- Tuy nhiên, hiện nay mạng MANET vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi và đang được thúc đẩy nghiên cứu nhằm cải tiến hơn nữa các giao thức định tuyến để mạng đạt được hiệu quả hoạt động tốt hơn. - Khóa luận nghiên cứu ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong mạng MANET. - Bằng những kiểm chứng thông qua mô phỏng, khóa luận đưa ra các nhận xét, đánh giá về hiệu suất mạng đối với từng giao thức định tuyến cụ thể khi các nút mạng chuyển động với tốc độ và hướng đi thay đổi.. - GIAO THỨC MAC CỦA MẠNG LAN VÀ WLAN. - Chuẩn 802.3 và giao thức CSMA/CD. - Chuẩn 802.11 và giao thức CSMA/CA. - MẠNG MANET VÀ BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN. - Vấn đề định tuyến trong mạng MANET. - 173.2.1 Các thuật toán định tuyến truyền thống. - Các yêu cầu chính đối với việc định tuyến trong mạng MANET. - Phân loại các kỹ thuật định tuyến. - Định tuyến chủ ứng và phản ứng. - Định tuyến nguồn và định tuyến theo chặng. - Các giao thức định tuyến chính trong mạng MANET. - ĐÁNH GIÁ BẰNG MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN. - Thực hiện mô phỏng các giao thức định tuyến. - Đánh giá ảnh hưởng của sự chuyển động của nút mạng đến hiệu suất của các giao thức định tuyến. - 11Hình 4: Chu trình hoạt động của giao thức CSMA/CD (bên gửi). - 13Hình 5: Chu trình hoạt động của giao thức CSMA/CA (bên gửi). - 14Hình 6: Hoạt động lắng nghe kênh truyền của giao thức CSMA/CA. - 22Hình 7: Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET. - 27Hình 12: Định tuyến nguồn động (DSR). - Khóa luận tập trung đi sâu nghiên cứu về mạng MANET, kết hợp phân tích trên lý thuyết cùng thực nghiệm mô phỏng để tìm ra và đánh giá ảnh hưởng sự di động của các nút mạng ở các mức độ khác nhau đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến. - Tìm hiểu sâu về mạng MANET, trong đó chủ yếu xem xét tới các giao thức định tuyến. - Xây dựng môi trường mô phỏng, đưa các giao thức định tuyến trong mạng MANET vào mô phỏng thông qua NS-2. - Đánh giá ảnh hưởng sự chuyển động của các nút mạng đến hiệu suất của các giao thức định tuyến DSDV, AODV và DSR bằng bộ mô phỏng mạng NS-2. - Khả năng kiểm tra tính ổn định của các giao thức mạng đang tồn tại.. - Khả năng đánh giá các giao thức mạng mới trước khi đưa vào sử dụng.. - Các giao thức mạng như: TCP, UDP. - Các thuật toán định tuyến như: Dijkstra, Distance Vector, Link State…. - Chương 4: Từ các kết quả thực nghiệm mô phỏng chúng tôi đánh giá ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong mạng MANET. - GIAO THỨC MAC CỦA MẠNG LAN VÀ WLAN 2.1. - Chuẩn 802.3 và giao thức CSMA/CD 2.2.1. - Giao thức CSMA/CD. - 2.3.1 Giao thức CSMA/CA. - Vấn đề định tuyến trong mạng MANET 3.2.1 Các thuật toán định tuyến truyền thống Các giao thức định tuyến truyền thống thường sử dụng hai giải thuật. - để tự xây dựng bảng định tuyến riêng cho mình. - Việc sử dụng các giao thức định tuyến truyền thống trong mạng MANET sẽ dẫn đến rất nhiều vấn đề trở ngại cần giải quyết. - Tiêu tốn năng lượng nguồn nuôi cho các cập nhập định kỳ như trong giao thức định tuyến Distance Vector. - Các yêu cầu chính đối với việc định tuyến trong mạng MANET Các giao thức định tuyến trong mạng MANET cần đảm bảo. - Lúc này tô-pô mạng là cố định không thay đổi nên các giao thức định tuyến chỉ cần gửi các cập nhật khi có yêu cầu hoặc mạng thay đổi như việc một nút nào đó tắt kết nối.. - Do đó khi thiết kế các giao thức định tuyến cần phải có phương pháp để phát hiện được và ngăn chặn các loại tấn công.. - Phân loại các kỹ thuật định tuyến 3.2.3.1. - Thuật toán định tuyến vector khoảng cách (distance-vector routing protocols) Thuật toán này dùng thuật toán Bellman-Ford, trong đó chỉ định một con số, gọi là chi phí (hay trọng số), cho mỗi một liên kết giữa các nút trong mạng. - Thuật toán định tuyến trạng thái kết nối (Link-state routing protocols). - So sánh các thuật toán định tuyến. - Các giao thức định tuyến theo thuật toán vector khoảng cách đơn giản và hiệu quả hơn trong các mạng nhỏ, đòi hỏi ít (nếu có) sự giám sát. - Ưu điểm chính của định tuyến bằng trạng thái kết nối là phản ứng nhanh nhạy hơn, và trong một khoảng thời gian có hạn, đối với sự thay đổi kết nối. - Định tuyến chủ ứng và phản ứng Các giao thức định tuyến trong mạng MANET được người ta phân chia thành các loại: định tuyến chủ ứng (proactive), định tuyến phản ứng (reactive) và định tuyến lai ghép giữa hai loại trên. - Các giao thức định tuyến chủ ứng sử dụng phương pháp phát tràn (Floading) để quảng bá thông tin tới các thiết bị. - Giao thức định tuyến trạng thái liên kết tối ưu OLSR (Optimized Link State Routing) và giao thức định tuyến vector khoảng cách tuần tự đích DSDV (Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing) là hai ví dụ của giao thức định tuyến chủ ứng. - Các giao thức định tuyến phản ứng thiết lập tuyến dựa theo từng yêu cầu kết nối. - Hai giao thức phản ứng điển hình là giao thức định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV (On-demand Distance Vector Routing) và giao thức định tuyến định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing). - Một khi xảy ra lỗi tại nút, các giao thức định tuyến thường khôi phục đường dẫn bằng phương pháp thiết lập tuyến mới. - Với định tuyến nguồn, toàn bộ thông tin về đường đi tới đích được đặt trong trường tiêu đề của gói tin dữ liệu, các nút trung gian chỉ việc chuyển tiếp gói tin theo đường trong tiêu đề. - Nút tiếp theo lại chuyển tiếp gói tin đến đích theo những chặng mà nó biết dựa vào bảng định tuyến của nó. - Các giao thức định tuyến chính trong mạng MANET Hình 7: Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET 3.3.1. - Truyền thông tin định tuyến: Thông tin định tuyến được gửi quảng bá (broadcast) tới tất cả các nút hàng xóm liền kề nó. - Để tránh lặp định tuyến DSDV gắn số thứ tự chẵn cho mỗi đường. - Thông điệp này bao gồm toàn bộ thông tin định tuyến mà nút đó biết đến thời điểm đó. - Dựa vào bảng định tuyến này nó có thể tự tính được đường đi tới các nút khác dựa vào thuật toán tìm đường đi ngắn nhất. - Trong bảng định tuyến nút lưu trữ thông tin định tuyến tới tất cả các nút khác trong mạng. - AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector) là giao thức dựa trên thuật toán vector khoảng cách. - Trong suốt quá trình chuyển tiếp RREQ, các nút trung gian ghi vào Bảng định tuyến của chúng địa chỉ của các nút lân cận từ khi nhận được bản sao đầu tiên của gói quảng bá, theo đó thiết lập được một đường dẫn theo thời gian. - Giao thức DSR (Dynamic Source Routing) là một giao thức định tuyến phản ứng từ nút nguồn. - Hình 12: Định tuyến nguồn động (DSR). - Để thực hiện được điều này, các nút cần duy trì thông tin định tuyến về các nút kế cận (chỉ một chặng). - ĐÁNH GIÁ BẰNG MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 4.1. - Do còn nhiều giới hạn về tài nguyên nên các giao thức định tuyến trong mạng MANET cần phải đảm