Đồ án thực tập: Đánh giá thông lượng của DSR trong mạng ADHOC

MẪU ĐỒ ÁN (HOẶC LUẬN VĂN ) TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ THÔNG LƯỢNG CỦA DSR TRONG MẠNG AD.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ THÔNG LƯỢNG CỦA DSR TRONG MẠNG AD HOC Giảng viên hướng dẫn: VƯƠNG XUÂN CHÍ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TUẤN LONG MSSV: 1711548000 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính Đơn vị thực tập: Cơng ty TNHH MTV ĐTTM HỒNG QUANG Khóa: 2017 Tp.HCM, 10 tháng 05 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ THÔNG LƯỢNG CỦA DSR TRONG MẠNG AD HOC Giảng viên hướng dẫn: TRẦN VƯƠNG XUÂN CHÍ Sinh viên thực hiện: TRẦN NGUYỄN TUẤN LONG MSSV: 1711548000 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính Đơn vị thực tập: Cơng ty TNHH MTV ĐTTM HỒNG QUANG Khóa: 2017 Tp.HCM, 10 tháng 05 năm 2022 LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy cô giảng viên trường Đại Học Nguyễn Tất Thành công ty TNHH MTV ĐTTM HỒNG QUANG truyền đạt kiến thức quý báu cho thời gian học trường Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Vương Xuân Chí - Khoa Cơng nghệ thơng tin -Đại Học Nguyễn Tất Thành hướng dẫn tơi hồn thành tốt đồ án báo cáo Tơi cảm ơn gia đình, bạn bè hỗ trợ giúp đỡ tơi hồn thành đề tài i LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, mạng không dây đời sống người ngày đóng vị trí quan trọng Trong số mạng không dây, mạng ad-hoc quan tâm cáchđặc biệt Khơng giống mạng có dây truyền thống hay mạng khơng dây có sơ sở hạtầng, 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 ad-hoc vấn đề quan trọng, nghiên cứu nhiều ảnh hưởngrất lớn đến hiệu suất mạng Đây nội dung đề tài Đề tài gồm chương: Chương 1: Tổng quan mạng không dây mạng Ad-hoc Chương 2: Các giao thức định tuyến mạng Ad-hoc Chương 3: Một số ứng dụng mạng di động Ad-hoc Do thời gian có hạn, đồ án mơn học em cịn số thiếu sót,rất mong nhận bảo, góp ý thông cảm cô Em hi vọng sau có thểtiếp tục nghiên cứu sâu vấn đề phát triển thành luận văn tốt nghiệp.Bài tìm hiểu có sử dụng số kiến thức nhiều nguồn khác ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TPHCM, Ngày …… tháng …… năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký tên, đóng dấu) iii NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP TPHCM, Ngày …… tháng …… năm 2017 Xác nhận đơn vị thực tập (Ký tên, đóng dấu) iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI MỞ ĐẦU ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC BẢNG HÌNH viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix Chương I: TỔNG QUANG VỀ MẠNG KHÔNG DÂY VÀ MẠNG AD-HOC .1 Giới thiệu chung .1 Tổng quan Các loại mạng không dây phổ biến 3.1 Bluetooth 3.2 IrDA 3.3 HomeRF 3.4 802.11 (wifi) 4 So sánh loại công nghệ mạng không dây 5 Giới thiệu mạng Ad-hoc Chương 2: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD-HOC Yêu cầu thuật toán định tuyến cho mạng ad-hoc .8 Các giao thức định tuyến 11 Giao thức DSR mạng Ad-hoc (Dynamic Source Routing) 13 3.1 Route Discovery 14 3.2 Route maintenance 15 Ưu điểm nhược điểm DSR 16 Mô DSR 17 5.1 Các thông số giao thức 17 5.2 Q trình mơ .17 Đánh giá chung hiệu mạng DSR 22 Chương 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG