Luận văn thạc sĩ VNU UET broadcast xác suất cho kỹ thuật flooding trong mạng manet luận văn ths công nghệ thông tin 1 01 10

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ DƯƠNG LÊ MINH BROADCAST XÁC SUẤT CHO KỸ THUẬT FLOODING TRONG MẠNG MANET Chuyên ngành: Công nghệ thông tin Mã số : 1.01.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI THẾ DUY Hà Nội - 2007 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .2 CHƢƠNG MỞ ĐẦU .3 CHƢƠNG I MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung .6 1.1.1 Lịch sử phát triển phân loại mạng không dây .6 1.1.1.1 Các đặc trưng truyền thông không dây .7 1.1.1.2 Phân loại mạng không dây 1.1.2 Đặc điểm ứng dụng MANET .10 1.1.2.1 Đặc điểm MANET .10 1.1.2.2 Các ứng dụng MANET 12 1.2 Một số vấn đề bật mạng adhoc di động 14 1.2.1 Điều khiển hình trạng mạng 14 1.2.1.1 Giới thiệu 14 1.2.1.2 Mơ hình tiếp cận dùng điều khiển hình trạng mạng 15 1.2.2 Bảo tồn lượng 16 1.2.2.1 Giới thiệu 16 1.2.2.2 Một số hướng xây dựng kỹ thuật trì lượng 17 1.2.3 Định tuyến 19 1.2.3.1 Giới thiệu 19 1.2.3.2 Một số đặc trưng nhóm giao thức 20 1.2.4 An ninh mạng ad hoc 23 1.2.4.1 Giới thiệu 23 1.2.4.2 Những nguy công số giải pháp phòng tránh 24 1.3 Kết luận chƣơng 27 CHƢƠNG II FLOODING TRONG MANET VÀ PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN .28 2.1 Broadcast MANET vấn đề liên quan 28 2.1.1 Broadcast MANET 28 2.1.1.1 Một số ứng dụng .28 2.1.1.2 Flooding mù 29 2.1.2 Dư thừa gói tin, tranh chấp xung đột Broadcast 30 2.1.2.1 Dư thừa hoạt động broadcast 31 2.1.2.2 Tranh chấp broadcast 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.1.2.3 Va chạm broadcast 33 2.1.3 Một số kỹ thuật Flooding cải tiến dùng cho Broadcast 33 2.1.3.1 Flooding dựa phân cụm (clustering-based flooding) 33 2.1.3.2 Flooding dựa đếm (counter-based flooding) 35 2.1.3.3 Flooding dựa khoảng cách (distance-based flooding) .35 2.1.3.4 Flooding dựa xác suất (probabilistic-based flooding) .37 2.2 Broadcast xác suất dùng kỹ thuật flooding 37 2.2.1 Hiện tượng chuyển pha 37 2.2.1.1 Lý thuyết thẩm thấu 38 2.2.1.2 Đồ thị ngẫu nhiên 39 2.2.2 Ứng dụng tượng chuyển pha vào kỹ thuật flooding 40 2.2.2.1 Mơ hình lưới vng (square grid model) 41 2.2.2.2 Mơ hình bán kính cố định (fixed radius model) .41 2.3 Kết luận chƣơng 42 CHƢƠNG III THỬ NGHIỆM THÔNG QUA MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .43 3.1 Giới thiệu thử nghiệm thông qua mô 43 3.2 Lựa chọn công cụ mô 44 3.2.1 Một số công cụ mô phổ biến .44 3.2.2 Network simulator (NS-2) 45 3.3 Xây dựng kịch mô .46 3.3.1 Một số tham số chung cho kịch 46 3.3.2 Flooding xác suất điều kiện mạng lý tưởng 47 3.3.3 Flooding xác suất điều kiện mạng thực tế 47 3.3.4 Cài đặt kỹ thuật flooding theo xác suất NS-2 .48 3.4 Kết mô đánh giá 49 3.4.1 Một số cấu hình chung mơ .49 3.4.2 Kết đầu mô 49 3.4.3 Kết mô điều kiện lý tưởng 50 3.4.4 Kết mô điều kiện mạng thực 52 3.5 Kết luận chƣơng 56 KẾT LUẬN 57 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AODV Ad hoc On-demand Distance Vector CDMA Code Division Multiple Access CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Vectơ khoảng cách theo yêu cầu mạng ad hoc Đa truy cập phân chia mã Đa