Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Nội dung khóa luận Ngày nay, mạng không dây đời sống người ngày đóng vị trí quan trọng Trong số mạng không dây, mạng adhoc quan tâm cách đặc biệt Không giống mạng có dây truyền thống hay mạng không dây có sơ sở hạ tầng, với tính linh động cao, dễ dàng thiết lập nên mạng adhoc ứng dụng nhiều lĩnh vực xã hội Trong đó, vấn đề định tuyến mạng adhoc vấn đề quan trọng, nghiên cứu nhiều ảnh hưởng lớn đến hiệu suất mạng Đây nội dung khóa luận Khóa luận gồm chương Chương đầu khái quát chung mạng không dây WLAN mạng adhoc Chương sâu vào trình bày cấu trúc vật lý mạng không dây theo chuẩn 802.11 Chương ba nói tầm quan trọng giao thức định tuyến mạng adhoc trình bày cụ thể số giao thức định tuyến phổ biến mạng adhoc Chương cuối cùng, dựa vào số thực nghiệm thông qua mô người nghiên cứu trước, rút số đánh giá so sánh giao thức định tuyến Do thời gian có hạn, luận văn em số thiếu sót, mong nhận bảo, góp ý thông cảm thầy cô Em hi vọng sau tiếp tục nghiên cứu sâu vấn đề Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Lời cảm ơn Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Đình Việt Thầy tận tình bảo em suốt trình làm khóa luận Em xin chân thành thầy cô trường dạy dỗ em suốt năm học tập trường Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè, người động viên em nhiều thời gian làm khóa luận Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Ngô Hải Sơn   Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Mục Lục Nội dung khóa luận .1 Danh sách từ viết tắt Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Đặt vấn đề 1.1.1 Khái niệm WLAN[1],[3],[6] .7 1.1.2 Lịch sử đời mạng WLAN 1.1.3 Một số ưu nhược điểm WLAN 1.2 Mạng adhoc 10 1.2.1 Khái niệm số đặc điểm chung mạng adhoc 10 1.2.2 Ví dụ mạng adhoc 11 1.2.3 Các ứng dụng mạng adhoc 12 1.2.4 Một số vấn đề cần quan tâm mạng adhoc .13 1.3 Mục tiêu luận văn .14 Chương 2: Mạng LAN không dây 15 2.1 Mạng WLAN theo chuẩn 802.11[1], [2],[6] 15 2.1.1 Mạng WLAN có sở hạ tầng .15 2.1.2 Mạng adhoc 16 2.2 Kiến trúc giao thức mạng WLAN theo chuẩn 802.11 17 2.2.1 Lớp Vật Lý 18 2.2.2 Lớp điều khiển truy cập môi trường truyền MAC 22 2.2.3 Lớp quản lý tầng MAC 28 Chương 3: Định tuyến mạng adhoc 31 3.1 Giới thiệu thuật toán định tuyến 31 3.2 Yêu cầu thuật toán định tuyến cho mạng không dây adhoc 31 3.3 Phân loại thuật toán định tuyến cho mạng adhoc .35 3.3.1 DSDV (Destination Sequence Distance Vector) 35 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 3.3.2 AODV (Adhoc On-Demand Distance Vector Routing) 37 3.3.3 DSR (Dynamic Source Routing) 38 3.3.4 TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm) 40 Chương 4: Đánh giá hiệu suất giao thức định tuyến mô mạng NS2 42 4.1 Giới thiệu mô NS2[4],[5] .42 4.2 Khả mô mạng NS2 43 4.3 Mô mạng adhoc giao thức định tuyến mạng adhoc 43 4.3.1 Mô mạng adhoc 43 4.3.2 Mô giao thức định tuyến mạng adhoc [1, T.Việt], [4], [5] .45 4.4 Phân tích so sánh hiệu suất giao thức định tuyến mạng adhoc 48 4.4.1 Các tham số môi trường: .48 4.4.2 Các thông số đánh giá hiệu suất: 49 4.4.3 Các thí nghiệm mô [1, T.Việt] 49 4.4.4 Nhận xét hiệu suất giao thức định tuyến 52 Kết luận 54 Phụ Lục 55 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………………… 61 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Danh sách từ viết tắt 2G second-generation technology 3G third-generation technology ACK Acknowledgement AODV Adhoc On demand Distance Vector ATIM Adhoc Traffic Indication Map BS Base Station CBR Cluster Based Routing CFP Content Free Period CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection CTS Clear to send DSDV Destination Sequence Distance Vector DIFS