Header Page of 166 phùng minh quân giáo dục đào tạo TRƯờNG ĐạI HọC bách khoa Hà Nội [ \ Phùng minh quân giao thức quản lý topology CÔNG NGHệ THÔNG TIN mạng không dây ngang hàng Luận văn thạc sĩ khoa học Chuyên ngành: Công nghệ thông tin KHóA 2006 - 2008 Footer Page of 166 Hà Nội - 2008 Header Page of 166 giáo dục đào tạo TRƯờNG ĐạI HọC bách khoa Hà Nội [ \ Phùng minh quân giao thức quản lý topology mạng không dây ngang hàng Chuyên ngành: Công nghệ thông tin Luận văn thạc sĩ khoa học Ngời hớng dẫn khoa học: ts vũ tuyết trinh Hà Nội - 2008 Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng NHNG LI U TIấN Vi nhng dũng ch u tiờn ny, tụi xin dnh gi li cm n chõn thnh v sõu sc nht ti cụ giỏo, tin s V Tuyt Trinh - ngi ó tn tỡnh hng dn, ch bo v to cho tụi nhng iu kin tt nht t bt u cho ti hon thnh cụng vic ca mỡnh ng thi, xin trõn trng gi li cm n ti th cỏc thy cụ giỏo Khoa Cụng ngh Thụng tin - i hc Bỏch Khoa H Ni ó tn tỡnh ging dy v to cho tụi mt mụi trng hc nghiờn cu y v thun tin sut nm hc va qua Xin cm n tt c nhng ngi thõn yờu gia ỡnh tụi cựng ton th bn bố, nhng ngi ó luụn mm ci v ng viờn tụi mi vp phi nhng khú khn, b tc Cui cựng, xin chõn thnh cm n tin s Phựng Minh Hong (School of Computing and Communications - Faculty of Engineering and IT - University of Technology, Sydney), thc s V Bi Hng (Ngõn hng Cụng Thng Vit Nam), nhng ngi ó em n cho tụi nhng li khuyờn vụ cựng b ớch giỳp thỏo g nhng khú khn, vng mc quỏ trỡnh lm lun Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng MC LC DANH MC HèNH V DANH MC BNG BIU M U CHNG - TNG QUAN 1.1 Mng P2P 1.1.1 Mng P2P cú dõy .4 1.1.2 Mng P2P khụng dõy Mng tựy bin khụng dõy 1.2 Bi toỏn qun lý topology cho mng khụng dõy P2P .8 1.2.1 Phỏt biu bi toỏn .8 1.2.2 Cỏc phng phỏp tip cn bi toỏn qun lý topology cho mng khụng dõy tựy bin 1.2.3 V trớ ca giao thc qun lý topology tng giao thc ca mng tựy bin10 CHNG - QUN Lí KT NI CA CC NT MNG LN CN .14 2.1 Gii thiu 14 2.2 Mụ hỡnh húa h thng .14 2.3 Mt s thut toỏn 16 2.3.1 Thut toỏn da trờn tớnh cụng bng 17 2.3.2 Thut toỏn da trờn tớnh ph bin ca cỏc file .20 2.3.3 Thut toỏn da trờn mc nng lng ca cỏc nỳt mng 24 2.4 Vn trin khai cỏc thut toỏn .27 2.5 Khuyn ngh v vic s dng cỏc thut toỏn 28 CHNG - QUN Lí VIC BT TT NT MNG 30 3.1 Gii thiu 30 3.2 Phõn loi 31 3.3 Mt s giao thc bt tt khụng ng b 32 3.3.1 Giao thc RAW .32 3.3.2 Giao thc AWP 40 3.3.3 Giao thc CAW .43 Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng 3.4 Khuyn ngh v vic s dng cỏc giao thc 53 CHNG - MT S NG DNG 55 4.1 Gii thiu 55 4.2 ng dng khc phc thm 55 4.2.1 Yờu cu 55 4.2.2 Gii phỏp 56 4.2.3 La chn giao thc qun lý topology 57 4.3 ng dng giỏm sỏt v theo dừi .59 4.3.1 Yờu cu 59 4.3.2 Gii phỏp 59 4.3.3 La chn giao thc qun lý topology 60 4.4 ng dng chia s file ti cỏc khu vc ụng ngi 61 4.4.1 Yờu cu 61 4.4.2 Gii phỏp 61 4.4.3 La chn giao thc qun lý topology 62 KT LUN .63 TI LIU THAM KHO .64 Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng DANH MC HèNH V Hỡnh 1.1: Mụ hỡnh mng P2P Hỡnh 1.2: Mng tựy bin khụng dõy Hỡnh 1.3: Mc ớch gii quyt ca bi toỏn qun lý topology cho mng tựy bin khụng dõy Hỡnh 1.4: V trớ ca giao thc qun lý topology tng giao thc 11 Hỡnh 1.5: Quan h gia lp routing v lp qun lý topology 12 Hỡnh 1.6: Quan h gia lp qun lý topology v lp MAC 13 Hỡnh 2.1: Mng khụng dõy tựy bin mt ln 14 Hỡnh 2.2: Tớnh bt i xng ca lin k 16 Hỡnh 2.3: S ph thuc ca xỏc sut download file