truy cập sóng mang với khả tránh đụng độ DARPA Defense Advanced Research Projects Cơ quan quản lý dự án cao Agency cấp Bộ Quốc phòng Mỹ DSDV Destination-Sequence Distance Vectơ khoảng cách theo trình tự Vector đích GPS MANET MSC OLSR Global System for Mobile Communications Global Positioning System Mobile Adhoc Network Mobile switching centre Optimized Link State Routing OSI Open Systems Interconnection Hệ thống liên lạc di động toàn cầu Hệ thống định vị toàn cầu Mạng ad hoc không dây di động Trung tâm chuyển mạch Định tuyến trạng thái kết nối tối ưu Mơ hình liên kết hệ thống mở PAN PSTN Personal Area Network Public switched telephone network RTS/CTS TDMA UAV UGV WLAN WMAN WNIC Request To Send/Clear To Send Time Division Multiple Access Unmanned Airbone Vehicles Unmanned Ground Vehicles Wireless Local Area Network Wireless Metropolian Area Network Wireless Network Interface Card Mạng cá nhân Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Yêu cầu gửi/Làm để gửi Đa truy cập phân chia thời gian Thiết bị tự trị không Thiết bị tự trị mặt đất Mạng không dây cục Mạng không dây thành phố Cạc giao diện mạng không dây WPAN Wireless Personal Area Network Mạng không dây cá nhân GSM LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Hai mơ hình broadcast tối ưu MANET Mỗi gạch nối biểu cho liên kết nút Nút trắng nút nguồn, nút xám nút broadcast lại 31 Hình Vùng hưởng lợi từ broadcast lại: A gửi thơng điệp broadcast B định xem có nên broadcast lại không 31 Hình Bốn cụm B, C, F J với ba bốn nút gateway .34 Hình Chuyển pha 38 Hình Thẩm thấu khung (các cạnh mở tơ đậm) 39 Hình Thẩm thấu khối (các ô mở tô đen) 39 Hình Đồ thị GB 40 Hình Mơ hình lưới vuông (square grid model) 41 Hình Mơ hình bán kính cố định (fixed radius model) .41 Hình 10 Tỷ lệ sử dụng số cơng cụ mô [11] 44 Hình 11 Mạng khơng dây với điều kiện lý tưởng Số lượng hàng xóm node 51 Hình 12 Mạng thực: tỷ lệ thành công với 25 node, phạm vi truyền sóng 100m 53 Hình 13 Mạng thực: tỷ lệ thành công với 25 100 node (với 100 node thử với tần suất phát tin 5pkt/s 8pkt/s), phạm vi truyền sóng 250m .54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG MỞ ĐẦU Lĩnh vực mạng không dây phát triển với tốc độ cao, đặc biệt vòng thập kỷ gần Sự phát triển nhanh chóng ứng dụng khơng dây tính thiết bị ngày nâng cao giá thành thấp làm cho chúng ngày đóng vai trò quan trọng sống Ngày thấy diện thiết bị di động khắp nơi máy tính xách tay, PDA, điện thoại di động… Rất nhiều ứng dụng dịch vụ dành cho thiết bị không dây phát triển sử dụng Người dùng sử dụng thiết bị không dây dịch vụ kết nối mạng tương ứng để thực công việc mà trước làm với mạng hữu tuyến vừa mua hàng, vừa duyệt web để so sánh giá cả; đọc email xe buýt hay theo dõi tiến độ dự án thông qua Internet ngồi quán cafe… Các kỹ thuật mạng không dây khơng ngừng cải tiến để đáp ứng tốt yêu cầu người dùng Nếu dựa vào kiến trúc mạng, phân chia mạng không dây thành hai loại: mạng không dây dựa sở hạ tầng cố định mạng adhoc Loại thứ loại mạng khơng dây có cấu tạo dựa số nút gateway mạng cố định hữu tuyến (các thiết bị không dây liên lạc với kết nối Internet thơng qua Access point chẳng hạn) Trong đó, mạng