Distributed InterFrame Space DSR Dynamic Source Routing DSSS Direct Sequence Spread Spectrum DCF Distributed Coordination Function FCC Federal Communication Commission FDMA Frequency-Division Multiple Access FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum GHz Gigahertz IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers ISM Industrial, Scientific and Medical IMEP Internet MANET Encapsulation Protocol Kbps Kilobits per second LAN Local Area Network Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 MAC Medium Access Control MANET Mobile Adhoc Networks Mbps Megabits per second MHz Megahertz NS-2 Network Simulation NAV Network Allocation Vector OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Otcl Object Tool Command Language PDA Personal Digital Assistant PLCP Layer Convergence Protocol PMD Physical Medium Dependent RREQ Route Request RREP Route Reply RTS Request To Send SIFS Short InterFrame Space TDMA Time Division Multiple Access TCP Transmission Control Protocol TORA Temporally Ordered Routing Algorithm UDP User Datagram Protocol Wi-Fi Wireless Fidelity WLAN Wireless Local Area Network Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, với phát triển vượt bậc khoa học công nghệ nói chung, ngành công nghệ thông tin ngày đầu tư phát triển mạnh mẽ Khi mà ngày nhiều lĩnh vực đời sống xã hội y tế, giáo dục, xây dựng, kinh tế, ứng dụng tin học vào công việc Internet ngày khẳng định vị trí quan trọng đời sống xã hội Khi mà sống người ngày phát triển nhu cầu trao đổi thông tin giải trí người ngày cao Con người muốn kết nối với giới lúc nào, nơi đâu Đó lý mà mạng không dây đời Ngày nay, thấy diện mạng không dây nhiều nơi tòa nhà, nơi công sở, bệnh viện hay quán cà phê Cùng với phát triển mạng có dây truyền thống, mạng không dây có bước phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng cầu truyền thông giải trí người cách tốt Khi mà mạng không dây ngày quan tâm, đầu tư phát triển ngày nhiều mô hình, kiến trúc mạng đề xuất Các mô hình, kiến trúc mạng đề nhằm làm cho mạng không dây dần thoát khỏi hoàn toàn phụ thuộc vào sở hạ tầng Một mô hình mạng đề xuất mạng Adhoc (Mobile Adhoc Network) thường viết tắt MANET Việc mạng không dây phụ thuộc vào sở hạ tầng điều thuận lợi lại có vấn đề khác đặt tốc độ mạng không ổn định mạng có dây truyền thống, nút mạng hay di chuyển, Do đó, với vấn đề bảo mật mạng không dây vấn đề định tuyến mạng vô quan trọng Nó định lớn đến hiệu suất toàn mạng Mạng cục không dây (WLAN) 1.1.1 Khái niệm WLAN[1],[3],[6] WLAN mạng cục kết nối hai hay nhiều máy tính với mà không sử dụng dây cáp mạng mạng có dây truyền thống WLAN ứng dụng rộng rãi tòa nhà, trường học, bệnh viện, số nơi công cộng quán cafe, Hai công nghệ sử dụng để truyền thông WLAN truyền thông tia hồng ngoại (ở bước sóng 900 nm, 1nm = 10-9m) truyền thông sóng vô tuyến WLAN có hai dạng kiến trúc WLAN có sở hạ tầng (sử dụng Access Point để kết nối phần mạng không dây với phần mạng có dây truyền thống) mạng sở hạ tầng (mạng adhoc) Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 1.1.2 Lịch sử đời mạng WLAN Công nghệ WLAN lần xuất vào cuối năm 90 kỉ trước, mà nhà sản xuất giới thiệu sản phẩm hoạt động băng tần 900 MHz Những giải pháp (chưa có thống nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền liệu 1Mbps, thấp nhiều so với công nghệ sử dụng cáp (tốc độ truyền liệu 10Mbps) Năm 1992, nhà sản xuất bắt đầu bán sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2.4 GHz Các sản phẩm có tốc độ truyền liệu cao Tuy nhiên giải pháp riêng biệt nhà sản xuất không công bố rộng rãi Năm 1997, chuẩn IEEE 802.11ra đời, hoạt động băng tần 2.4 GHz với tốc độ truyền liệu Mbps (có