bảo việc sử dụng hiệu quả các tài nguyên hạn chế này. - Chúng tôi sử dụng các độ đo sau để đánh giá hiệu suất hoạt động của các giao thức định tuyến khi các nút mạng thay đổi về hướng và tốc độ di chuyển:. - Thời gian phản ứng của các giao thức định tuyến: Là thời gian tính từ thời điểm nút nguồn có nhu cầu truyền tới khi bắt đầu truyền dữ liệu. - Thời gian. - làm input cho đoạn mã perl do tôi xây dựng để tính: Tỷ lệ phân phát gói tin thành công, thời gian phản ứng của các giao thức định tuyến, thông lượng. - Điều này rất hữu ích trong trường hợp nghiên cứu quá trình định tuyến giữa các nút ở xa nhau. - Nó thể hiện chính xác các ngữ cảnh có thể của mạng và góp phần quyết định tính đúng đắn của việc đánh giá hiệu suất của các giao thức định tuyến trước khi mang ra triển khai thực tế. - Các nguồn phát sinh lưu lượng sử dụng giao thức FTP để truyền.. - Random Walk: Mô hình này các nút di chuyển liên tục, không có thời gian tạm dừng nên đương nhiên với thời gian mô phỏng 600s là đủ để đánh giá các giao thức định tuyến khi tô-pô mạng thay đổi liên tục.. - Thực hiện mô phỏng các giao thức định tuyến 4.3.1. - Time_of_connection_setup.pl: Dùng để tính thời gian phản ứng của các giao thức định tuyến từ thời điểm nút nguồn có nhu cầu truyền đến khi bắt đầu truyền dữ liệu.. - Tốc độ Giao thức. - Bảng 10: Tỷ lệ phân phát gói tin thành công - Random Waypoint Tốc độ Giao thức. - Đánh giá ảnh hưởng của sự chuyển động của nút mạng đến hiệu suất của các giao thức định tuyến Thông qua tập các cấu hình mạng mô phỏng được xây dựng ở trên, chúng tôi tiến hành mô phỏng, phân tích, khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút đến hiệu suất của ba giao thức định tuyến điển hình trong mạng MANET là: DSDV, AODV và DSR. - Các kết quả so sánh được bao gồm: kết quả về tỷ lệ phân phát gói tin thành công và thời gian phản ứng của các giao thức định tuyến (Thời gian thiết lập kết nối). - Các giao thức cũng có tỷ lệ phân phát gói tin thành công là rất cao như trong mô hình Radom Waypoint. - Nhưng khi các nút mạng chuyển động nhanh hơn với vận tốc từ 5m/s tới 10m/s thì lúc này có sự phân hóa rõ rệt giữa các giao thức định tuyến. - Khi các nút mạng chuyển động nhanh hơn dẫn tới tô-pô mạng cũng thay đổi một cách liên tục thì hai giao thức còn lại: DSR và AODV phải cần tới một khoảng thời gian từ 3 đến 5s cho việc thiết lập kết nối. - Khóa luận đã trình bày các kết quả khảo sát đánh giá về ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET. - Cụ thể chúng tôi đã xem xét chi tiết hoạt động của ba giao thức định tuyến điển hình là: DSDV, AODV và DSR. - Các giao thức này có các giải thuật định tuyến khác nhau: DSDV là giao thức chủ ứng dựa trên thuật toán vector khoảng cách. - AODV là giao thức phản ứng dựa trên bảng vector khoảng cách. - DSR là giao thức phản ứng dựa trên giải thuật chuyển tiếp đa điểm (Multi-Point Relay MPR). - Hướng phát triển của đề tài Do hạn chế về mặt thời gian nên khóa luận chỉ tập trung nghiên cứu kỹ ba giao thức định tuyến điển hình: DSDV, AODV và DSR. - Các giải pháp định tuyến tối ưu trong mạng di động không dây tuỳ biến. - Định tuyến trong mạng kết nối hình lưới WLAN. - Đánh giá hiệu suất bằng mô phỏng các thuật toán định tuyến trong mạng đặc biệt di động MANET. - Nguyên cứu một số giao thức truy cập môi trường truyền trong mạng LAN 802.11. - Cờ yêu cầu định tuyến. - Cờ trả lời định tuyến. - Định tuyến nguồn của nút nguồn. - Định tuyến nguồn của nút đích