khơng dây động ad hoc hiểu mạng thiết lập trường hợp đặc biệt mà thiết bị di động cần ứng dụng mạng để hoạt động sở hạ tầng mạng cố định khơng có sẵn khơng sử dụng Các nút mạng ad hoc bình đẳng liên lạc với thơng qua nút trung gian khác mạng Trong thời gian gần đây, công nghệ mạng ad hoc quan tâm cách đặc biệt vai trị quan trọng nhu cầu ứng dụng thiết lập liên lạc thiết bị agent tự trị quân đội, thiết lập nhóm làm việc qua mạng bãi hoạt động ngoại khoá trường học hay việc liên lạc hỗ trợ xe đường phố… Một vấn đề gặp phải triển khai ứng dụng mạng ad hoc việc mạng phải có khả tự cấu hình mà node mạng chuyển động tự Các node mạng phải tự động cập nhật bảng định tuyến cách thường xuyên để giữ liên lạc với node khác mạng Do tính di động node nên hình trạng mạng khơng dây ad hoc khơng cố định Chính lý đó, hầu hết thuật tốn định tuyến sử LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dụng kỹ thuật flooding để làm công việc lấy thơng tin tuyến đường kỹ thuật khơng địi hỏi phải biết hình trạng mạng Tư tưởng kỹ thuật node gốc thực việc broadcast gói tin đến node hàng xóm Đến lượt mình, node lại chuyến tiếp gói tin đến node hàng xóm khác node mạng nhận gói tin Một nhược điểm nhìn thấy node nhận nhiều gói tin giống q trình flooding Vấn đề chỗ, mà băng thông kênh liên lạc không dây hạn chế số lượng node mạng lớn việc có nhiều gói tin giống làm lãng phí lượng lớn băng thơng tài nguyên node mạng Điều dẫn đến nhu cầu cần phải có biện pháp cải tiến nhằm giảm thiểu dư thừa, lãng phí Một giải pháp cải tiến kỹ thuật flooding cách tiếp cận xác suất broadcast Thay việc chuyển tiếp gói tin đến mình, node chuyển tiếp gói tin theo xác suất Như vậy, khơng phải node chuyển tiếp gói tin đến node hàng xóm gói tin broadcast node nguồn đến tất node mạng Khi mà số lượng node broadcast lại gói tin giảm rõ ràng số lượng gói tin dư thừa sinh quát trình flooding giảm thiểu Đây giải pháp tốt hiệu cho vấn đề giảm tải băng thông mạng adhoc Việc tìm xác suất phù hợp với mơ hình mạng tham số điều chỉnh liên quan có ý nghĩa quan trọng việc đưa ứng dụng mạng ad hoc vào sống hàng ngày Cơng việc tìm hiểu, nghiên cứu thực thi giải pháp thiết thực cần có đầu tư nghiên cứu lâu dài Ở nước ta, cơng trình nghiên cứu mạng di động khơng dây ad hoc chưa nhiều kết thu hạn chế Hiện nay, việc nghiên cứu thuật tốn, giao thức mạng ad hoc khơng dây di động thực gặp nhiều khó khăn khả thiết lập mạng đòi hỏi nhiều cơng sức tài Do vậy, hầu hết nghiên cứu thực dựa công cụ mô Nhiều công cụ mô với tính xác cao xây dựng đông đảo nhà nghiên cứu sử dụng, kết đạt thông qua mô cơng cụ đăng nhiều tạp chí khoa học lớn có uy tín giới Tuy nhiên, phát triển ngày hoàn thiện công cụ mô nên kết nghiên cứu cần phải kiểm nghiệm lại cách cẩn trọng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn “Broadcast xác suất cho kỹ thuật flooding mạng MANET” vào nghiên cứu cải tiến mức thấp thuật toán định tuyến – kỹ thuật flooding theo xác suất - nhằm đưa kết luận tính khả thi kỹ thuật cải tiến việc góp phần cải thiện hiệu suất hoạt động mạng Việc triển khai thử nghiệm kỹ thuật luận văn, không nằm xu hướng nghiên cứu chung, thực dựa công cụ mô tin cậy cho số kết tốt Về