Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Phạm Văn Tứ
KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG
CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin
HÀ NỘI - 2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Phạm Văn Tứ
KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG
CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin
Cán bộ hƣớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Đình Việt
Cán bộ đồng hƣớng dẫn: Ths. Đoàn Minh Phƣơng
HÀ NỘI - 2010
TÓM TẮT
Ngày nay, cùng với sự bùng nổ, phát triển mạnh mẽ của các thiết bị di động cá
nhân nhƣ: laptop, smartphone, tablet,…, thì nhu cầu kết nối giữa các thiết bị này cũng
ngày càng đòi hỏi cao hơn về tốc độ và khả năng di chuyển trong khi kết nối. Mạng di
động đặc biệt – MANET (Mobile Ad-hoc Network) là một trong những công nghệ
vƣợt trội đáp ứng nhu cầu kết nối đó nhờ khả năng hoạt động không phụ thuộc vào cơ
sở hạ tầng mạng cố định, với chi phí hoạt động thấp, triển khai nhanh và có tính di
động cao. Tuy nhiên, hiện nay mạng MANET vẫn chƣa đƣợc ứng dụng rộng rãi và
đang đƣợc thúc đẩy nghiên cứu nhằm cải tiến hơn nữa các giao thức định tuyến để
mạng đạt đƣợc hiệu quả hoạt động tốt hơn. Khóa luận nghiên cứu ảnh hƣởng của sự
chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong mạng
MANET. Bằng những kiểm chứng thông qua mô phỏng, khóa luận đƣa ra các nhận
xét, đánh giá về hiệu suất mạng đối với từng giao thức định tuyến cụ thể khi các nút
mạng chuyển động với tốc độ và hƣớng đi thay đổi.
MỤC LỤC
TÓM TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG
BẢNG CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
LỜI CẢM ƠN
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU 1
1.1. Sự ra đời và phát triển của các mạng không dây 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận 4
1.3. Công cụ nghiên cứu chính – NS-2 5
1.3.1. Giới thiệu về NS-2 5
1.3.2. Khả năng mô phỏng của NS-2 7
1.4. Tổ chức của KLTN 8
Chƣơng 2. GIAO THỨC MAC CỦA MẠNG LAN VÀ WLAN 9
2.1. Mạng LAN và mạng WLAN 9
2.2. Chuẩn 802.3 và giao thức CSMA/CD 10
2.3. Chuẩn 802.11 và giao thức CSMA/CA 12
Chƣơng 3. MẠNG MANET VÀ BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN 15
3.1. Mạng MANET 15
3.1.1. Lịch sử phát triển và các ứng dụng 15
3.1.2. Các đặc điểm chính của mạng MANET 16
3.2. Vấn đề định tuyến trong mạng MANET 17
3.2.1 Các thuật toán định tuyến truyền thống 17
3.2.2. Các yêu cầu chính đối với việc định tuyến trong mạng MANET 18
3.2.3. Phân loại các kỹ thuật định tuyến 19
3.2.3.1. Link state và Distance Vector 19
3.2.3.2. Định tuyến chủ ứng và phản ứng 20
3.2.3.3. Định tuyến nguồn và định tuyến theo chặng 21
3.3. Các giao thức định tuyến chính trong mạng MANET 22
3.3.1. DSDV 22
3.3.2 OLSR [8] 23
3.3.3. AODV [12] 25
3.3.4. DSR [7] 27
3.3.5. TORA [11] 28
Chƣơng 4. ĐÁNH GIÁ BẰNG MÔ PHỎNG ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG
CỦA CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 30
4.1. Xác định các tham số hiệu suất cần đánh giá và cách thức phân tích kết quả mô phỏng
30
4.1.1. Các tham số hiệu suất cần đánh giá 30
4.1.2. Cách thức phân tích kết quả mô phỏng của NS-2 30
4.1.2.1. Cấu trúc tệp vết 30
4.1.2. Công cụ để phân tích và biểu diễn kết quả mô phỏng 33
4.1.2.1. Perl 33
4.1.2.2. GNUPLOT 33
4.2. Thiết lập mạng mô phỏng MANET 35
4.2.1. Thiết lập tô-pô mạng 35
4.2.2. Thiết lập mô hình chuyển động của các nút mạng và thời gian mô phỏng 36
4.2.2.1. Mô hình Random Waypoint 37
4.2.2.2. Mô hình Random Walk 38
4.2.3 Thiết lập các nguồn sinh lƣu lƣợng đƣa vào mạng 39
4.2.4. Lựa chọn thời gian mô phỏng 40
4.3. Thực hiện mô phỏng các giao thức định tuyến 40
4.3.1. Phân tích kết quả bằng công cụ perl 40
4.3.2. Sử dụng gnuplot để vẽ đồ thị 44
4.4. Đánh giá ảnh hƣởng của sự chuyển động của nút mạng đến hiệu suất của các giao thức
định tuyến 47
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51
PHỤ LỤC 53
1. Bảng các trƣờng phụ thêm vào trong cấu trúc tệp vết phụ thuộc vào kiểu gói tin 53
2. Mô phỏng mạng MANET 56
3. Tỷ lệ phân phát gói tin thành công 58
4. Thời gian thiết lập kết nối 59
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Sự phát triển của mạng không dây và di động 1
