Định tuyến dựa vào vị trí của Gateway trong mạng hình lưới không dây lai

Bài viết đề xuất giao thức định tuyến IMP-AODV cho mạng hình lưới không dây lai (HMN). Ý tưởng cơ bản của bài báo là đề xuất giải pháp nhằm giới hạn phạm vi quảng bá của các thông điệp tìm đường tới các nút mạng gần với vị trí của gateway ở Lớp 1 trong HMN, điều này sẽ làm giảm các thông điệp dư thừa và do vậy dẫn đến tăng hiệu năng của mạng HMN. Kết quả mô phỏng sử dụng phần mềm NS-2 đã cho thấy hiệu quả của giao thức IMP-AODV qua các độ đo hiệu năng về dư thừa số bản tin định tuyến và hiệu quả truyền dữ liệu (throughput). Mời các bạn cùng tham khảo!

Định Tuyến Dựa Vào Vị Trí Của Gateway Trong Mạng Hình Lưới Khơng Dây Lai Đồng Duy Huy Lê Anh Ngọc Khoa Điện Tử Viễn Thông, Đại Học Điện Lực 235 Hoàng Quốc Việt, Hà nội Email: duyhuy2906@gmail.com; anhngoc@epu.edu.vn hiệu giao thức lại khơng cao đặc tính quảng bá q trình khám phá tuyến Abstract — Trong báo này, đề xuất giao thức định tuyến IMP-AODV cho mạng hình lưới không dây lai (HMN) Ý tưởng báo đề xuất giải pháp nhằm giới hạn phạm vi quảng bá thơng điệp tìm đường tới nút mạng gần với vị trí gateway Lớp HMN, điều làm giảm thông điệp dư thừa dẫn đến tăng hiệu mạng HMN Kết mô sử dụng phần mềm NS-2 cho thấy hiệu giao thức IMP-AODV qua độ đo hiệu dư thừa số tin định tuyến hiệu truyền liệu (throughput) Phần lại báo tổ chức sau: Phần II giới thiệu tổng quan vấn đề định tuyến mạng HMN Trong phần III, đề xuất giải pháp cải tiến định tuyến IMPAODV cho mạng HMN Phần IV cung cấp kết đánh giá hiệu giao thức Cuối cùng, kết luận báo phần V TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY Vấn đề định tuyến mạng HMN gặp thách thức tương tự mạng tùy biến không dây MANET [3,4]: nút mạng mesh client, thiết bị người dùng điện thoại thông minh, laptop, … ln có xu hướng tự chuyển động Các liên kết bị phá vỡ khơi phục lúc Ngồi ra, dải thơng mạng không dây thấp, nút bị hạn chế nguồn nuôi nên tổng lưu lượng dành cho định tuyến cần phải nhỏ Các giao thức định tuyến cho mạng MANET áp dụng cho HMN, phân thành nhóm [4]: định tuyến theo yêu cầu (Demand Driven), định tuyến theo bảng (Table Driven), định tuyến lai ghép (Hybrid Driven): II Keywords – Hybrid WMN, AODV, routing I GIỚI THIỆU Mạng hình lưới khơng dây lai (HMN - Hybrid Mesh Networks) mơ hình truyền thơng thiết lập nút mạng không dây kết nối với theo dạng lưới [1,2]: Lớp bao gồm mạng lưới gateway cung cấp kết nối tới mạng Internet mạng khác Lớp bao gồm mạng lưới các thiết bị định tuyến khơng dây (mesh router) cố định di chuyển thực chức chuyển tiếp tới gateway lớp Lớp mạng lưới thiết bị người dùng di động (mesh client) có nhu cầu kết nối Internet mạng khác thông qua lớp lớp (Hình 1) Định tuyến theo yêu cầu: Trong phương pháp định tuyến theo yêu cầu, đường dẫn tìm kiếm cần thiết, hoạt động tìm tuyến bao gồm thủ tục xác định tuyến Thủ tục tìm tuyến kết thúc tuyến khơng tìm thấy khơng có tuyến khả dụng sau xác minh tồn tập hốn vị tuyến Trong mạng MANET, tuyến hoạt động ngừng tính di động node Vì vậy, thơng tin trì tuyến tối quan trọng giao thức định tuyến theo yêu cầu So với giao thức định tuyến theo bảng, giao thức định tuyến theo yêu cầu thường có tiêu đề trao đổi thơng tin định tuyến nhỏ Vì vậy, mặt nguyên tắc, giao thức có khả mở rộng tốt giao thức định tuyến theo bảng Tuy nhiên, vấn đề lớn giao thức định tuyến theo yêu cầu trễ tìm kiếm tuyến trước chuyển tiếp thơng tin liệu Một số giao thức định tuyến theo yêu cầu gồm: giao thức định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing) [4], giao thức định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector routing) [5] giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm) [6] Internet Level gateways IGW IGW IGW Level backbone of mesh routers Mesh router Mesh client Level mesh clients Mesh client Mesh clients connected in multi-hop Hình Mạng hình lưới không dây lai (HMN) Các mesh client mesh router liên kết khơng dây đa chặng với sử dụng giao thức định tuyến tương tự mạng tùy biến khơng dây MANET [3,4] Trong giao thức AODV [5] giao thức định tuyến theo yêu cầu nghiên cứu phát triển rộng rãi Tuy nhiên, giao thức AODV thiết kế cho mạng có tính di động cao, trường hợp mạng HMN mạng có tính di động thấp (các mesh router thay đổi) có kết nối tới Internet mạng khác Định tuyến theo bảng: Trong phương pháp định tuyến theo bảng, node mạng MANET liên tục đánh giá tuyến tới node để trì tính tương thích, cập nhật thơng tin định tuyến Vì vậy, node nguồn đưa đường dẫn định tuyến cần Trong giao thức định tuyến theo bảng, tất node cần trì thơng tin cấu hình mạng Khi cấu hình mạng thay đổi, cập nhật truyền lan mạng nhằm thông báo thay đổi Hầu hết 199 giao thức định tuyến theo bảng kế thừa sửa đổi đặc tính tương thích từ thuật tốn chọn đường dẫn ngắn mạng hữu tuyến truyền thống Các thuật toán định tuyến theo bảng sử dụng cho node cập nhật trạng thái mạng trì tuyến có lưu lượng hay khơng Vì vậy, tiêu đề thơng tin để trì cấu hình mạng giao thức thường lớn Một số giao thức định tuyến điển hình theo bảng MANET gồm: định tuyến vector khoảng cách đích DSDV (Destination Sequence Distance Vector) [7], định tuyến trạng thái tối ưu liên kết OLSR (Optimized Link State Routing) [8]… tới nút mạng HMN (hình 2) Mỗi nút mạng trì biến HC để lưu trữ giá trị khoảng cách tới gateway, riêng nút Gateway có giá trị HC Begin Begin Node i receives HELLO packet Generate the HELLO packet No No Định tuyến lai ghép: Các giao thức định tuyến lai ghép đề xuất để kết hợp đặc tính ưu điểm giao thức định tuyến theo bảng theo yêu cầu Thông thường, giao thức định tuyến lai ghép MANET sử dụng kiến trúc phân cấp Các giao thức định tuyến theo bảng theo yêu cầu triển khai cấp thích hợp Một số ví dụ giao thức định tuyến lai ghép: giao thức định tuyến vùng ZRP (Zone Routing Protocol) [9], giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa vùng ZHLS (Zone-based Hierarchical Link State routing) [10] … Packet has Gateway ID Node i has Gateway ID Yes No Yes HCHELLO