bố cục, nội dung luận văn bao gồm chương: Chương mở đầu Giới thiệu mục đích luận văn, phương pháp nghiên cứu cách thức triển khai thử nghiệm Chương Trình bày tổng quan mạng không dây: lịch sử phát triển, phân loại, khái niệm mạng MANET đặc trưng, Chương Trình bày broadcast mạng MANET, kỹ thuật flooding số cải tiến, nghiên cứu số lý thuyết liên quan đến kỹ thuật flooding theo xác suất Chương Đề xuất số mơ hình thử nghiệm kỹ thuật flooding xác suất mạng MANET dựa phần mềm mô NS-2, triển khai mô đánh giá kết đạt Phần kết luận nêu tóm tắt vấn đề trình chương, đánh giá kết đạt chưa đạt được, đồng thời đưa định hướng nghiên cứu, phát triển Ngồi bốn chương phần kết luận, luận văn cịn có thêm phần danh mục danh mục từ viết tắt, danh mục hình vẽ danh mục tài liệu tham khảo để thuận tiện cho việc đọc tìm hiểu nội dung luận văn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG I MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lịch sử phát triển phân loại mạng không dây Nửa sau kỷ XX chứng kiến chuyển biến lớn lĩnh vực liên lạc điện tử, bao gồm xuất mạng liệu gói, phát triển mạng cục tốc độ cao đặc biệt phát triển mạng truyền thơng khơng dây di động với điển hình mạng điện thoại di động hệ thống liên lạc vệ tinh Trong vòng thập kỷ gần đây, công nghệ mạng không dây kể vào trở thành phần thiếu sống đại Lĩnh vực mạng không dây phát triển với tốc độ cao với nhiều ứng dụng đời Hiện nay, hầu hết kết nối thiết bị không dây phải thông qua nhà cung cấp với hạ tầng sở dịch vụ mạng cố định Hai ví dụ thường gặp máy điện thoại di động kết nối với thơng qua trạm phát sóng nhà cung cấp dịch vụ; máy tính xách tay kết nối Internet thông qua access point… Việc thiết lập kết nối mạng không dây thông qua sở hạ tầng mạng cố định cách mà hay làm nay, nhiên thời gian giá thành để cài đặt mạng lại khơng nhỏ Ngồi ra, khơng phải điều kiện cài đặt hạ tầng sở mạng cố định được, chí khơng thể cài đặt khơng thể cài đặt kịp Chúng ta kể số ví dụ việc thiết lập mạng truyền video chiến trường; cứu hộ thiên tai cần phải có mạng dùng để xác định vị trí người cứu hộ; chí phải thiết kế mạng khơng dây giá thành thiết kế mạng cố định cao so với lực tài chủ đầu tư… Để thực việc cung cấp kết nối mạng dịch vụ tương ứng tình vậy, cần phải có mạng kiểu ad hoc di động Khái niệm “mạng di động ad hoc” (MANET) hiểu mạng thiết lập trường hợp đặc biệt mà thiết bị tính tốn di động cần ứng dụng mạng để hoạt động sở hạ tầng mạng cố định khơng có sẵn khơng phép sử dụng Thông thường, mạng tồn thời gian ngắn phục vụ cho cơng việc cụ thể Mạng phải có khả tự cấu hình để tương thích với tính di động thiết bị, thay đổi liên tục mơi trường mục đích sử dụng mạng [28] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Từ đặc điểm vậy, thực tế đặt cần phải có yêu cầu thiết kế cho mạng ad hoc Yêu cầu mạng phải có khả tự cấu hình địa định tuyến Sự liên lạc truyền liệu người dùng mạng ad hoc phải ln đảm bảo suốt q trình tồn mạng Ngoài ra, số dịch vụ dựa vị trí trước chưa có mạng hữu tuyến cần phải quan tâm nghiên cứu để hỗ trợ tính di động mạng Những năm gần đây, với hỗ trợ tiến công nghệ, hàng loạt nghiên cứu để giải vấn đề tiến hành Tất nghiên cứu tập