vo th hng file 22 Hỡnh 3.1: Xỏc sut cú ớt nht nỳt chuyn tip ca nỳt s trng thỏi hot ng nỳt s hot ng 35 Hỡnh 3.2: Cỏc trng thụng tin cn lu tr v nỳt mng lõn cn ca giao thc AWP 36 Hỡnh 3.3: S ph thuc gia t l gúi tin c gi thnh cụng vi t l phn trm thi gian hot ng ca nỳt 37 Hỡnh 3.4: S ph thuc gia tr ca gúi tin vi t l phn trm thi gian hot ng ca nỳt 38 Hỡnh 3.5: Nng lng tiờu th ca mng theo thi gian 38 Hỡnh 3.6: Tng nng lng tiờu th ca mng 300 s 39 Hỡnh 3.7: Thit k (7:3:1) ca lch bt tt 40 Hỡnh 3.8: Cu trỳc ca time frame 41 Hỡnh 3.9: Vớ d minh v nỳt lõn cn luụn nhn c message thụng bỏo ca (Dự ng h b lch nhau) 41 Hỡnh 3.10: Cỏc trng thụng tin cn lu tr v mt nỳt mng lõn cn giao thc AWP 42 Hỡnh 3.11: T l phn trm ca nng lng dựng cho vic iu khin giao thc CAW 52 Hỡnh 4.1: Quỏ trỡnh gi message bỏo ng mng sensor phỏt hin du hiu bt thng 60 Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng DANH MC BNG BIU Bng 2.1 Cỏc tham s ca mụ hỡnh gi lp 18 Bng 2.2: T l yờu cu download file thnh cụng ỏp dng thut toỏn da trờn tớnh cụng bng 19 Bng 2.3: tr s dng thut toỏn da trờn tớnh cụng (tớnh theo giõy) 20 Bng 2.4: T l yờu cu download file c thc hin thnh cụng s dng thut toỏn da trờn ph bin 23 Bng 2.5: tr s dng thut toỏn da trờn ph bin 24 Bng 2.6: T l yờu cu download file c thc hin thnh cụng s dng thut toỏn da trờn mc nng lng 26 Bng 2.7: tr s dng thut toỏn da trờn mc nng lng 26 Bng 2.8: xut s dng cỏc thut toỏn xõy dng lin k 29 Bng 3.1: Cỏc tham s chớnh s dng mụ hỡnh gi lp AWP, CAW 50 Bng 3.2: T l yờu cu download file c thc hin thnh cụng i vi CAW v AWP 53 Bng 3.3: tr ca CAW v AWP 53 Bng 3.4: xut s dng cỏc thut toỏn bt tt nỳt mng 54 Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng M U S phỏt trin ca cụng ngh mng ngang hng (Peer to peer P2P), v cụng ngh kt ni, lu tr ca thit b khụng dõy ó to nờn mt hng nghiờn cu mi cho ng dng mng, ú l cỏc ng dng mng khụng dõy ngang hng (wireless P2P) Mng khụng dõy P2P cho phộp cỏc nỳt mng cú th kt ni trc tip vi bng cỏch s dng b thu phỏt khụng dõy (wireless transceiver) m khụng cn bt c mt c s h tng c nh no õy l mt c tớnh riờng bit ca mng khụng dõy P2P so vi cỏc mng khụng dõy truyn thng nh cỏc mng chia ụ (cellular networks) v mng WLAN, ú cỏc nỳt mng (vớ d nh cỏc thuờ bao in thoi di ng) giao tip vi thụng qua cỏc trm vụ tuyn c s (base station) hoc cỏc im truy cp (access point) Mng khụng dõy P2P c mong i l s to nờn cuc cỏch mng thụng tin khụng dõy mt vi nm ti bng cỏch kt hp vi cỏc mụ hỡnh mng truyn thng nh Internet, mng chia ụ, truyn thụng v tinh Theo ú, nhng thit b cm tay chng loi (nh in thoi di ng, PDA, mỏy tớnh xỏch tay, ) v cỏc thit b c nh (base station, access point) cú th c kt ni vi to thnh mt mng kt ni ton cu khp mi ni Hin nay, vi tớnh linh ng trin khai, mng khụng dõy P2P ó c ỏp dng mt s lnh vc nh chia s d liu õm hỡnh nh, cu h v khụi phc sau thm ha, giỏm sỏt phỏt hin cỏc bt thng khu vc quõn s, thu thp thụng tin mụi trng sinh thỏi, v.v Tuy nhiờn, mụ hỡnh mng khụng dõy P2P gp phi mt s thỏch thc ln ú l: Topology ca mng thng xuyờn thay i: Do cỏc nỳt mng l cỏc thit b khụng dõy nờn chỳng cú th chuyn ng t do, v cú th tham gia Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng hay ri mng mt cỏch tựy ý Vỡ vy, mi nỳt mng cn phi cú c ch xỏc nh xem bn thõn nú cú th kt ni vi nhng nỳt mng no Nng lng ca cỏc nỳt mng b cn kit: Cỏc nỳt mng khụng dõy thng hot ng bng ngun nng lng pin hoc acquy Vỡ vy, nu khụng