Hình 2: Cấu trúc của NS-2 5
Hình 3: Luồng các sự kiện cho file Tcl chạy trong NS-2 6
Hình 4: Chu trình hoạt động của giao thức CSMA/CD (bên gửi) 11
Hình 5: Chu trình hoạt động của giao thức CSMA/CA (bên gửi) 13
Hình 6: Hoạt động lắng nghe kênh truyền của giao thức CSMA/CA 14
Hình 7: Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET 22
Hình 8: Tô-pô mạng thay đổi 23
Hình 9: Quy trình chuyển tiếp gói tin khi sử dụng kíp đa điểm – MPR 24
Hình 10: OLSR ngăn chặn vòng lặp bằng việc sử dụng MPR để chuyển phát gói tin. 25
Hình 11: quá trình khám phá tuyến trong AODV 25
Hình 12: Định tuyến nguồn động (DSR) 27
Hình 13: Diện tích mạng mô phỏng và các nút mạng 35
Hình 14: Di chuyển một nút theo mô hình Random Waypoint. 37
Hình 15: Di chuyển của 8 nút theo mô hình Random Walk 38
Hình 16: Đồ thị tỷ lệ phân phát gói thành công – Random Waypoint 44
Hình 18: Đồ thị tỷ lệ phân phát gói tin thành công – Random Walk 45
Hình 19: Đồ thị thời gian thiết lập kết nối trung bình_Random-Waypoint 46
Hình 20: Đồ thị thời gian thiết lập kết nối trung bình_Random-Walk 46
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Sự phát triển của chuẩn 802.3 10
Bảng 2: Sự phát triển của chuẩn 802.11 12
Bảng 3: Cấu trúc tệp vết 31
Bảng 4: Các trƣờng thêm vào trong cấu trúc tệp vết phụ thuộc vào kiểu gói tin 32
Bảng 5: Cấu hình mạng mô phỏng 36
Bảng 6: Thống kê chi tiết tỷ lệ phân phát gói tin thành công - Random Waypoint 41
Bảng 7: Thống kê chi tiết tỷ lệ phân phát gói tin thành công - Random Walk 42
Bảng 8: Thời gian thiết lập kết nối trung bình-Random_Waypoint 43
Bảng 9: Thời gian thiết lập kết nối trung bình-Random_Walk 43
Bảng 10: Tỷ lệ phân phát gói tin thành công - Random Waypoint 44
Bảng 11: Tỷ lệ phân phát gói tin thành công – Random Walk 45
BẢNG CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
AODV
Adhoc On-demand Distance
Vector
MANET
Mobile Adhoc NETwork
CSMA/CA
Carrier sense multiple access
with collision avoidance
MPR
Multi-Point Relays
CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection
NS-2
Network Simulator 2
DARPA
Defense Advanced Research
Projects Agency
OLSR
Optimized Link State
Routing Protocol
DSDV
Destination-Sequenced
Distance Vector
PRnet
Packet Radio Network
DSR
Dynamic Source Routing
RREP
Route Reply
IEEE
Institute of Electrical and
Electronics Engineers
RREQ
Route Request
LAN
Local Area Network
TORA
Temporally-Ordered
Routing Algorithm
MAC
Media Access Control
WLAN
Wireless LAN
LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS.Nguyễn Đình Việt,
ngƣời thầy đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm khóa luận. Tôi cũng xin gửi
lời cảm ơn tới Ths. Đoàn Minh Phƣơng, ngƣời đã hƣớng dẫn tôi trong giai đoạn chuẩn
bị nhận đề tài.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy, cô trong trƣờng Đại Học Công Nghệ, Đại
Học Quốc Gia Hà Nội. Thầy, cô đã dìu dắt, truyền lại cho chúng tôi không chỉ những
kiến thức chuyên ngành mà còn dạy bảo chúng tôi đạo làm ngƣời, rèn luyện cho chúng
tôi nghị lực, khát vọng vƣơn lên, phát huy khả năng tƣ duy sáng tạo trong mọi lĩnh
vực.
Cuối cùng, tôi xin đƣợc cảm ơn gia đình, bạn bè, những ngƣời thân yêu nhất của
tôi. Mọi ngƣời luôn ở bên cạnh tôi, động viên, khuyến khích tôi vƣơn lên trong cuộc
sống.
Hà nội, tháng 5 năm 2010
Phạm Văn Tứ
Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức
định tuyến trong MANET
Phạm Văn Tứ 1 K51MMT
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU
1.1 . Sự ra đời và phát triển của các mạng không dây
Mạng không dây đƣợc đánh dấu mốc hình thành từ những năm 1887 khi
Heinrich Rudolf Hertz chứng minh đƣợc thuyết điện từ Maxwell thông qua thực
nghiệm. Từ đó đến nay các nhà nghiên cứu đã cho ra đời hàng loạt phát minh sáng chế
góp phần đƣa công nghệ mạng không dây không ngừng cải tiến vƣợt trội về tốc độ
truyền nhận dữ liệu. Những năm gần đây nền công nghiệp không dây và di động tăng
trƣởng mạnh mẽ cả về mặt công nghệ lẫn sự bùng nổ ngày càng nhiều các thiết bị di
động, hứa hẹn một kỷ nguyên truyền thông số nở rộ trên nền các mạng không dây và
di động. Sự phát triển này đƣợc minh họa trên Hình 1 dƣới đây.
