BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG DSR, GIẢI PHÁP ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY WMN Sinh viên thựchiện: VŨ ĐỨC HÙNG MSSV:02DHTH086 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC QUANG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2008 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG DSR, GIẢI PHÁP ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY WMN NỘI DUNG  GIỚI THIỆU  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Đầuchương ta nêu bậtlênnhững ưu điểmcũng như những đặc thù củamạng hình lưới không dây (WMN: Wireless Mesh Network) so với các công nghệ mạng không dây khác. Tiếp đến ta tìm hiểunhững thách thứcvề kiến trúc, và việc ứng dụng các công nghệ vậtlímàWMN đặt ra khi thiếtkế và triển khai WMN trong thựctiễn. Cuốichương ta sẽ lướtsơ qua một vài mô hình ứng dụng củamạng WMN trong thựctế  CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT Ta sẽ tìm hiểusâuhơnvề các kiếntrúccủamạng hình lưới không dây như: mạng Backbone-WMN, mạng Backbone-WMN vớingườisử dụng cuối….vànêuramộtvài cấuhìnhmạng cơ bản. Đặcbiệttasẽ tìm hiểuvề hai chuẩncôngnghệ phổ biếnhiệnnay trong WMN là chuẩn IEEE802.11s dành cho mạng không dây cụcbộ (WLAN) và chuẩn IEEE801.16 dành cho mạng không dây đôthị (WMAN). Mộtphần không thể thiếu để đảmbảosự hoạt động củamạng đólàgiaothứcmạng, chương này ta sẽ tìm hiểuhailoại giao thức định tuyếncơ bản đượcsử dụng trong WMN là giao thức định tuyếntheoyêu cầu (reactive) và giao thứđịnh tuyếntheobảng ghi (proactive) và mộtloạigiaothứclai củahailoạigiaothứcnàyđólàHWMP. Cuốichương ta sẽ thảoluậnmộtvấn đề nóng bỏng đó là an ninh, bảomậttrongtruyền thông của các mạng không dây tùy biến ngày nay, đặcbiệtlàmạng hình lưới không dây. NỘI DUNG (TT)  CHƯƠNG 3: GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN Chương này ta sẽ tập trung vào tìm hiểugiaothức định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing), giải pháp định tuyến cho mạng hình lưới không dây WMN. Tìm hiểuvề hai cơ chế hoạt động củagiaothức: cơ chế phát hiện đường truyền (RD: Route Discovery) và cơ chế duy trì đường truyền (RM: Route Maintenace). Trong mỗicơ chế ta sẽ tìm hiểunhững đặc điểm riêng biệtcủatừng cơ chế, và sự tác động tương hổ củacácđặc điểm này, để hai cơ chế có thể phối hợphoạt động với nhau một cách có hiệuquả, và trở thành hai động cơ mạnh mẻ cấu thành giao thức. Ngoài ra, ta sẽ tìm hiểuthêmvề các đặc điểmmở rộng của giao thức DSR như: các khái niệmvề cấutrúcdữ liệu trong việctruyền các thông điệp định tuyến, việcmở rộng trạng thái lưulượng củagiaothức Liệtkêmộtvài các hằng số và biếncấuhình củagiaothức.  CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM. Ta sẽ xây dựng mộtkịch bảnmôphỏng mộtmạng hình lưới không dây WMN trong thựctiễnsử dụng giao thứctruyền thông DSR làm giao thức định tuyến. Và ta sẽ minh họa mô hình này trên công cụ mô phỏng giao thứcmạng NS2 (Network Simulator version 2).  KẾT LUẬN GIỚI THIỆU  Sự phát triểncủa các thiếtbị hổ trợ công nghệ không dây: PDA, laptop…  Yêu cầuvề việcmở rộng mạng và thay đổi công nghệ không dây.  Công nghệ WiMAX: Với ưu điểmvề tốc độ truyền cao và phạmvi phủ sóng rộng, WiMAX là lựachọnsố một cho các ứng dụng mạng không dây có số lượng ngườisử dụng lớn, cung cấp đồng thời nhiềudịch vụ khác nhau (thoại, video, Internet) trên cùng một đường truyền không dây. Tuy nhiên, với các ứng dụng mạng có phạmvi vừavànhỏ, công nghệ WiMAX không phảilàmộtgiải pháp phù hợp do giá thành thiếtbịđầucuối cao, chi phí thiếtlậpmạng lớn.  Công nghệ WLAN (Wireless LAN): Trong các ứng dụng mạng không dây phạmvi vừa và nhỏ, công nghệ WLAN (IEEE 802.11) vẫnlàmộtgiải pháp hoàn toàn phù hợpvềđặc điểmkỹ thuậtcũng như chi phí sử dụng. Tuy nhiên, do hạnchế về tầmphủ sóng, công nghệ WLAN truyềnthống không thểđáp ứng được các ứng dụng cầnmở rộng mạng.  Công nghệ WMN (Wireless Mesh Network): Kỹ thuậtmạng hình lưới không dây WMN có thểđược coi là mộtgiải pháp tốt cho vấn đề đặt ra, nhằmmở rộng phạmvi phủ sóng cho các mạng WLAN chuẩn. Dựatrêncácthiếtbị có sẵncủa WLAN cùng vớimột số cảitiếnvề cả phầncứng, phầnmềm; xây dựng giao thứctruyền thông mới, kỹ thuật mạng hình lưới không dây có thể cảithiện đáng kể tầmphủ sóng củamạng ban đầu. Với các ưu điểmnhư: có khả năng tự tổ chức, tự cấu hình, tự hàn gắn, triển khai nhanh chóng, bảotrìdể dàng, chi phí thấp, và dịch vụđáng tin cậy GIỚI THIỆU (tt)  Thành phầnWMN:WMN bao gồm các client mắtlưới và các router mắtlưới, trong đó các router mắtlưới đóng vai trò như mộttrụcxương sống/cơ sở hạ tầng không dây và liên kếtvới các mạng có dây để cung cấpsự kếtnối internet không dây đa hop cho các client mắtlưới.  Ứng dụng WMN: công nghệ mạng hình lưới không dây cũng rấtcótiềmnăng ứng dụng và hổ trợ trong các lĩnh vựcnhư: mạng tế bào, mạng gia đình, mạng doanh nghiệp, mạng truyền thông và các mạng hệ thống vậntải thông minh.  Giao thức định tuyếnnguồn động DSR (Dynamic Source Routing): với ưu điểm đơn giản, hiệuquả cao, và tiếtkiệmbăng thông, đượcthiếtkếđặcbiệt để sử dụng trong mạng tùy biến không dây đa hop. Nó có khả năng tự tổ chức, tự cấu hình hoàn toàn mà không cầntớibấtkìsự quảntrị mạng hoặccơ sở hạ tầng nào.  Cơ chế hoạt động củaDSR:DSR hoạt động hoàn toàn theo yêu cầu (on-demand) và dựa trên hai cơ chế chính: phát hiện đường truyền (Route Discovery: RD) và duy trì đường truyền (Route Maintenance: RM).  Ưu điểmcủaDSR:giao thức cho phép nơigởilựachọnvàđiểu khiển các tuyến đường để tìm mộttuyến đường tốtnhất trong các tuyến đường phứchợpmànólưutrửđểđi đến đích, cho phép việctruyền cân bằng tải (load-balancing)… GIỚI THIỆU (tt)  Ngoài ra, nó còn hổ trợ các mạng chứa các liên kếtmộtchiều, hổ trợ các thuậttoán chống lặp định tuyến, sử dụng trạng thái mềm (soft state) trong định tuyến, và nhanh chóng phụchồitrướcnhững thay đổicủamạng (tăng số hop truy nhập, lỗi nút, lỗi định tuyến…). tấtcả các điểmtrênđã làm cho DSR trở nên mạnh mẽ, đáng tin cậyvàtrở thành mộtgiaothứcmạng đầyhứahẹn.  Mụctiêucủa đồ án: Nghiên cứuvề giao thức định tuyếnnguồn động DSR (Dynamic Source Routing), tìm hiểu được các cơ chế hoạt động củanóvàviệctriểnkhaithựctế củagiaothứctrêncácmạng hình lưới không dây WMN (Wireless Mesh Network). Nêu bậtlênđượcnhững khó khăn, thách thức trong việctriểnkhaivàthiếtkế kiếntrúc chomạng WMN. Đồng thờichỉ ra được những ưu điểm, đặcthùriêngbiệtcủa công nghệ mạng hình lưới không dây so với các loại mạng không dây truyềnthống khác. Cuối cùng ta sẽ cài đặtmộtmôhìnhđể minh họaviệc triển khai DSR trong