c qun lý mt cỏch hiu qu thỡ nng lng ny nhanh chúng b cn kit Nhn thc c nhng khú khn trờn, cú nhiu hng nghiờn cu ó hỡnh thnh v thu hỳt nhiu nhúm nh khoa hc trờn th gii [7] Tuy nhiờn, cỏc nghiờn cu ny ch trung vo vic a nhng giao thc qun lý topology ỏp ng cho tng mc ớch ng dng c th hoc tng rng buc c th Xut phỏt t thc trng ú, vi mc ớch h thng húa v a nhng khuyn ngh v vic la chn cỏc giao thc qun lý topology cho cỏc ng dng khụng dõy mt cỏch phự hp, lun s tin hnh phõn tớch, so sỏnh, ỏnh giỏ mt s giao thc qun lý topology tiờu biu, t ú xut mt s tiờu la chn cỏc giao thc ny cho cỏc ng dng khụng dõy c th Ngoi phn gii thiu v kt lun Lun c chia thnh chng chớnh nh sau Chng Tng quan Gii thiu mt cỏch tng quan v s i v phỏt trin ca mng khụng dõy P2P, cỏc phng phỏp tip cn bi toỏn qun lý topology cho mng khụng dõy P2P, v trớ ca giao thc qun lý topology tng giao thc Chng Qun lý kt ni ca cỏc nỳt mng lõn cn Chng ny phõn tớch v ỏnh giỏ mt s thut toỏn qun lý kt ni ca mt nỳt mng vi cỏc nỳt mng lõn cn nú Thụng qua ú lun xut vic ỏp dng tng thut toỏn theo tng mc ớch ng dng v rng buc c th Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page of 166 Header Page 10 of 166 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng Chng Qun lý vic bt tt cỏc nỳt mng Chng ny phõn tớch v ỏnh giỏ mt s giao thc bt tt cỏc nỳt mng nhm tit kim nng lng cho cỏc nỳt mng v xut vic ỏp dng cỏc giao thc ú theo nhng mc tiờu v rng buc c th Chng Mt s vớ d ng dng Chng ny a mt s kch bn v ng dng minh cho vic la chn cỏc giao thc qun lý topology ó phõn tớch chng v chng Phn Kt lun trỡnh by tng hp cỏc kt qu thc hin lun v phng hng nghiờn cu tip theo v cỏc ni dung ca lun Mc dự ó c gng ht sc, v c cỏc thy cụ giỏo, gia ỡnh v bn bố to mi iu kin thun li hc nghiờn cu, nhng lun chc hn s khụng trỏnh cú nhiu sai sút Rt mong c s úng gúp ý kin, nhn xột tụi cú th hon thin c kt qu lm vic ca mỡnh Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 10 of 166 Header Page 59 of 166 52 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng u hot ng s to ca cỏc cng ng Nhng ch sau mt khong thi gian ngn, nng lng hao phớ iu khin s dao ng xung quanh mt giỏ tr c nh Hỡnh di l mt th rng ca, bi l mt nỳt s cp nht thụng tin v cng ng ca nú mt cỏch nh k Ti mi thi im cp nht nh vy, cỏc gúi tiờn iu khin s c trao i Hỡnh 3.11: T l phn trm ca nng lng dựng cho vic iu khin giao thc CAW So sỏnh CAW v AWP Nh bng 3.2 v 3.3, CAW hot ng tt hn AWP cú t l yờu cu c th hin thnh cụng cao hn v thi gian tr thp hn Kt qu cho thy rng t l yờu cu c thc hiờn thnh cụng CAW ln hn AWP c hai cựng thc hin download cựng mt series cỏc file sau 3000 giõy Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 59 of 166 Header Page 60 of 166 53 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng Bng 3.2: T l yờu cu download file c thc hin thnh cụng i vi CAW v AWP CAW AWP Ln nht 0.99 0.88 Trung bỡnh 0.98 0.85 Nh nht 0.89 0.81 Bng 3.3: tr ca CAW v AWP CAW AWP Ln nht 110.20 143.50 Trung bỡnh 100.50 122.80 Nh nht 98.72 100.86 3.4 Khuyn ngh v vic s dng cỏc giao thc Nh ó phõn tớch phn 3.3, mi giao thc bt tt nỳt mng nờu trờn u gn lin vi tớnh chuyn ng ca nỳt mng Tớnh chuyn ng ca nỳt mng cng l mt c tớnh c bn v quan trng nht mng khụng dõy tựy bin Vỡ vy, phn ny s a nhng so sỏnh, ỏnh giỏ v xut s dng cỏc thut toỏn trờn da trờn tớnh chuyn ng ca cỏc nỳt mng Kt qu xut c a bng sau: Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 60 of 166 