trung quanh việc xây dựng thiết bị di động cho chúng liên lạc với phạm vi truyền tín hiệu có khả tự động cấu hình, qua thiết lập mạng ad hoc di động với đầy đủ tính linh động hiệu Theo cách này, khơng nút di động liên lạc với nhau, mà cịn nhận dịch vụ Internet thơng qua nút với vai trị Internet gateway Khi mà mạng không dây ngày phát triển tính ad hoc ngày trở nên quan trọng yêu cầu phải có giải pháp công nghệ nghiên cứu chuyên sâu để hỗ trợ tính trở nên cấp thiết 1.1.1.1 Các đặc trƣng truyền thông không dây Hoạt động mạng khơng dây nói chung thường hiểu sử dụng tín hiệu hồng ngoại sóng radio để chia sẻ thông tin tài nguyên thiết bị Do cấu tạo khác biệt tầng vật lý thiết bị mạng không dây, đưa số đặc trưng chủ yếu truyền thông không dây sau [5]:  Khả bị nhiễu cao dẫn đến tính tin cậy thấp: tín hiệu hồng ngoại dễ bị nhiễu tác động nguồn nhiệt ánh sáng mặt trời; tín hiệu radio thường bị ảnh hưởng thiết bị điện khác gần  Tốc độ truyền liệu thường thấp nhiều so với mạng hữu tuyến, dẫn đến chất lượng dịch vụ giảm, thời gian cài đặt hệ thống tăng lên độ trễ lớn  Các nút có tính di động nên hình trạng mạng (topology) ln thay đổi  Các thiết bị di động thường nhỏ gọn phải dùng pin để hỗ trợ khả di động Chính kích thước ổ đĩa, nhớ khả tính tốn giảm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  Đối với mạng nhỏ có 25 node thực mô với tần suất phát broadcast 20 gói tin/s; cịn mạng vừa 100 node gói tin/s  Tốc độ di chuyển thử với mơ hình m/s  Số lượng giá trị thử pc đoạn [0,1] 10 Trong kịch này, tính có tính đến xung đột truyền tin Tuy vậy, cố gắng thiết kế cho xung đột nhỏ 3.3.4 Cài đặt kỹ thuật flooding theo xác suất NS-2 Như giới thiệu, phần mềm mô NS-2 kết hợp hai thành phần viết hai ngôn ngữ C++ Otcl Để cài đặt kỹ thuật NS-2, số công việc thực sau: (1) Thiết kế cài đặt lớp agent (FloodAgent) thừa kế từ lớp Agent có sẵn NS-2 Mã cài đặt (flood.h flood.cc) đặt thư mục ~/ns2.29/flood Hai phương thức chủ yếu cần quan tâm recv(packet*, handler*) (nhận xử lý gói tin) sentBroadcastPacket(packet*) (gửi gói tin broadcast) (2) Cài đặt hai phương thức flood.cc: sentBroadcastPacket(packet*): phải gán địa đích IP_BROADCAST recv(packet*, handler*): việc xử lý gói tin broadcast nhận cài đặt theo thuật toán sau: pkt = getPacket(); //Thu nhận gói tin pkt; If (received(pkt)) //Nếu khơng phải lần nhận pkt { free(pkt); //Hủy bỏ gói tin; return; //Kết thúc phương thức; } //Nếu lần nhận gói tin pkt //Ghi nhận ID gói tin dùng để kiểm tra gói tin nhận //tiếp theo có phải lần khơng savePacket(pkt); If (isFloodingPacket(pkt)) //Nếu gói tin broadcast { randP = random(); //Khởi tạo biến ngẫu nhiên xác suất randP; If (randP ≥ fP) { //fP giá trị xác suất ngưỡng dùng để broadcast sentBroadcastPacket(pkt); } Else //Khơng gửi gói tin { free(pkt); //Hủy gói tin return; //Kết thúc phương thức } } LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com (3) Viết script mô Otcl (flood.tcl) để: - Khởi tạo hình trạng mạng - Tạo cấu hình node sử dụng lớp FloodAgent vừa xây dựng - Khởi tạo vị trí tốc độ di động node - Lập lịch broadcast gói tin từ node nguồn - Khai báo tệp lưu vết kết mô Các cài đặt mã C++ biên dịch sang dạng