thể nâng lên 10 Mbps) Đến cuối năm 1999 đầu năm 2000, hai chuẩn IEEE công bố chuẩn 802.11b (hoạt động dải tần 2.4 GHz) 802.11a (hoạt động dải tần 56GHz) Năm 1999 đánh dấu bước phát triển quan trọng thị trường mạng không dây hãng máy tính Apple thông báo, chuẩn Wi-Fi xuất dòng máy iBook họ Năm 2003, IEEE công bố thêm cải tiến chuẩn 802.11g hoạt động hai băng tần 2.4GHz 5GHz, tốc độ truyền liệu lên đến 54Mbps 1.1.3 Một số ưu nhược điểm WLAN 1.1.3.1 Ưu điểm WLAN - Sự tiện lợi: Do không cần phải có dây cáp mà cần điểm truy cập (Access Point) nên việc tạo mạng không dây nhanh chóng dễ dàng người sử dụng Nó cho phép người dùng dễ dàng truy xuất tài nguyên nơi đâu có triển khai mạng (tòa nhà hay văn phòng) Với việc thiết bị di động nhỏ dễ dàng di chuyển PDA, laptop có hỗ trợ Wi-Fi ngày sử dụng nhiều điều vô thuận lợi - Độ linh động: Tính linh động mạng không dây thể rõ việc người dùng không bị ràng buộc dây cáp Cùng với phát triển mạng không dây công cộng người dùng dễ dàng truy cập mạng bất Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 kì đâu Ví dụ điển hình nói tới quán cafe wifi, nơi người sử dụng truy cập mạng cách miễn phí - Về hiệu công việc: Người dùng dễ dàng trì kết nối mạng di chuyển từ nơi đến nơi khác Đối với việc kinh doanh, điều vô có lợi Việc trì truyền thông di chuyển làm tăng thêm hiệu công việc họ - Thiết kế triển khai mạng dễ dàng Không giống mạng có dây truyền thống, để thiết lập mạng cần có tính toán thiết kế hợp lý, tiến hành nhiều thao tác với mạng không dây, cần thiết bị tuân theo chuẩn định điểm truy cập, hệ thống mạng hoạt động bình thường Điều có ý nghĩa với tòa nhà cao tầng hay công trình cổ, mà việc triển khai mạng có dây ảnh hưởng không tốt đến kiến trúc hay kết cấu chúng - Một điều thuận lợi mạng không dây mà không nói tới Đó tính bền vững với cố hỏa hoạn hay thiên tai Nếu có thiên tai, hay cố đó, việc mạng có dây bị phá hủy, hoạt động điều hoàn toàn bình thường, gần tránh Trong điều kiện vậy, mạng không dây hoạt động bình thường thiết lập lại cách nhanh chóng 1.1.3.2 Nhược điểm WLAN - Nhược điểm nói tới vấn đề an toàn bảo mật liệu mạng không dây Do truyền thông mạng không dây truyền thông môi trường mang tính mở nên việc truy cập tài nguyên mạng trái phép điều khó tránh khỏi So với mạng có dây tính bảo mật mạng không dây không cao Do đó, vấn đề bảo mật cho mạng không dây vấn đề vô quan trọng quan tâm đặc biệt Một điểm việc thiết bị mạng phát sóng radio không gian xung quanh ảnh hưởng đến hoạt động số thiết bị điện tử khác thiết bị bệnh viện hay phòng nghiên cứu - Thứ hai chất lượng dịch vụ mạng không dây So với mạng có dây mạng không dây có tốc độ chậm (chỉ đạt từ 1- 10Mbit/s), độ trễ cao hơn, tỉ lệ lỗi nhiều (tỉ lệ lỗi 10-4 so với 10-10 mạng sử dụng cáp quang) Tuy vậy, theo số chuẩn mới, số môi trường truyền đặc biệt, việc truyền thông mạng không dây đạt tốc độ cao đáng kể, ví dụ chuẩn 802.11n việc truyền thông đạt tốc độ từ 100-200Mbit/s Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 - Thứ ba vấn đề chi phí cho thiết bị mạng WLAN So với giá thành thiết bị mạng có dây, thiết bị dành cho mạng không dây cao nhiều Đây trở ngại cho phát triển mạng không dây - Tiếp vấn đề độc quyền sản phẩm Nhiều thiết bị sản phẩm hoạt động sử dụng phần cứng phần mềm công ty sản xuất đó, phải hoạt động theo quy định quốc gia mà sử dụng Các tần số phát quốc gia quy định nhằm tránh việc xung đột sóng radio mạng khác Do đó, việc sản xuất sản phẩm cho mạng WLAN cần phải ý đến quy định quốc gia - Cuối phạm vi phủ sóng mạng không dây Các mạng không dây hoạt động phạm vi định Nếu khỏi phạm vi phát sóng mạng kết nối mạng 1.2 Mạng adhoc 1.2.1 Khái niệm số đặc điểm chung