Header Page 61 of 166 54 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng Bng 3.4: xut s dng cỏc thut toỏn bt tt nỳt mng Tớnh chuyn ng ca nỳt mng Cú chuyn ng Khụng chuyn ng RAW Khụng nờn s dng Nờn s dng AWP CAW Nờn s dng Nờn s dng Khụng nờn Khụng nờn s dng s dng Kt qu xut trờn c gii thớch nh sau: Trng hp nỳt mng cú chuyn ng: Thut toỏn RAW khụng m bo nỳt mng lõn cn cú th kt ni vi thi gian time frame, thut toỏn AWP v CAW luụn m bo iu ny Vỡ vy, vic s dng AWP hoc CAW (Nu cú th xõy dng cng ng) trng hp ny l hp lý hn Trng hp nỳt mng khụng chuyn ng: Theo kt qu phõn tớch phn trờn, giao thc RAW cú hiu nng cao hn so vi AWP nỳt mng khụng chuyn ng (c bit l mt nỳt mng ln) Vỡ vy, vic s dng RAW trng hp ny l hp lý hn Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 61 of 166 Header Page 62 of 166 55 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng CHNG - MT S NG DNG 4.1 Gii thiu Chng ny ca lun a vớ d v mt s dng c xõy dng trờn mng khụng dõy tựy bin Thụng qua vic phõn tớch cỏc c im yờu cu ca ng dng lun s xut ỏp dng cỏc giao thc qun lý topology thớch hp cho tng ng dng 4.2 ng dng khc phc thm 4.2.1 Yờu cu Xột tỡnh sau: Mt cn ng t khng khip ó tn phỏ thnh ph, ú cú hu ht cỏc c s h tng vin thụng (nh cỏc ng in thoi, trm vụ tuyn c s ) Nhiu i cu h ( nh lớnh cu ha, cnh sỏt, bỏc s, cỏc tỡnh nguyn viờn ) ang n lc cu mi ngi cn ng t v cha tr cho nhng ngi b thng h tr tt hn cho i cu h, cỏc hot ng cu h ca h phi c hp tỏc vi Rừ rng l hot ng hp tỏc nh th ch cú th thc hin cỏc nhõn viờn cu h cú th giao tip, thụng tin vi nhau, c vi ng nghip ca mỡnh ( vớ d cnh sỏt vi cnh sỏt khỏc) v c vi thnh viờn ca i cu h khỏc (vớ d lớnh cu yờu cu s tr giỳp t bỏc s) Vi nhng cụng ngh hin ti, nhng n lc ca i cu h s rt khú thnh cụng nhng c s h tng vin thụng c nh bỡ tn phỏ nng n Thm nhng thnh viờn ca i cu h ny c trang b mỏy vụ tuyn cm tay (walkie-talkie) hay cỏc thit b tng t khỏc trng hp khụng th truy cp c vi cỏc im c nh, ch nhng kt ni gia nhng thnh viờn ca i cu h ng gn mi thc hin c Vỡ lý ny, mt Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 62 of 166 Header Page 63 of 166 56 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng nhng u tiờn vic qun lý v khụng ch thm ngy l ci t li cỏc c s h tng vin thụng nhanh nht cú th, bng cỏch sa cha cỏc thit b, kt cu h hng hay trin khai cỏc thit b vin thụng tm thi (vớ d nh vans c trang b angten radio) khc phc khú khn trờn, cn xõy dng mt h thng kt ni, liờn lc gia cỏc nhõn viờn cu h tha cỏc yờu cu sau: Khụng cn c s h tng vin thụng, h tng in Thi gian trin khai nhanh Cỏc thit b cú th kt ni trng thỏi chuyn ng Phm vi kt ni rng (Cú th ton thnh ph) Kt ni cn c trỡ ton b thi gian cu h 4.2.2 Gii phỏp Trang b cho nhõn viờn cu h nhng thit b di ng chuyờn dng cú h tr kt ni khụng dõy tựy bin Khi thm xy ra, cỏc nhõn viờn cu h cú th thit lp mt mng khụng dõy tựy bin phc v cụng tỏc cu h Vi cỏc c im ca mng tựy bin, h thng cú th ỏp ng c nhng yờu cu sau: Khụng cn c s h tng vin thụng, h tng in: Do cỏc thit b kt ni trc tip vi bng súng radio v s dng ngun in di ng nh pin, acquy nờn khụng cn h tng vin thụng v h tng in Thi gian trin khai nhanh: Mng tựy cú th c thit lp mt cỏch t ng cỏc thit b di ng c bt lờn, vỡ vy thi gian trin khai mng nhanh chúng Cỏc thit b cú th kt ni trng thỏi chuyn ng: C ch hot ng ca mng tựy bin cho phộp cỏc nỳt mng kt ni vi Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 63 of 166 Header Page 64 of 166 57 