AD-HOC 23 v Ứng dụng tìm kiếm cứu nạn 23 Ứng dụng quốc phòng 23 Ứng dụng chăm sóc sức khỏe – y tế 23 Ứng dụng giáo dục 24 Ứng dụng công nghiệp 24 Ứng dụng đời sống 24 KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 PHỤ LỤC 29 vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii Thông số chung sau chạy mô phỏng: 21 Thơng lượng trung bình nút : Tỷ lệ truyền gói tin thành cơng node: 22 Đánh giá chung hiệu mạng DSR Sau chạy mô ta thấy: - Giao thức DSR có độ trễ cao giao thức định tuyến theo yêu cầu, thiết lập tuyến đường đến đích u cầu Do đó, lần nút nguồn muốn gửi tin tới đích, lại phải khởi động q trình khám phá tuyến khơng tìm thấy tuyến đường thích hợp Sau đó, nút nguồn lại phải đợi nút đích gửi tin trả lời bắt đầu trình trao đổi Như vậy, cách thức hoạt động giao thức nguyên nhân gây khác biệt độ trễ - Tỷ lệ gói DSR thấp q trình khám phá tuyến trì tuyến DSR có đặc điểm tối ưu Chương 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG AD-HOC 23 Ứng dụng tìm kiếm cứu nạn Khi phải đối mặt với tình động đất, bão, thảm họa tương tự, mạng di động ad-hoc chứng minh hữu ích trongviệc tìm kiếm cứu hộ Nói chung, thảm họa khiến cho số lượng lớn dân cư khơng có lượng điện khả liên lạc phá hủy sở hạ tầng Mạng ad-hoc khơng dây thiết lập mà khơng cần sở hạ tầng cung cấp sựliên lạc tổ chức cứu trợ khác để phối hợp hoạt động cứu hộ họ Ứng dụng quốc phịng An tồn thơng tin liên lạc khía cạnh quan trọng hoạt động quốc phòng thành cơng Ngồi ra, nhiều hoạt động quốc phịng diễn địa điểm nơi mà sở hạ tầng thơng tin liên lạc khơng có sẵn Sử dụng mạng adhoc mạng cảm biến tình trở nên hữu ích thiết thực Các đơn vị khác (bộ binh, hải quân, không quân) tham gia vào hoạt động quốc phịng cần phải trì thơng tin liên lạc với Máy bay không quân bay đội hình thiết lập mạng ad-hoc để giao tiếp với chia sẻ hình ảnh, liệu với Một nhóm binh di chuyển sử dụng mạng adhoc để giao tiếp với Ứng dụng chăm sóc sức khỏe – y tế Trao đổi đa phương tiện thông tiện (âm thanh, video, liệu) thông tin bệnh nhân sở chăm sóc sức khỏe hữu ích tình quan trọng khẩn cấp Một cá nhân vận chuyển đến bệnh viện xe cứu thương trao đổi thông tin cách sử dụng mạng di dộng ad-hoc Một chun viên chăm sóc sức khỏe, nhiều tình huống, vị tốt để chuẩn đoán chuẩn bị kế hoạch điều trị cho người người có thơng tin hình ảnh khơng phải thơng tin có âm liệu Ví dụ, thơng tin hình ảnh hữu ích việc đánh giá phản xạ xem khả phối hợp bệnh nhân 24 Ứng dụng giáo dục Hầu hết tổ chức giáo dục có mạng giao tiếp khơng dây q trình xây dựng hạ tầng sở Như môi trường cung cấp cho sinh viên giảng viên môi trường thuận tiện để tương tác hoàn thành nhiệm vụ học tập giảng dạy Mạng khơng dây ad-hoc nâng cao mơi trường dạy học thêm nhiều tính hấp dẫn Ví dụ, mạng lưới thơng tin liên lạc khơng dây ad-hoc thiết lập giảng viên với sinh viên theo học lớp Ứng dụng công nghiệp Hầu hết khu công nghiệp cơng ty có mạng lưới thơng tin liên lạc không dây chỗ, đặc biệt môi trường sản xuất Các sở sản xuất, nói chung, có nhiều thiết bị điển tử thể liên lạc với Việc có kết nối có dây dẫn đến ngổn ngang bừa bộn không gian, mà không gây mối nguy hiểm mà ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy Sử dụng mạng không dây loại bỏ nhiều quan ngại Nếu kết nối mạng không dây ad-hoc thêm nhiều khía cạnh hấp dẫn có tính di động Các thiết bị dễ dàng chuyển, mạng cấu hình lại dựa yêu cầu phát sinh Đồng thời, thông tin liên lạc thực thể giao tiếp khác trì họp cơng ty diễn mà khơng cần có mặt tất nhân viên phòng Ứng dụng đời sống Mạng ad-hoc di động chủ động liên kết mạng lưới đa phương tiện tức thời tạm thời nhờ sử dụng máy tính xách tay để truyền bá chia sẻ thông tin người sử dụng mạng Một cách sử dụng khác loại mạng sử dụng gia đình để trao đổi trực tiếp thơng tin với Tương tự lĩnh vực khác taxi, thể thao, sân vận động, thuyển máy bay nhỏ… Mạng di động adhoc tầm ngắn đơn giản hóa việc truyền thơng thiết bị di dộng (PDA, laptop, điện thoại di động) Những dây cáp thay thể việc kết nối vô tuyến 25 Mạng di động ad-hoc mở rộng chức truy cập Internet mạng khác WLAN, GPRS… PAN lĩnh vực có tiềm ứng dụngđầy hứa hẹn mạng di động ad-hoc phổ biến tương lai KẾT LUẬN 26 Đồ án đạt kết sau: Cung cấp nhìn tổng quan khái niệm hoàn toàn viễn thông – mạng di động không dây Ad-hoc Đây giải pháp tổ chức mạng hiệu thời đại thiết bị di động không dây ngày sử dụng rộng rãi Tìm hiểu phương thức hoạt động số giao thức định tuyến thông dụng mạng Ad-hoc Mô đánh giá khả hoạt động giao thức định tuyến nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 vi.wikipedia.org tudiencongnghe.com youtube.com PHỤ LỤC Kịch chương trình: 28 # Network and Communication, ICTU, 08/2017 # dsr.tcl # A 30-node example for ad-hoc simulation with DSR # Define options_ set val(chan) Channel/WirelessChannel ; # channel type set val(prop) Propagation/TwoRayGround ; # radio-propagation model set val(netif) Phy/WirelessPhy ; # network interface type set val(mac) Mac/802_11 ; # MAC type set val(ifq) CMUPriQueue ; # interface queue type:Queue/DropTail/PriQueue if routing protocol is not DSR set val(ll) LL ; # link layer type set val(ant) Antenna/OmniAntenna ; set val(ifqlen) 50 ; # antenna model # max packet in ifq set val(nn) 50 ; # number of mobilenodes set val(rp) DSR ; # routing protocol set val(x) 500 ; # X dimens_ion of topography set val(y) 500 ; # Y dimens_ion of topography set val(stop) 200 ; # time of simulation end set val(cp) "hc50tcp.tcl"; set val(sc) "hc50node.tcl"; set ns_ [new Simulator] set tracefd [open dsrhc50.tr w] $ns_ trace-all $tracefd set namtrace [open dsrhc50.nam w] $ns_ namtrace-all-wireless $namtrace $val(x) $val(y) 29 # set up topography object set topo [new Topography] $topo load_flatgrid $val(x) $val(y) # Create God set god_ [create-god $val(nn)] # # # configure the nodes $ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) \ -llType $val(ll) \ -macType $val(mac) \ -ifqType $val(ifq) \ -ifqLen $val(ifqlen) \ -antType $val(ant) \ -propType $val(prop) \ -phyType $val(netif) \ -channelType $val(chan) \ -topoInstance $topo \ -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace OFF \ -movementTrace ON for {set i 0} {$i < $val(nn) } { incr i } { set node_($i) [$ns_ node] # Bring Nodes to God's Attention $god_ new_node $node_($i) 30 } source $val(sc) source $val(cp) # Telling nodes when the simulation ends for {set i 0} {$i < $val(nn) } { incr i } { $ns_ at $val(stop) "$node_($i) reset"; } # ending the