mạng adhoc Ngày nay, với phát triển nhanh chóng công nghệ, đời sống người ngày nâng cao Việc sở hữu thiết bị di động máy tính xách tay, PDA hay smart phone không khó khăn với nhiều người Điều tạo điều kiện thúc đẩy mạng không dây phát triển Việc kết nối mạng theo mô hình không dây truyền thống (có sử dụng Access point) không xa lạ với Nhưng lúc mạng không dây truyền thống phát huy hiệu Ví dụ vùng xảy thiên tai hay lớp học, người ta cần thiết lập mạng tạm thời, khoảng thời gian ngắn để trao đổi thông tin với Lúc thiết lập mạng không dây có sở hạ tầng điều tốn không hợp lý Do đó, cần thiết lập mạng không dây không cần có sở hạ tầng đảm bảo cho thiết bị trao đổi thông tin với Đây mô hình mạng adhoc Chúng ta hiểu mạng adhoc mạng không cần có sở hạ tầng, nghĩa không cần quản trị trung tâm Nó tập hợp hai hay nhiều thiết bị có hỗ trợ truyền thông kết nối mạng không dây Các nút mạng mạng trực tiếp nhận xử lý gói tin trực tiếp từ nút mạng khác mạng – nghĩa đóng vai trò host, đồng thời, chúng làm nhiệm vụ router định tuyến gửi chuyển tiếp gói tin đến nút mạng khác mạng 10 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 4.3.2.3 Giao thức DSR Các tham số đặc tả DSR mô phỏng: Tham số Giá trị Thời gian ROUTE REQUEST phát lại 500ms Kích thước tiêu đề gói tin mang địa đường với n 4n + 4byte chặng Thời gian hết hạn tìm kiếm đường hàng 30ms xóm Thời gian giữ gói tin chờ đường 30s Tốc độ cao việc gửi gói tin REPLY cho đường 1/s Bảng 3: Các tham số hoạt động DSR mô Tất gói tin nhận nút mạng chuyển đến thành phần định tuyến theo mặc định Tại có ba trường hợp xảy ra: - Thành phần định tuyến DSR nhận gói tin cho việc chuyền gói tin tới phận tách cổng - Chuyển tiếp gói tin theo thông tin đường gói tin - Gửi yêu cầu đường trả lời đường Mặc dù DSR hỗ trợ đường đơn hướng, IEEE802.11 yêu cầu trao đổi RTS/CTS/DATA/ACK gói tin unicast nên DSR NS2 phát đường hai chiều 47 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 4.3.2.4 Giao thức TORA Các tham số hoạt động TORA theo mô phỏng: Tham số Giá trị Quãng thời gian phát BEACON 1s Thời gian liên kết xem bị hỏng 3s thông tin BEACON HELLO trao đổi Thời gian phát lại object block không nhận 500ms biên nhận Thời gian object block không phát lại liên 1500ms kết tới đích xem bị hỏng Bảng 4: tham số hoạt động TORA mô Trong mô phỏng, TORA đặt giao thức IMEP (Internet MANET Encapsulation Protocol) Giao thức có đặc điểm sau: - Phát tin cậy thứ tự gói tin định tuyến TORA tới hàng xóm thông báo cho giao thức liên kết tồn với hàng xóm - Trước tiến hành phát, IMEP kết hợp gói tin định tuyến TORA với IMEP thành gói tin gọi object block - Để cảm nhận trạng thaí liên kết trì danh sách hàng xóm, IMEP gửi gói tin beacon Các nút nhận gói tin beacon trả lời gói tin HELLO 4.4 Phân tích so sánh hiệu suất giao thức định tuyến mạng adhoc 4.4.1 Các tham số môi trường: Do đặc thù mạng adhoc topo mạng động, băng thông hạn chế, khả liên kết nút mạng thay đổi, nên việc phân tích hiệu suất giao thức mạng adhoc phải xét đến tham số sau: - Độ lớn mạng: thể số nút mạng 48 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 - Kết nối mạng: thể thông qua số lượng trung bình hàng xóm nút - Tốc độ biến thiên mạng: thay đổi cấu hình vật lý mạng theo thời gian - Khả liên kết: băng thông liên kết không dây tính bps - Dạng truyền thông: đồng dạng, không đồng dạng bùng phát Đây mức độ tải mạng - Dạng di chuyển: hình thái mạng thể tương ứng theo không gian thời gian 4.4.2 Các thông số đánh giá hiệu suất: Đối với hệ thống nói chung, hiệu suất độ đo công việc mà hệ thống thực bao gồm tính sẵn sàng, thông lượng, thời gian đáp ứng Vì thế, người ta sử dụng thông số sau để đánh giá hiệu suất giao