độ nghẽn mạng lớn thì tỷ lệ chuyển phátthành công các gói tin của AODV tốt hơn OLSR và TORA.
- Khía cạnh hiệu năng: Trên khía cạnh phân tích hiệu năng của các giao thức địnhtuyến MANET, bài báo [8] so sánh các giao thức OLSR, DSR và AODV trong môitrường lưu lượng tự tương đồng gồm: tốc độ bit cố định CBR (Constant Bit Rate),theo phân bố Pareto và hàm mũ.
- Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu năng DSR tăng lênđối với tỷ số chuyển phát gói tin, hiệu năng của OLSR giảm xuống khi tải cao và tínhđộng của các node tăng.
- Nói cách khác, giao thức AODV cung cấp giá trị hiệu năngtrung bình tốt nhất trong ba giao thức trên.Trên mô hình đề xuất bởi [7] chúng tôi đã xây dựng mô hình mô phỏng tương tự vớicác bổ sung về mô hình di chuyển của các node.
- Các kết quả mô phỏng về thônglượng, tải, độ trễ của các giao thức định tuyến đã đạt được kết quả tương tự [7].
- KẾT LUẬN Các giao thức định tuyến MANET hiện vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và cảithiện.
- Trên cơ sở các giao thức định tuyến đã đề xuất, một loạt các khía cạnh liênquan tới vấn đề định tuyến như: chất lượng dịch vụ, hiệu năng mạng, kịch bản ứngdụng vẫn đang là các vấn đề mở.
- Vì vậy, để xác định tính tương thích và khả năngtriển khai của giao thức định tuyến, việc so sánh và đánh giá giao thức cần có thêmcác mô hình và kịch bản ứng dụng tiếp cận được các điều kiện thực tiễn.

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