object (flood.o) để NS-2 sử dụng q trình mơ 3.4 Kết mô đánh giá 3.4.1 Một số cấu hình chung mơ Trong điều kiện luận văn, tất mô tuân theo cấu hình chung sau đây:  Cấu hình hình trạng mạng: o Có dạng mặt phẳng hình vng, tất node mạng nằm mặt phẳng (trục z 0) o Tọa độ node mặt phẳng tính theo đơn vị mét (m)  Cấu hình thiết bị di động: o Cấu hình lớp MAC: chuẩn 802.11b o Ăng ten: OmniAntenna (sóng radio phát tỏa theo hướng) o Thiết bị thu phát sóng mức vật lý cấu hình mơ theo giao diện sóng radio DSSS Lucent WaveLan 914MHz [7] o Phạm vi truyền sóng thực với hai mức chuẩn 100m 250m o Băng thơng 2Mbps  Gói tin broadcast: thiết kế dành riêng cho chương trình mơ  Tốc độ di chuyển node mạng tính theo đơn vị m/s Ngồi ra, node mạng thực broadcast theo xác suất p thiết lập sẵn cho lần thử 3.4.2 Kết đầu mô Trong tất thử nghiệm, tác giả đưa kết dạng số tỷ lệ thành công định nghĩa sau: tỷ lệ thành công SR tỷ lệ số node trung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com bình nhận gói tin broadcast với tổng số node mạng lần thử, tính theo cơng thức: n n i 1 SR  n N i  SR  Trong đó: o n: số gói tin broadcast tạo lần thử o ni: số node nhận gói tin broadcast lần broadcast gói tin thứ i o N: tổng số node mạng lần thử Kết đầu thể dạng đồ thị đánh giá phụ thuộc giá trị SR vào xác suất p q trình broadcast để tìm giá trị p tốt cho mơ hình MANET Ngồi ra, tham số có ảnh hưởng tới kết xem xét đánh giá 3.4.3 Kết mô điều kiện lý tưởng Hình 11 kết mô cho kỹ thuật flooding xác suất điều kiện lý tưởng Node khởi tạo gói tin broadcast ln broadcast gói tin với xác suất p=1 Từ kết trên, thấy tượng chuyển pha xảy mạng MANET điều kiện lý tưởng (các node nằm mắt lưới lưới vuông tượng xung đột gói tin) Ngồi ra, có hai yếu tố ảnh hưởng đến kết kích thước mạng số lượng hàng xóm trung bình node Kích thước mạng: từ đồ thị thấy đường cong tượng chuyển pha xuất số lượng node mạng đạt từ 100 trở lên Đường cong đồ thị tỷ lệ thành cơng ngày có dạng tuyến tính mà số lượng node mạng giảm dần Số lượng hàng xóm trung bình: mơ hình mạng MANET mà số lượng hàng xóm trung bình tỷ lệ thành cơng đạt 90% ứng với xác suất broadcast p ≥ 0.75; cịn xác suất mạng MANET có số hàng xóm trung bình p ≥ 0.6 Như vậy, xác suất để broadcast thành công 90% giảm mà số lượng hàng xóm trung bình node mạng tăng (thậm chí tượng chuyển pha không xảy ra) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết công bố [22] cho kết tượng tự: tượng chuyển pha xảy mà số node mạng đạt từ 100 trở lên Giá trị xác suất broadcast tỷ lệ thành cơng đạt 90% tương ứng với láng giềng 0.75 0.65 Hình 11 Mạng khơng dây với điều kiện lý tưởng Số lượng hàng xóm node LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.4.4 Kết mô điều kiện mạng thực Kết sau thực mô mạng với số node 9, 25 100, phạm vi truyền sóng 100m 250m sử dụng lớp MAC theo chuẩn 802.11b Tốc độ node 0m/s 5m/s LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 12 Mạng thực: tỷ lệ thành công với 25 node, phạm vi truyền sóng 100m LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 13 Mạng thực: tỷ lệ thành cơng với 25 100 node (với 100 node thử với tần suất phát tin 5pkt/s 8pkt/s), phạm vi truyền sóng 250m