thức định tuyến mạng mô phỏng: - Phần trăm gói tin gửi thành công: Là tỉ lệ số lượng gói tin đến đích với số lượng gói tin tạo nút phát - Trễ đầu cuối trung bình gói liệu: Là tổng độ trễ tính từ nút nguồn phát gói tin đến nút đích nhận gói tin Nó bao gồm độ trễ trễ trình phát đường, xếp hàng hàng đợi, trễ phát lại tầng MAC trễ thời gian truyền Hai độ đo đánh giá kết hoạt động giao thức định tuyến Nó có ý nghĩa hoạt động giao thức lớp giao thức giao vận giao thức ứng dụng Ngoài ra, mạng adhoc, việc hạn chế tài nguyên mạng đòi hỏi giao thức phải sử dụng hiệu tài nguyên Với giao thức định tuyến, chi phí để thực yêu cầu định tuyến Do đó, người ta xét thêm thông số để thể việc sử dụng tài nguyên mạng Đó tải định tuyến chuẩn hóa: tỉ lệ số gói tin định tuyến số gói tin liệu gửi Nếu gói tin định tuyến qua nhiều chặng chặng tính truyền thông 4.4.3 Các thí nghiệm mô [1, T.Việt] 4.4.3.1 Mục đích thí nghiệm: Đánh giá khả giao thức định tuyến trước thay đổi topo mạng 49 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 4.4.3.2 Phương pháp thực hiện: Áp dụng dạng di chuyển khác với mức tải khác Các mạng adhoc mô dựa mô hình di chuyển mô hình truyền thông Các mô hình di chuyển sử dụng ba mô hình Random Waypoint, Random Walk Random Direction Với mô hình, tham số mạng thay đổi để trạng thái mạng kết nối mạng, thời gian tốc độ chuyển động nút mạng thay đổi theo Các mức tải mạng mạng khác Để việc đánh giá xác, điều kiện tải môi trường áp dụng với giao thức phải giống Mô hình truyền thông sử dụng mô hình CBR 4.4.3.3 Đánh giá thí nghiệm với mô hình mạng - Mô hình Random Waypoint Xét phần trăm gói tin gửi thành công: Khi số nguồn phát nhỏ giao thức hoạt động tốt, ngoại trừ giao thức TORA Kết không tốt giao thức TORA tắc nghẽn chế làm việc giao thức Điều thể rõ độ trễ việc gửi gói tải định tuyến cao TORA Các giao thức AODV, DSR thể làm việc tốt so với DSDV Khi số nguồn phát tăng lên, khả gửi gói tin giao thức có phân biệt rõ rệt AODV có hiệu suất cao so với DSDV Và hiệu suất giao thức DSR giảm xuống rõ rệt Điều chứng tỏ môi trường tải tăng, chế làm việc DSR chưa đạt phản ứng tốt Hoạt động yếu giao thức TORA khẳng định không hiệu giao thức động môi trường tải tăng cấu hình có nhiều thay đổi Như vậy, mà số nguồn phát di chuyển tăng lên phần trăm gửi thành công gói tin giao thức định tuyến giảm Xét độ trễ trung bình việc gửi gói tin: Ta thấy rằng, độ trễ trung bình giao thức DSDV AODV tương đương Độ trễ trung bình hai giao thức thấp Ngay nguồn phát có tăng lên mức độ di chuyển khác nhau, độ trễ trung bình hai giao thức tăng lên cách không đáng kể Với giao thức DSR, độ trễ đầu cuối trung bình giao thức thể nhạy cảm rõ rệt với di chuyển nút mạng tăng nguồn phát Độ trễ đầu cuối DSR tăng mà thời gian tạm dừng giảm số nguồn phát tăng lên Độ trễ đầu cuối trung bình giao thức TORA cao tăng mạnh di chuyển nút mạng gia tăng Đó xảy tắc nghẽn hoạt động mạng TORA 50 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Một yếu tố quan trọng việc đánh giá hiệu suất giao thức việc sử dụng hiệu tài nguyên mạng thông qua tải định tuyến Trong trương hợp tải thấp mức độ di chuyển không cao, tải định tuyến giao thức AODV DSR thấp so với DSDV Đó giao thức không thực định tuyến theo yêu cầu nên số gói tin định tuyến thay đổi không đáng kể Tuy nhiên, mà nút mạng di chuyển nhanh số nguồn phát tăng lên, tải định tuyến hai giao thức định tuyến lại tăng lên nhanh chóng Đó bùng phát gói tin phát đường, trả lời đường thông báo lỗi Tải định tuyến cao gây hạn chế băng thông toàn mạng dẫn đến tắc nghẽn Điều nhận thấy rõ giao thức định tuyến TORA Có thể kết luận rằng, hiệu suất giao thức TORA thấp mô - Mô hình Random Walk Trong mô