simulation $ns_ at $val(stop) "stop" $ns_ at 200.1 "puts \"end simulation\" ; $ns_ halt" proc stop {} { global ns_ tracefd namtrace $ns_ flush-trace close $tracefd close $namtrace } $ns_ run Công thức tính thơng số đánh giá chất lượng giao thức BEGIN { sends = 0; recvs = 0; routing_packets = 0.0; droppedBytes = 0; droppedPackets = 0; sum = 0; recvnum = 0; start_time_simulation = 1000; finish_time_simualation = 0; 31 receiveBytes = 0; } { event = $1; agent = $4; traffic = $7; time = $2; packet_id = $6; packet_size = $8; # Calculate packet delivery fraction if ((event == "s") && (traffic == "ack") && (agent == "AGT")) {sends++;} if ((event == "r") && (traffic == "tcp") && (agent == "AGT")) {recvs++;} # calculate delay if (start_time[packet_id] == 0) start_time[packet_id]=time; if ((event == "r") && (traffic == "cbr") && (agent == "AGT")) {end_time[packet_id]=time;} else {end_time[packet_id]=-1;} # calculate total DSDV/DSR/AODV overhead if ((event=="s" || event=="f") && (agent == "RTR") && (traffic == "message")) routing_packets++; # if ((event=="s" || event=="f") && (agent == "RTR") && (traffic == "AODV")) routing_packets++; # if ((event=="s" || event=="f") && (agent == "RTR") && (traffic == "DSR")) routing_packets++; # dropped packets if ((event=="D") && (traffic=="cbr") && (time>0)) { droppedBytes = droppedBytes + packet_size; droppedPackets = droppedPackets+1; } 32 # find the start time in the simulation if ((time < start_time_simulation) && (event == "s" || event == "r" || event == "f" || event == "D") ) start_time_simulation = time; # find the finish time in the simulation if (time > finish_time_simulation) finish_time_simulation = time; } END { for (i in end_time) { start = start_time[i]; end = end_time[i]; packet_duration = end-start; if (packet_duration > 0) { sum +=packet_duration; recvnum++; } } simulation_time = finish_time_simulation - start_time_simulation; delay = sum/recvnum; ; # average end to end delay NRL = routing_packets/recvs ; # normalized routing load PDF = (recvs/sends) ; # packet delivery ratio PkL = - PDF ; # packet loss RO = routing_packets/simulation_time; # routing overhead printf("sent packet = %d packets\n\n",sends); printf("received packet = %d packets\n\n",recvs); printf("routing packet = %d packets\n\n",routing_packets++); printf("simulation time : %.12f s\n\n",simulation_time); 33 printf("routing overhead = %.12f pk/s\n\n",RO); printf("Packet loss = %.12f \n\n",PkL); printf("Normalized routing load = %.12f \n\n",NRL); printf("Average end to end delay = %.12f s\n\n",delay); printf("Number of dropped data = %d packets\n\n",droppedPackets); printf("Number of dropped data = %d bytes\n\n",droppedBytes); } 34 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ THÔNG LƯỢNG CỦA DSR TRONG MẠNG AD HOC Giảng viên... để tập hợp thông tin trạng thái mạng để tính tốn lại phát tán qua nút mạng Trong thời gian đó, cấu hình mạng thay đổi nhiều - Tính tốn đến vấn đề lượng băng thơng: nút mạng có nguồn lượng hạn... dịch vụ mạng có sở hạ tầng khơng hiệu cao việc sử dụng mạng ad-hoc Chương 2: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG ADHOC Yêu cầu thuật toán định tuyến cho mạng ad-hoc Do đặc điểm khác biệt mạng ad-hoc,