Hình 1: Sự phát triển của mạng không dây và di động
[...]... thực nghiệm mô phỏng chúng tôi đánh giá ảnh hƣởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong mạng MANET Phạm Văn Tứ 8 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET Chƣơng 2 GIAO THỨC MAC CỦA MẠNG LAN VÀ WLAN 2.1 Mạng LAN và mạng WLAN Trong nhƣng năm gần đây mạng WLAN đã trở lên phổ biến rộng khắp... ảnh hƣởng sự di động của các nút mạng ở các mức độ khác nhau đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến Nội dung cụ thể gồm: Tìm hiểu sâu về mạng MANET, trong đó chủ yếu xem xét tới các giao thức định tuyến Tìm hiểu sâu về các mô hình chuyển động của nút mạng trong MANET Xây dựng môi trƣờng mô phỏng, đƣa các giao thức định tuyến trong mạng MANET vào mô phỏng thông qua NS-2 Đánh giá ảnh hƣởng. .. hƣởng sự chuyển động của các nút mạng đến hiệu suất của các giao thức định tuyến DSDV, AODV và DSR bằng bộ mô phỏng mạng NS-2 Từ đó đƣa ra các nhận xét so sánh giữa ba giao thức Phạm Văn Tứ 4 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET 1.3 Công cụ nghiên cứu chính – NS-2 1.3.1 Giới thiệu về NS-2 NS-2 là phần mềm mô phỏng mạng, ... (Optimized Link State Routing) và giao thức định tuyến vector khoảng cách tuần tự đích DSDV (Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing) là hai ví dụ của giao thức định tuyến chủ ứng Phạm Văn Tứ 20 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET Các giao thức định tuyến phản ứng thiết lập tuyến dựa theo từng yêu cầu kết nối... hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET 3.2 Vấn đề định tuyến trong mạng MANET 3.2.1 Các thuật toán định tuyến truyền thống Các giao thức định tuyến truyền thống thƣờng sử dụng hai giải thuật: Distance Vector: RIP , IGRP, Nguyên tắc hoạt động: mỗi router sẻ gửi bảng định tuyến của mình cho tất cả các router đƣợc nối trực tiếp với nó Các router... 23 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET những thông tin này nút sẽ xây dựng lên bảng định tuyến của nó và có cái nhìn tổng thể về toàn mạng Dựa vào bảng định tuyến này nó có thể tự tính đƣợc đƣờng đi tới các nút khác dựa vào thuật toán tìm đƣờng đi ngắn nhất Khi một nút nhận đƣợc một gói tin trùng lặp với cùng số thứ tự... động lại một quá trình khám phá tuyến cho đích đó nếu một tuyến vẫn cần thiết [4] Ngoài ra, giao thức này sử dụng bản tin HELLO đƣợc phát quảng bá định kỳ bởi một nút để thông báo cho tất cả các nút khác về những nút lân cận của nó Các bản tin Phạm Văn Tứ 26 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET HELLO có thể đƣợc sử dụng... over fiber Phạm Văn Tứ Sự kiện 10 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET 2.2.2 Giao thức CSMA/CD Hình 4: Chu trình hoạt động của giao thức CSMA/CD (bên gửi) CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) – là giao thức Đa truy cập cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột Mạng LAN hoạt động dựa trên nguyên tắc... Văn Tứ 11 K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET 2.3 Chuẩn 802.11 và giao thức CSMA/CA 2.3.1 Chuẩn 802.11 IEEE 802.11 là một tập các chuẩn do tổ chức IEEE quy định về truyền thông máy tính trong mạng LAN không dây ở các dải tần số: 2.4 GHz, 3.6 GHz và 5 GHz Chuẩn 802.11 bao gồm các kỹ thuật điều biến tín hiệu “truyền qua không... K51MMT Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET 2.3.1 Giao thức CSMA/CA Hình 5: Chu trình hoạt động của giao thức CSMA/CA (bên gửi) CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) – Đa truy cập cảm nhận sóng mang có tránh xung đột CSMA/CD là phƣơng thức truy cập của lớp hai (Data link) Nguyên tắc hoạt động của phƣơng thức . số giao thức định tuyến trong
mạng MANET.
Khảo sát ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức
định tuyến trong MANET. PHỎNG ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG
CỦA CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 30
4.1. Xác định các tham số hiệu suất cần đánh giá và cách
Ngày đăng: 24/03/2014, 02:20
Xem thêm: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET pdf, KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CÁC NÚT MẠNG ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET pdf