hình này, với cấu hình mạng thay đổi mức trung bình, điều dễ nhận thấy giao thức TORA hoạt động hiệu so với mô hình Random Waypoint Tuy nhiên, trường hợp nguồn phát tăng, tỉ lệ phần trăm gửi thành công gói tin TORA lại thấp nhiều so với giao thức khác Trong hai trường hợp nhiều nguồn phát, phần trăm gửi thành công giao thức DSDV thấp so với hai giao thức AODV DSR Ngoài ra, hiệu suất giao thức ổn định kể nguồn phát có tăng lên Trễ đầu cuối trung bình giao thức AODV DSR tốt so với DSDV So với mô hình trên, kết khác biệt Khi mà nguồn, phát tăng lên, giao thức AODV có phản hồi tốt so với giao thức lại Trong đó, chế TORA gây tắc nghẽn làm đỗ trễ trung bình đầu cuối tăng cao So với mô hình Random Waypoint, DSDV có mức tải định tuyến thấp ổn định, DSR có mức tải định tuyến thấp AODV có mức tải ổn định hai trường hợp số lượng nguồn phát nhiều hay Riêng với TORA, việc xảy tắc nghẽn số lượng nguồn phát tăng thấy rõ qua việc tải định tuyến cao - Mô hình Random Direction So với mô hình Random Walk, kết gửi gói tin thành công mô hình có giá trị thấp Bên cạnh giao thức TORA bị ảnh hưởng việc tăng số lượng nguồn phát, giao thức DSR bị tác động mạnh số lượng nguồn phát tăng cấu hình mạng thay đổi nhanh DSDV cho kết thấp so với giao thức 51 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 khác Và kết tốt thuộc giao thức AODV mà phần trăm gửi thành công gói tin ổn định tăng số lượng nguồn phát Độ trễ đầu cuối trung bình việc gửi gói tin giao thức DSR số lượng nguồn phát tăng mô hình cao nhiều so với mô hình Random Walk Rõ ràng, với mô hình di chuyển phi tập trung, độ dài đường gói tin dài hơn, chế DSR thể khó khăn Giao thức AODV DSDV cho kết tốt TORA thể thay đổi mạnh mà số lượng nguồn phát tăng, độ trễ tăng lên Ngoài việc TORA có tải định tuyến cao xảy tắc nghẽn, AODV có mức tải định tuyến cao hai giao thức lại cấu hình mạng phi tập trung tải mạng cao Nhờ có chế lưu trữ nhiều đường phương pháp học hỏi đường cách linh động, DSR có mức độ tải định tuyến thấp AODV DSDV có mức độ tải định tuyến thấp mô hình 4.4.4 Nhận xét hiệu suất giao thức định tuyến Tổng hợp thí nghiệm trên, rút nhận xét sau: DSDV giao thức dựa vector khoảng cách Giao thức hoạt động tốt trường hợp cấu hình mạng có tốc độ thay đổi chậm, giảm mà cấu hình mạng thay đổi tăng lên Khi mạng có nhiều thay đổi, DSDV hội tụ chậm Khi mà số lượng nguồn phát gói tin thấp, độ trễ trung bình cuối DSDV thấp ổn định Nhưng số lượng nguồn phát tăng lên, độ trễ phát gói tin DSDV cao so với AODV DSR Ngoài ra, tải định tuyến DSDV ổn định so với thay đổi mạng AODV kết hợp chế định tuyến theo vector khoảng cách DSDV với chế định tuyến theo yêu cầu DSR Khả gửi thành công gói tin AODV lớn, cao so với giao thức DSDV So với DSR, trường hợp mức di chuyển nút mạng thấp, phần trăm gửi gói tin tương đương, mức độ di chuyển nút mạng tăng lên, AODV có phần trăm gửi gói tin cao so với DSR Độ trễ trung bình gói tin AODV tương đương với DSDV Trong trường hợp nút mạng di chuyển nhanh mạng, tải định tuyến AODV cao so với DSR DSR giao thức dựa định tuyến nguồn Mục tiêu thiết kế DSR loại bỏ chi phí cho cập nhật định kì đường phát hàng xóm Tuy nhiên, theo kết mô phỏng, DSR thực tốt với mức di chuyển tải trung bình Khi mức di chuyển tải tăng, hiệu suất DSR giảm rõ rệt Đó DSR áp dụng 52 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 chế trả lời tất yêu cầu đường Cơ chế giúp DSR thu thập nhiều đường phân phát gói tin tốt Tuy nhiên, mà mức di chuyển mạng tăng, khả đường cache bị hết hạn tăng lên DSR chưa có đặc tả hết hạn đường cache Khả “học” “nghe trộm” đường DSR giúp phát tán tuyến đường hết hạn cache Cơ chế gửi route error DSR hạn chế Nó truyền với nút nằm đường