Từ kết trên, tác giả nhận thấy flooding xác suất thể tương đối giống thực mạng có mật độ thấp cao, tỷ lệ thành công tăng mà giá trị xác suất dùng để broadcast tăng Đối với mạng có mật độ thấp, đường cong tỷ lệ thành cơng tăng tuyến tính theo xác suất p Số lượng node tần số phát gói tin khơng ảnh hưởng tới tuyến tính Tuy vậy, tốc độ di chuyển node mạng lại có ảnh hưởng rõ đến độ lớn tỷ lệ thành công: node di chuyển với vận tốc 5m/s khiến cho tỷ lệ thành công lần thử cao node đứng im Đối với mạng có mật độ cao (bằng cách tăng phạm vi truyền sóng số lượng node mạng) đường cong tỷ lệ thành cơng có dạng tuyến tính với số node mạng nhỏ 100 có dạng gần giống với đường cong biểu diễn tượng chuyển pha mà số lượng node mạng đạt số 100 Tác giả nhận thấy tỷ lệ thành công đạt 90% mạng có 100 node tương ứng với xác suất broadcast p ≥ 0.35, số tương đối nhỏ; đạt xấp xỉ 100% ứng với xác suất broadcast p ≥ 0.5 Trong hai trường hợp ( số lượng node 25 100) tốc độ di chuyển node mạng 0m/s hay 5m/s có ảnh hưởng đến kết không lớn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com So với [22], kết luận tượng chuyển pha tương đồng Hơn nữa, mạng có mật độ cao, [22] tìm giá trị xác suất broadcast ngưỡng vào khoảng 0.1 Tuy nhiên, kết luận đường công tỷ lệ thành công [22] không giống với kết luận luận văn số kết công bố khác gần Điều phiên công cụ mô dùng [22] cũ (được đăng vào năm 2002) Kết luận luận văn đường cong tỷ lệ thành cơng có tương đồng lớn với kết luận [46] [48] – hai báo đăng năm 2005 Dựa theo [46] [48], giá trị xác suất broadcast ngưỡng tìm nằm khoảng [0.1,0.5] tùy theo mơ hình thử nghiệm Sự sai khác kết tìm không nhiều chủ yếu nguyên nhân tham số cụ thể kịch mô luận văn hai báo có chênh lệch (về hình trạng mạng, kích thước, tốc độ di động tần suất phát tin) Dựa vào kết đo được, có đưa số yếu tố làm ảnh hưởng đến việc chọn xác suất broadcast điều kiện mạng thực sau: Mật độ mạng: tỷ lệ thành công tăng lên mà mật độ mạng tăng lên Điều giải thích sau Khi mật độ node mạng tăng lên số lượng node trung bình khu vực tăng lên số lượng kết nối mạng tăng lên Như vậy, với xác suất broadcast lại p giống node, node broadcast lại gói tin số lượng node nhận gói tin broadcast cao mà số lượng kết nối cao hơn, qua làm tăng tỷ lệ phát tin thành công Đối với mạng có mật độ dày, giá trị p nhỏ cần node broadcast lại gói tin broadcast đến hầu hết node mạng Ngược lại, mật độ mạng thưa dẫn đến giá trị xác suất broadcast lại tăng cần phải có nhiều node broadcast lại gói tin Tốc độ di động: tốc độ di động tăng tỷ lệ thành cơng tăng Đối với mạng nhỏ, mật độ thưa tốc độ di động node mạng ảnh hưởng rõ đến tỷ lệ thành công Ngược lại, mạng có mật độ dày tốc độ di động có ảnh hưởng đến tỷ lệ thành cơng Điều có node động mạng với tốc độ cao khả node “gặp” tăng lên hay nói cách khác, kết nối mạng tăng lên Do tỷ lệ thành cơng broadcast lại với xác suất tăng lên Ta ý thêm rằng, mạng thưa rõ ràng khó có khả để tỷ lệ thành công đạt đến 90%, xác suất broadcast lại LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tần suất phát tin: kết mô cho thấy tỷ lệ thành công tăng tốc độ di động tần suất phát tin node tăng Các node di chuyển