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng lỳc di chuyn, cỏc nỳt mng cng cú th tham gia mng hoc ri mng mt cỏch t Phm vi kt ni rng: bng cỏch s dng cỏc giao tip khụng dõy phõn tỏn gia nhiu im truy cp khỏc nhau, cỏc i cu h cỏch xa cng cú th liờn lc vi nhau, ú thnh viờn i cu h khỏc khong gia s hot ng nh cỏc trm chuyn tip Vỡ khu vc xy thm s trung nhiu i cu h, nờn cỏc liờn lc phm vi thnh ph cú th thc hin c giỳp cỏc n lc cu h c hp tỏc thnh cụng Vic ỏp ng yờu cu cui cựng Kt ni cn c trỡ sut thi gian cu h ph thuc rt nhiu vo cụng ngh lu tr ca cỏc ngun in di ng nh pin, acquy Tuy nhiờn ta cú th s dng cỏc giao thc qun lý topology gúp phn tit kim nng lng cho cỏc ngun in ny Vic la chn giao thc qun lý topology phự hp s gúp phn lm tng hiu nng s dng ca mng v tng thi gian trỡ kt ni 4.2.3 La chn giao thc qun lý topology 4.2.3.1 Qun lý kt ni cỏc nỳt mng lõn cn Mi nhúm cu h s c trang b nhng loi thit b di ng chuyờn dng khỏc phự hp vi cụng vic v chuyờn mụn ca tng nhúm Vớ d nh lớnh cu thỡ cn phi di chuyn nhanh, lm nhim v ti cỏc a hỡnh phc v nguy him Vỡ vy, thit b di ng chuyờn dng cn phi c thit k nh gn, chng c va p, nhit cao Ngc li, i vi cỏc bỏc s thỡ phn ln thi gian l lm vic xe cu thng nờn cú th s dng cỏc thit b di ng chuyờn dng cú kớch thc ln hn, cú th lu tr thờm mt s phn mm y hc phc v cụng vic cu h Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 64 of 166 Header Page 65 of 166 58 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng Nh vy, mc nng lng ca cỏc nỳt mng l chờnh lch Mt s nỳt mng cú mc nng lng cao, mt s khỏc li cú mc nng lng thp Nu khụng s dng giao thc qun lý topology thỡ nhng nỳt cú mc nng lng thp s sm b cn nng lng v mt kt ni vi cỏc nỳt khỏc Mt khỏc, ta cng nhn thy õy l mng cú tớnh cỏ nhõn thp (Do cỏc nỳt mng cn hp tỏc cht ch vi thc hin mc ớch chung l cu h) Da vo nhng phõn tớch trờn, tham chiu n bng 2.8 v phn ỏnh giỏ ca tng thut toỏn xõy dng lin k, ta nhn thy thut toỏn xõy dng lin k da trờn mc nng lng ca cỏc nỳt mng l phự hp nht Theo thut toỏn ny, nhng nỳt cú mc nng lng cao s phi chu ti nhiu hn vic trỡ mng so vi cỏc nỳt cú mc nng lng thp Nh vy, kt ni ca mng s c trỡ lõu hn 4.2.3.2 Qun lý vic bt tt cỏc nỳt mng Do c thự ca cụng vic cu h, cỏc nỳt mng thng xuyờn trng thỏi chuyn ng Tham chiu ti bng 2.8, ta nhn thy giao thc AWP l phự hp vi ng dng ny Giao thc ny m bo rng nỳt mng lõn cn s trao i thụng tin c vi khong thi gian time frame Ta cú th tip tc ci tin h thng bng cỏch ỏp dng ý tng s dng khỏi nim cng ng ca giao thc CAW Nu nh gi thit rng nhng thnh viờn cựng mt nhúm cu h s trao i thụng tin vi nhiu hn rt nhiu so vi trao i vi cỏc nhúm khỏc Ngha l mt thnh viờn i lớnh cu s trao i thụng tin vi cỏc lớnh cu khỏc nhiu hn so vi vic trao i thụng tin vi cỏc bỏc s hoc cnh sỏt Khi ú ta cú th coi mi nhúm cu h l mt cng ng v ỏp dng giao thc CAW bt tt cỏc cng ng ny im khỏc bit so vi thut toỏn CAW l cỏc cng ng õy khụng c thit lp da trờn th hng ca file chia s m c c gỏn theo nhúm cu h Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 65 of 166 Header Page 66 of 166 59 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng 4.3 ng dng giỏm sỏt v theo dừi 4.3.1 Yờu cu Xột tỡnh sau: Mt khu rng nguyờn sinh rng hng trm hecta cn c giỏm sỏt v theo dừi v sc giú, nhit , ỏp sut, m ca tng khu vc v cnh bỏo cú cỏc bt thng xy (nh chỏy rng ) 4.3.2 Gii phỏp Ta s dng cỏc sensor thụng minh c gn vi acquy cú kh nng kt ni khụng dõy tựy bin v