qua liệu TORA giao thức dựa thuật toán đảo ngược liên kết (link reserval) Trong mô phỏng, việc cảm nhận liên lết TORA thực giao thức IMEP Khi số lượng nguồn phát nhỏ, TORA cho kết tốt Tuy nhiên, số lượng nguồn phát tăng lên, mô hình mạng biến đổi cách nhanh chóng, hiệu suất hoạt động TORA thấp Mạng thao tác với truyền thông tạo giao thức định tuyến, phần lớn gói tin liệu bị loại bỏ 53 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Kết luận Kết thu - Hiểu thêm mạng WLAN cấu trúc mạng theo mô hình 802.11 - Trang bị thêm kiến thức mạng adhoc số giao thức định tuyến mạng adhoc - Đánh giá tổng quan hiệu suất giao thức định tuyến mạng adhoc thông qua mô NS2 Định hướng phát triển luận văn Với phát triển nhanh chóng mạng adhoc đời sống, nhu cầu nâng cao hiệu suất mạng cần quan tâm nhiều Các giao thức mạng cần phải nghiên cứu phát triển để nâng cao hiệu suất sử dụng mạng tương lai Việc tìm giao thức định tuyến cho mạng adhoc hướng phát triển đề tài 54 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Phụ Lục Biểu đồ kết so sánh giao thức định tuyến mạng adhoc thông qua mô mạng NS2 Mô hình Random Waypoint So sánh kết phân phát gói tin liệu có 10 20 nguồn phát giao thức định tuyến mô hình Random Waypoint 55 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 So sánh thời gian trễ đầu cuối giao thức định tuyến hai trường hợp có 10 nguồn phát 20 nguồn phát mô hình Random Waypoint 56 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 So sánh tải định tuyến chuẩn hóa trường hợp có 10 nguồn phát 20 nguồn phát Bảng tải định tuyến giao thức TORA Mô hình Random Walk 57 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Bảng so sánh kết phân phát gói tin liệu mô hình Random Walk Bảng so sánh trễ đầu cuối trung bình giao thức định tuyến mô hình Random Walk 58 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Bảng so sánh tải định tuyến chuẩn hóa mô hình Random Walk Mô hình Random Direction So sánh kết phân phát gói tin liệu mô hình Random Direction 59 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 So sánh thời gian trễ đầu cuối trung bình mô hình Random Direction So sánh tải định tuyến chuẩn hóa mô hình Random Direction (Nguồn: Luận văn cao học 2005-Nguyễn Thị Minh Nguyệt) 60 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt: Luận văn Cao Học(2005) - Nguyễn Thị Minh Nguyệt Tiếng Anh: Andrew S Tanenbaum (2003), Computer Networks, Prentice Hall, New Jersey, Fourth Edition ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition http://en.wikipedia.org http://www.isi.edu/nsnam/vint http://www.isi.edu/nsnam/ Jochen H Schiller (2000), Mobile Communications, Addition-Wesley, London 61 [...]... vì giao thức IP là phi kết nối, rất cần một giao thức truyền dẫn hướng kết nối đáng tin cậy qua một giao thức mạng Nhưng TCP lại giả thiết các nút mạng là tĩnh và chỉ điều khiển tắc nghẽn ở các nút mạng đầu và nút mạng cuối - Vấn đề về duy trì năng lượng cho các nút mạng: Hầu hết các giao thức mạng hiện nay đều không quan tâm đến việc tiêu tốn năng lượng do các máy chủ và bộ định tuyến đều được giả định. .. tiêu đầu tiên của khóa luận là: - Nghiên cứu các đặc điểm chính của mạng LAN không dây (WLAN) - Nghiên cứu những đặc điểm chính của mạng adhoc, đồng thời nghiên cứu các giao thức định tuyến trong mạng adhoc, so sánh đánh giá hiệu suất của các giao thức định tuyến thông qua bộ mô phỏng NS2 14 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 Chương 2: Mạng LAN không dây 2.1 Mạng WLAN theo... của các nút mạng và giao diện mạng, Chính những đặc điểm này làm cho việc thiết kế các giao thức định tuyến cho mạng adhoc là một bài toán khó 3.2.Yêu cầu của thuật toán định tuyến cho