mạng WMN trên công cụ mô phỏng mạng NS2 (Network Simulator version 2). MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY WMN. (WIRELESS MESH NETWORK) GIỚI THIỆU NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ ĐẶC THÙ CỦA WMN  GIỚI THIỆU:  WMNs bao gồmnhững máy khách (clients) mắtlưới và các router mắtlưới như trong hình bên. Trong cấu trúc này, thông qua các router mắtlướitĩnh dạng trụcxương sống (backbone) không dây, những máy khách mắtlướitruyxuất đến mạng internet(hoặcmộtmạng bấtkì được tích hợpvới WMN) có chấtlượng tốtnhư truy xuấttrựctiếpgiữacácmắt lướivới nhau  Thông qua các chứcnăng cầunối (bridge) và cổng vào (gateway) củacác router mắtlưới cho phép sự tích hợpcủa những mạng hình lưới không dây với những mạng không dây có sẳn khác, như mạng cảmbiến không dây, mạng wi-fi, và WiMax  ƯU ĐIỂM:  Sự tăng độ tin cậy.  Chi phí cài đặtthấp  Vùng phủ sóng rộng  Sự kếtnốimạng tựđộng NHỮNG VẦN ĐỀ ĐẶT RA VÀ THÁCH THỨC TRONG THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CHO WMN  Mặcdùso vớimạng không dây truyềnthống mạng hình lưới không dây mang lạimộtsốưu điểmnhưng vẫntồntạimộtvàivấn đề và thách thức được đặtrakhithiếtkế kiếntrúcmạng:  Sự lên kế hoạch mạng.  Sự dự phòng mạng.  Sự tích hợpmạng.  Khả năng thực thi và tích hợpcủa các mạng hỗntạp.  Sự an toàn mạng.  Khả năng thay đổi.  Kếtnốimạng tựđộng và khả năng tự cấu hình.  Những yêu cầuvề chấtlượng dịch vụ của các mạng hỗntạp.  Sự hỗ trợ về di động.  Các công cụ quảnlímạng. [...]... thẩm định quyền bởi các router khác Những kế hoạch thầm định quyền bằng mật mã vì thế bị phá vỡ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG DSR (DYNAMIC SOURCE ROUTING) TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG Giao thức định tuyến nguồn động (Dynamic Source Routing:DSR) là một giao thức định tuyến đơn giản và hiệu quả được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong mạng tùy biến không dây đa hop của những nút di động. .. là giao thức truyền thông và bảo mật mạng Giao thức định tuyến nguồn động (DSR) đã thể hiện được những ưu điểm nhất định của một giao thức truyền thông cho mạng không dây như: khả năng tự tổ chức, tự cấu hình, tiết kiệm băng thông (là một yếu tố cốt lỏi cho mạng không dây trong tình trạng băng thông vẫn chưa được mở rộng hiện nay)…nhưng nó cũng còn rất nhiều hạn chế như: thời gian trể cao (do định tuyến. .. xe ôtô có trang bị các thiết truyền thông không dây (PDA, Laptop…) như hình bên dưới ba xe ôtô này di chuyển ngẩu nhiên trong khu vực thành phố, có sự bao phủ của mạng hình lưới không dây WMN và mạng này sử dụng giao thức định tuyến nguồn động DSR làm giao thức định tuyến của mạng KỊCH BẢN MÔ PHỎNG (tt) Khi các ôtô di chuyển đến khu vực có sự bao phủ của mạng hoặc vùng lắng nghe (hearing range) được... TRONG WMN Công nghệ mạng hình lưới theo chuẩn IEEE802.11s Chuẩn IEEE802.11s nhằm định nghĩa tầng vật lí (PHY) và các giao thức tầng MAC (Media Access Control) cho mạng cục bộ không dây (WLAN) Chuẩn IEEE802.11s chia các nút thành hai lớp: những điểm hình lưới (MPs: Mesh Points) là những nút hổ trợ dịch vụ hình lưới không dây, như lựa chọn và chuyển tiếp định tuyến mắt lưới, trong khi những nút không. .. thông tin định tuyến hữu ích từ gói tin đó vào bộ lưu trử