t ti nhng khu vc khỏc rng Cỏc sensor s thu thp d liu nh nhit , ỏp sut, m v phõn tớch phỏt hin nhng hin tng bt thng Mi sensor u bit v trớ a lý ca chớnh nú (xỏc nh bng kinh , v ) iu ny cú th thc hin bng cỏch tớch hp thờm b nhn tớn hiu GPS vo cỏc sensor hoc mi trin khai mt sensor ngi dựng thit lp cỏc giỏ tr ny nh k, cỏc sensor s trao i d liu vi nhng nỳt lõn cn ca nú nhm xỏc nh nhng hin tng bt thng cú th xy D liu ny c kt hp v gi lan truyn mng v ngi dựng cú th thu nhn c t mt v trớ no ú ven rng Trong trng hp phỏt hin nhng du hiu bt thng (Vớ d trng hp xy chỏy, nhit o c ca sensor cao hn nhiu so vi cỏc sensor lõn cn hoc vt quỏ mt ngng cho phộp) thỡ mt th tc c bit c thc hin Sensor phỏt hin du hiu bt thng s kt ni vi nhng nỳt lõn cn nú kim tra xem cỏc du hiu tng t cú xy cỏc nỳt ú khụng Sau ú sensor s xỏc nh v trớ a lý ca khu vc xy bt thng v gi message bỏo ng ú cha ta ca im xy bt thng ti cỏc nỳt lõn cn, ú ỏnh du mc u tiờn cao Message ny c lan truyn mng v nhanh chúng ti c thit b thu nhn thụng tin ca ngi qun lý ven rng Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 66 of 166 Header Page 67 of 166 60 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng Hỡnh 4.1: Quỏ trỡnh gi message bỏo ng mng sensor phỏt hin du hiu bt thng Nh vy mng cnh bỏo ny cn t cỏc yờu cu sau: Khụng cn h tng vin thụng, h tng in Phm vi kt ni rng Kt ni mng cn c trỡ thi gian di Vi c tớnh ca mt mng khụng dõy tựy bin, mng sensor nờu trờn cú th ỏp ng c yờu cu v vic khụng cú h tng vin thụng v phm vi kt ni rng ỏp ng yờu cu v trỡ kt ni thi gian di thỡ ngoi vic s dng loi acquy cú dung lng ln cho cỏc sensor ta cũn phi la chn mt giao thc qun lý topology thớch hp 4.3.3 La chn giao thc qun lý topology 4.3.3.1 Qun lý kt ni ca mt nỳt mng vi cỏc nỳt lõn cn c im ca mng sensor nờu trờn l khụng cú tớnh cỏ nhõn (do cỏc nỳt mng c qun lý chung), v thi gian trỡ hot ng v kt ni ca cỏc Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 67 of 166 Header Page 68 of 166 61 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng nỳt mng cng di cng tt Tham chiu bng 2.8, ta nhn thy thut toỏn xõy dng lin k da trờn mc nng lng ca nỳt mng l phự hp nht Theo thut toỏn ny, nhng nỳt cú mc nng lng cao s phi chu ti nhiu hn vic trỡ mng so vi cỏc nỳt cú mc nng lng thp Nh vy, kt ni ca mng s c trỡ lõu hn 4.3.3.2 Qun lý vic bt tt cỏc nỳt mng V trớ cỏc nỳt mng sensor núi trờn c c nh, mt nỳt mng tng i ln Tham chiu bng 3.4, ta nhn thy, giao thc RAW l phự hp nht bt tt cỏc nỳt mng Trong giao thc ny, mt s nỳt mng c tt i m khụng b nh hng ti vic truyn d liu ca nhng nỳt mng khỏc Cỏc nỳt mng cú th tit kim ti 65% nng lng tiờu th, m bo t l cỏc gúi tin c gi thnh cụng trờn 95% 4.4 ng dng chia s file ti cỏc khu vc ụng ngi 4.4.1 Yờu cu Xột tỡnh sau: Mt mng khụng dõy tựy bin c thit lp t phỏt ti khu vc ụng ngi nh mt toa tu, trờn mt xe buýt, hoc mt tũa nh Ngi dựng ti cỏc nỳt mng mun chia s cỏc file õm nhc, video clip Nh vy, mng tựy bin trờn cú nhng c im sau: Mang tớnh cỏ nhõn cao Phm vi kt ni nh Cỏc nỳt mng cú dch chuyn 4.4.2 Gii phỏp Nhng thit b tham gia vo mng cn phi h tr kt ni P2P cú th phỏt hin v kt ni vi cỏc thit b lõn cn Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 68 of 166 Header Page 69 of 166 62 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng 4.4.3 La chn giao thc qun lý topology 4.4.3.1 Qun lý kt ni ca mt nỳt mng vi cỏc nỳt lõn cn c im ca mng nờu trờn l cỏc nỳt mng cú tớnh cỏ nhõn cao, mi ngi dựng u mong mun bo v quyn li ca mỡnh Tham chiu bng 2.8 ta nhn thy thut toỏn da trờn tớnh cụng bng l phự hp nht Thut toỏn ny s giỳp iu tit cho mc úng gúp ca cỏc nỳt mng vo vic trỡ mng chung l cụng bng Nh ú, trỏnh c s tranh cói gia nhng ngi s dng mt s ngi ớt s dng ti nguyờn ca mng nhng thit b di ng ca h li nhanh chúng b cn kit nng lng 4.4.3.2 Qun lý vic bt tt cỏc nỳt mng Trong ng dng ny, cỏc nỳt mng thng xuyờn dch chuyn Tham chiu bng 3.4, ta nhn thy giao thc AWP l phự hp vi ng dng ny Giao thc ny m bo rng nỳt mng lõn cn s trao i thụng tin c vi khong thi gian time frame Nh ú, mng luụn m bo kt ni Trong trng hp cú th thng kờ c mc ph bin ca cỏc file c chia s mng thỡ ta cú th s dng giao thc CAW tng hiu nng ca vic trao i file Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 69 of 166 Header Page 70 of 166 63 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng KT LUN Kt qu t c ca lun Thụng qua vic tỡm hiu bi toỏn qun lý topology cho mng khụng dõy P2P lun ó phõn tớch, ỏnh giỏ, so sỏnh mt s giao thc qun lý topology tiờu biu v xut vic ng dng cỏc giao thc ú cho cỏc mc tiờu v rng buc c th Lun cng a mt s vớ d minh cho vic la chn cỏc giao thc qun lý topology mt cỏch phự hp cho mt s ng dng vi nhng rng buc khỏc Phng hng nghiờn cu tip theo Lnh vc qun lý topology cho mng khụng dõy P2P mang tớnh thi s v ngy cng c quan tõm nghiờn cu nhiu hn Tuy nhiờn, mt quan trng cha c quan tõm ỳng mc, ú l s tng tỏc gia giao thc qun lý topology vi cỏc tng giao thc khỏc mng khụng dõy, c th l tng giao thc MAC v routing Vỡ vy, hng nghiờn cu tip theo ca lun l nghiờn cu, xut nhng phng thc tớch hp cỏc giao thc qun lý topology núi trờn vo tng giao thc ca mng khụng dõy cho t hiu qu cao nht Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 70 of 166 Header Page 71 of 166 64 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng TI LIU THAM KHO [1] A Muqattash and M M Krunz (April 2004), A Distributed transmission power control protocol for mobile ad hoc networks, IEEE Trans on Mobile Computing, vol 3, pp 113128 [2] Apple Incorporated, http://www.apple.com/iphone/ [3] Andrew Ka Ho Leung and Yu-Kwong Kwok (July 2005), CommunityBased Asynchronous Wakeup Protocol for Wireless Peer-to-Peer File Sharing Networks, Proceedings of the IEEE Second Annual International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Networking and Services (MobiQuitous2005), San Diego, California, USA [4] Andrew Ka Ho Leung and Yu-Kwong Kwok (June 2005), On Topology Control of Wireless Peer-to-Peer File Sharing Networks: Energy Efficiency, Fairness and Incentive, Proceedings of the IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks (WoWMoM2005), Taormina , Giardini Naxos, Italy [5] BitTorrent Incorporated, http://www.bittorrent.com [6] G Salton and M J McGill (1983), Introdution to modern information retrieval, McGraw-Hill [7] Gaurav Srivastava, Paul Boustead, Joe F.Chicharo (2003), ''A Comparison of Topology Control Algorithms for Ad-hoc Network'', University of Wollongong, NSW, Australia [8] H Allali and G Heijenk (September 2002), Traffic characterization for a UMTS radio access network, Proc 4th IntlWorkshop on Mobile and Wireless Communication Network, pp 497501 Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 71 of 166 Header Page 72 of 166 65 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng [9] HTC