mạng không dây adhoc Như đã trình bày ở trên, do các đặc điểm khác biệt của mạng adhoc, chúng ta không thể áp dụng các thuật toán định tuyến truyền thống như Trạng thái liên kết (Link State) hay Vector khoảng cách (Distance... khả năng sinh ra vòng lặp trong các bảng định tuyến để phù hợp với mạng adhoc Trong thuật toán này, mỗi nút mạng sẽ duy trì một bảng định tuyến chứa các nút mạng đích có thể đến trong mạng và số chặng tới mỗi đích trong mạng Để duy trì tính nhất quán trong mạng, DSDV yêu cầu các nút mạng phát quảng bá định kỳ các cập nhật định tuyến tới các nút mạng hàng xóm và phát ngay các cập nhật khi có những thay... đến một nút mạng mới, bộ đếm chặng sẽ tăng lên một, và đến một giá trị nào đó thì gói tin sẽ bị loại bỏ - Thiết lập những cụm mạng nhỏ: Nếu giao thức định tuyến có thể xác định được các nút mạng gần nhau và thiết lập chúng thành một cụm mạng nhỏ thì sẽ rất thuận tiện trong định tuyến Nếu các nút mạng đơn di chuyển nhanh hơn thì các cụm mạng lại ổn định hơn Do đó, định tuyến trong các cụm mạng sẽ đơn... adhoc Đó là việc các router liên tục gửi quảng bá định kì đến các nút mạng trong mạng Việc gửi quảng bá định tuyến định kì gây ra hai vấn đề sau: o Thứ nhất, nó sẽ gây lãng phí băng thông cho các nút mạng trong mạng adhoc Có những khi không có sự thay đổi nào trong mạng nhưng các router tiếp tục gửi các cập nhật thông tin định tuyến theo định kì làm các nút mạng phải tính toán lại các tuyến đường Nếu... qua các nút mạng trung gian Do đó, việc tìm ra các nút mạng trung gian để truyền gói tin giữa nút mạng đầu và nút mạng cuối là rất quan trọng Ngoài ra, một số đặc điểm khác biệt của mạng adhoc so với các mạng khác như các nút mạng có thể di động, dẫn đến topo mạng thay đổi theo; băng thông của mạng cũng thay đổi liên tục, tốc độ truyền tín hiệu của mạng phụ thuộc nhiều vào tính chất vật lý của các. .. cho mạng adhoc được Cả hai thuật toán này đều yêu cầu các router quảng bá thông tin định tuyến theo kiểu định kì Những hoạt động này hạn chế khả năng thích ứng của giao thức với các thay đổi của topo mạng Nếu khoảng thời gian định kỳ khá ngắn, giao thức sẽ hoạt động không hiệu quả bởi nó phải làm việc nhiều hơn so với sự thay đổi của topo mạng và gây lãng phí băng thông và năng lượng của các nút mạng. .. thông và năng lượng, vốn là những tài nguyên ”quý hiếm” trong mạng adhoc Do vậy cần có những phương pháp bảo mật thích hợp để ngăn chặn việc sửa đổi hoạt động của giao thức 34 Mạng Adhoc, Khóa luận tốt nghiệp Cử nhân CNTT, Ngô Hải Sơn, 2008 3.3 Phân loại các thuật toán định tuyến cho mạng adhoc Có rất nhiều giao thức định tuyến trong mạng không dây adhoc Với mỗi cách tiếp cận khác nhau thì lại có một cách... thông qua giao thức MAC Giao thức MAC phải chứa đựng cơ chế điều khiển việc truy nhập kênh truyền, đồng thời phải tránh được sự xung đột với các nút mạng lân cận Sự có mặt của tính di động, hiện tượng các “trạm cuối ẩn”, “trạm cuối lộ” phải được tính đến khi thiết kế giao thức MAC cho mạng adhoc - Vấn đề định tuyến trong mạng adhoc: Do đặc điểm chính của mạng adhoc là topo động, các nút mạng có thể di ... rộng chức cách dễ dàng; ví dụ thêm nút mạng, thay đổi giao thức truyền liệu, Vì thực nghiên cứu giao thức 4.3 Mô mạng adhoc giao thức định tuyến mạng adhoc 4.3.1 Mô mạng adhoc Các mạng adhoc mô... mạng nhỏ: Nếu giao thức định tuyến xác định nút mạng gần thiết lập chúng thành cụm mạng nhỏ thuận tiện định tuyến Nếu nút mạng đơn di chuyển nhanh cụm mạng lại ổn định Do đó, định tuyến cụm mạng. .. suất giao thức định tuyến mô mạng NS2 42 4.1 Giới thiệu mô NS2[4],[5] .42 4.2 Khả mô mạng NS2 43 4.3 Mô mạng adhoc giao thức định tuyến mạng adhoc 43 4.3.1 Mô mạng adhoc