định tuyến của nó Phản hồi lại những yêu cầu định tuyến sử dụng bảng lưu trử các định tuyến Một nút nhận một yêu cầu định tuyến mà nó không phải là đích đến, nó sẽ tìm trong bảng lưu trử định tuyến của nó một tuyến đường tới đích của yêu cầu Nếu tìm thấy, nút sẽ trả về một phản hồi định tuyến tới nút nguồn chứ không chuyển tiếp yêu cầu định tuyến. .. của các nút xung quanh nút nguồn này sẽ không phát sinh các phản hồi định tuyến chứa cùng liên kết không hợp lệ về tuyến đường mà nút nguồn này đã nhận được lỗi dịnh tuyến MÔ HÌNH ỨNG DỤNG KỊCH BẢN MÔ PHỎNG Chúng ta sẽ dựa vào ứng dụng thực tiễn của mạng hình lưới không dây trong lĩnh vực giao thông công cộng để xây dựng mô hình mô phỏng ứng dụng của giao thức DSR trong mạng WMN của chúng ta.Giả sử rằng:... phản hồi định tuyến không có lí do” tới nơi gửi ban đầu của gói tin (nút A) Sự phản hồi định tuyến mang đến tuyến đường ngắn hơn tuyến đường nguồn ban đầu: (A-B-D-E) Sự truyền các thông điệp lỗi định tuyến Khi một nút nguồn nhận một lỗi định tuyến về gói dữ liệu mà nó đã khởi tạo, nút nguồn này truyền lỗi định tuyến này tới các hàng xóm của nó bằng chèn (piggybacking) nó vào yêu cầu định tuyến tiếp... nút trong mạng di chuyển hoặc tham gia hoặc rời mạng, và khi các điều kiện truyền không dây như là các nguồn nhiễu thay đổi, tất cả các tuyến đường được tự động xác định và duy trì bởi giao thức định tuyến DSR Giao thức DSR gồm có hai cơ chế chủ yếu làm việc với nhau cho phép khám phá và duy trì định tuyến nguồn trong mạng tùy biến: Phát hiện đường đi RD (Route Discovery): Là cơ chế tìm đường khi nút... di động (MMR), và tạo ra 802.16j TG Khác với kiểu hình lưới, kiểu MMR trong sự mở rộng IEEE802.16j tập trung vào cung cấp một cách có hiệu quả những kết nối chuyển tiếp đa hop giửa các trạm di động (MS)/các trạm thuê bao (SS) và trạm cơ bản (BS) với một topo hình cây ĐỊNH TUYẾN VÀ BẢO MẬT TRONG WMN Có rất nhiều giao thức định tuyến trong mạng di động không dây tuỳ biến Song nhìn chung có 2 phương thức. .. mắt lưới là những trạm (STAs) client thuần túy Ngoài ra những dịch vụ mắt lưới, điểm truy xuất hình lưới (Mesh Access Point: MAP) cũng cung cấp các dịch vụ truy xuất không dây Các trạm client ( STAs) thuần túy không tham gia trong WLAN hình lưới, nhưng chúng có thể liên kết với APs mắt lưới để kết nối tới những mạng hình lưới WLAN hình lưới có thể kết nối tới những mạng khác bằng cổng chính mắt lưới . THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG DSR (DYNAMIC SOURCE ROUTING) TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG.  Giao thức định tuyếnnguồn động (Dynamic Source Routing:DSR) là mộtgiaothức định tuyến đơngiảnvàhiệuquảđượcthiếtkếđặcbiệt. MSSV:02DHTH086 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC QUANG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2008 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG DSR, GIẢI PHÁP ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY WMN NỘI DUNG  GIỚI THIỆU  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Đầuchương. CÔNG NGHỆ THÔNG TIN o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NGUỒN ĐỘNG DSR, GIẢI PHÁP ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY WMN Sinh viên thựchiện: VŨ ĐỨC HÙNG MSSV:02DHTH086 GVHD: Th.S