Incorporated, http://www.htc.com/www/product.aspx [10] J Elson, L Girod, and D Estrin (2002), Fine-grained network time synchronization using reference broadcasts, Proceedings of the Fifth Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI) [11] L Li and J Y Halpern (May 2004), A minimum-mnergy pathpreserving topology control algorithm, IEEE Trans on Wireless Communications, vol 3, pp 910921 [12] L M Feeney and M Nilsson (April 2001), Investigating the energy consumption of a wireless network interface in an ad hoc networking environment, Proc IEEE INFOCOM 2001, vol 3, pp 15481557 [13] M X Cheng, M Cardei, J Sun, X Cheng, L wang, Y Xu and D Z Du (December 2004), Topology control of ad hoc wireless networks for energy efficiency, IEEE Trans on Computers, vol 53, no 12, pp 16291635 [14] N Li and J C Hou (March 2004), Topology control in heterogeneous wireless networks: problems and solutions, Proc IEEE INFOCOM 2004, vol [15] Paolo Santi (2005), Topology control in wireless ad hoc and sensor network, John Wiley & Sons Ltd [16] R Rajaraman (July 2002), Topology control and routing in ad hoc networks: a survey, ACM SIGACT News 2002, pp 6073 [17] R Zheng, J Hou, and L Sha (January 2003), Asynchronous wakeup for ad hoc networks, The Fourth ACMInternational Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing (MobiHoc 03) [18] Ramesh Subramanian, Brian D Goodman (2002), P2P Computing: The Evolution of a Disruptive Technology, Idea Group Inc, Hershey [19] Ripeanu, Matei and Foster, Ian and Iamnitchi, Adriana (2002), Mapping Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 72 of 166 Header Page 73 of 166 66 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng the Gnutella network: Properties of large-scale peer-to-peer systems and implications for system design, IEEE Internet Computing Journal [20] Scott Jensen (2003), The P2P revolution, peer-to-peer networking and the entertainment industry, http://www/nonesuch.org/p2prevolution [21] T H Cormen, C E Leiserson, R L Rivest and C Stein (2001), Introdution to Algorithms, The MIT Press [22] V Paruchuri, S Basavaraju, A Durresi, R Kannan, and S S Iyengar (October 2004), Random asynchronous wakeup protocol for sensor networks, Proc IEEE BROADNETS 2004, pp 710717 [23] V Rodoplu and T H Meng (August 1999), Minimum energy mobile wireless networks, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 17, pp 13331344 [24] W Li (2005), Zipfs Law, The Robert S Boas Center for Genomics and Human Genetics, http://www.nslij-genetics.org/wli/zipf/ [25] X Y Li, Y Wang, and W.Z Song (December 2004), Applications of k-local MST for topology control and broadcasting in wireless ad hoc networks, IEEE Trans on Parallel and Distributed Systems, vol 15, pp 10571069 Phựng Minh Quõn - Lun cao hc Footer Page 73 of 166 ... 166 giáo dục đào tạo TRƯờNG ĐạI HọC bách khoa Hà Nội [ Phùng minh quân giao thức quản lý topology mạng không dây ngang hàng Chuyên ngành: Công nghệ thông tin Luận văn thạc sĩ khoa học Ngời hớng... toỏn qun lý topology, c th l gii quyt nờu trờn 1.2.3 V trớ ca giao thc qun lý topology tng giao thc ca mng tựy bin Mt cõu hi c t l: Giao thc qun lý topology s c t õu mụ hỡnh phõn tng giao thc... 166 Header Page 18 of 166 11 Giao thc qun lý topology mng khụng dõy ngang hng Hỡnh 1.4: V trớ ca giao thc qun lý topology tng giao thc 1.2.3.1 Quan h gia lp qun lý topology v lp routing Lp routing