dẫn đến khả kết nối thiết lập nhiều hơn, tần suất phát tin tăng dẫn đến số lượng node broadcast lại gói tin tăng sau lần phát tin, điều dẫn đến tỷ lệ thành công đạt cao Các nhận xét có từ kết thử nghiệm luận văn không sai khác nhiều so với công bố thử nghiệm đăng ([22,46,48]) 3.5 Kết luận chƣơng Để đưa tính hiệu kỹ thuật flooding theo xác suất, tác giả xây dựng loạt mơ hình mạng MANET hai kịch dùng để mô Phần mềm dùng để mô phỏng, NS-2 (phiên 2.29, 2006), công cụ hỗ trợ tốt cho việc thử nghiệm kỹ thuật ứng dụng cho mạng MANET công cụ phổ biến nhiều nhà nghiên cứu giới sử dụng Việc triển khai kỹ thuật flooding theo xác suất phần mềm mô NS-2 cho thấy số kết tương đối tốt Trong hầu hết mơ hình mạng MANET, tìm thấy giá trị xác suất ngưỡng để broadcast pc < cho tỷ lệ thành công thực flooding với xác suất p ≥ pc đạt 90% Trong điều kiện mạng lý tưởng, giá trị pc nằm khoảng [0.6, 0.75]; điều kiện mạng thực có mật độ cao, giá trị vào khoảng 0.35 Ngoài ra, từ kết mô thử nghiệm, thấy tượng chuyển pha xuất điều kiện mạng lý tưởng (khơng có xung đột gói tin) mà khơng thấy xuất điều kiện mạng thực tế (có xảy xung đột gói tin) Tuy nhiên, mạng có mật độ cao quan sát thấy tăng vọt tỷ lệ thành công biến thiên giá trị xác suất nhỏ Trong điều kiện luận văn, tham số thiết đặt q trình mơ khơng thể phản ánh hết vấn đề nảy sinh thực tế node khác phạm vi truyền sóng khác nhau, thời gian hoạt động khác nhau, node tự đưa giá trị ngưỡng p c tùy theo tình trạng xác phần mềm không đảm bảo chắn… Tuy nhiên, kết đạt cho thấy việc áp dụng kỹ thuật flooding theo xác suất cho mạng MANET, đặc biệt mạng có mật độ cao, nhằm giảm thiểu số lượng gói tin broadcast thừa hoàn toàn khả thi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Trong lĩnh vực mạng MANET, hướng nghiên cứu nhận nhiều quan tâm vấn đề tối ưu giải pháp định tuyến mạng Do hầu hết thuật toán định tuyến sử dụng flooding cách đơn giản mà hiệu để có thông tin cần thiết giúp xây dựng tuyến đường truyền tin, nên việc vào tối ưu hóa hoạt động hứa hẹn đem lại hiệu rõ rệt hiệu suất làm việc thuật tốn định tuyến Luận văn tìm hiểu số đề xuất cải tiến cho kỹ thuật flooding sâu vào đề xuất kỹ thuật flooding theo xác suất Trong khuôn khổ mình, luận văn nghiên cứu số lý thuyết liên quan đến MANET kỹ thuật flooding theo xác suất Từ nghiên cứu này, tác giả đưa số kịch mô dùng để kiểm nghiệm tính hiệu giải pháp cải tiến Kết mô cho thấy hầu hết trường hợp tìm thấy giá trị xác suất broadcast ngưỡng pc> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files download and merge into one AN VAN CHAT LUONG : add luanvanchat@agmail.c ... phân loại mạng không dây .6 1. 1 .1. 1 Các đặc trưng truyền thông không dây .7 1. 1 .1. 2 Phân loại mạng không dây 1. 1.2 Đặc điểm ứng dụng MANET .10 1. 1.2 .1 Đặc điểm MANET ... .10 1. 1.2.2 Các ứng dụng MANET 12 1. 2 Một số vấn đề bật mạng adhoc di động 14 1. 2 .1 Điều khiển hình trạng mạng 14 1. 2 .1. 1 Giới thiệu 14 1. 2 .1. 2 Mơ hình... CHƢƠNG II FLOODING TRONG MANET VÀ PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN .28 2 .1 Broadcast MANET vấn đề liên quan 28 2 .1. 1 Broadcast MANET 28 2 .1. 1 .1 Một số ứng dụng .28 2 .1. 1.2 Flooding