ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hà Mạnh Huy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AOMDV NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG MANET LUẬN VĂN TH[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hà Mạnh Huy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AOMDV NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG MANET LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hà Mạnh Huy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AOMDV NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG MANET Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐỖ ĐÌNH CƯỜNG Thái Nguyên - 2020 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu đề tài luận văn: “Nghiên cứu phương pháp cải tiến giao thức định tuyến AOMDV nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng MANET” nhận giúp đỡ, bảo nhiệt tình thầy, giáo thuộc Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên để hoàn thành luận văn Với tình cảm chân thành, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo, Khoa Công nghệ thông tin, thầy giáo, cô giáo thuộc Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên tham gia quản lý, giảng dạy giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu Tơi xin bày tỏ biết ơn đặc biệt đến Thầy TS Đỗ Đình Cường - người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ kiến thức, tài liệu phương pháp để tơi hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, cổ vũ, khích lệ giúp đỡ suốt thời gian qua Mặc dù có nhiều cố gắng suốt q trình thực đề tài, song cịn có mặt hạn chế, thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp dẫn thầy giáo bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2020 Học viên Hà Mạnh Huy MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG TRONG MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Định nghĩa mạng MANET 1.1.2 Đặc điểm mạng MANET 1.1.3 Ứng dụng mạng MANET 1.1.3.1 Ứng dụng quân đội 1.3.1.2 Các ứng dụng sống 1.3.1.3 Mạng cảm biến 1.3.1.4 Mạng Rooftop 1.3.1.5 Mở rộng phạm vi điểm truy cập 10 1.2 Giao thức định tuyến đa đường AOMDV 10 1.2.1 Tổng quan giao thức AOMDV 10 1.2.2 Vấn đề chống định tuyến lặp 12 1.2.3 Các đường tách biệt 14 1.2.4 Bảng định tuyến 20 1.2.5 Thuật toán cập nhật đường 21 1.2.6 Tiến trình khám phá đường 23 1.2.7 Cơ chế bảo trì đường 26 1.2.8 Cơ chế chuyển tiếp liệu 26 1.3 Một số nghiên cứu cải tiến giao thức AOMDV 27 1.4 Tổng kết chương 29 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG MANET TRONG GIAO THỨC QCLR 31 2.1 Đề xuất ý tưởng cải tiến cho giao thức AOMDV 31 2.2 Xây dựng hàm lượng giá đường theo QoS 33 2.2.1 Phân lớp ứng dụng theo yêu cầu QoS 33 3.2.2 Phương pháp định chọn đường 33 2.2.3 Xác định trọng số tiêu chuẩn QoS 36 2.3 Dự đoán chất lượng liên kết tầng MAC 40 2.3.1 Ước lượng thời gian trễ theo thời gian phục vụ 41 2.3.2 Ước lượng tỉ lệ lỗi frame liên kết 45 2.4 Phát triển giao thức QCLR từ giao thức AOMDV 46 2.4.1 Xây dựng hàm lượng giá đường 46 2.4.2 Cơ chế định tuyến QoS 48 2.9 Tổng kết Chương 50 CHƯƠNG KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 52 3.1 Kịch mô 52 3.2 Các độ đo đánh giá hiệu 53 3.3 Các kết đánh giá 54 3.3.1 Độ trễ truyền gói tin trung bình 54 3.3.2 Thông lượng trung bình 56 3.3.3 Tỉ lệ truyền gói thành cơng 57 3.3.4 Tải định tuyến 59 3.3.5 Độ biến thiên trễ truyền gói tin 60 3.4 Tổng kết Chương 63 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 MỞ ĐẦU Được hình thành kết nối tạm thời nút mạng di động khơng có hỗ trợ sở hạ tầng mạng cố định, mạng MANET có nhiều đặc điểm khác biệt so với mạng khơng dây có dây truyền thống làm nảy sinh nhiều thách thức hướng nghiên cứu khác Định tuyến mạng MANET vấn đề cần quan tâm giải nghiên cứu cải tiến hiệu mạng MANET Đã có nhiều cải tiến nghiên cứu đề xuất nhằm cải tiến giao thức định tuyến cho mạng MANET Có thể phân nhóm nghiên cứu theo mục tiêu chúng bao gồm: Tăng độ bền vững đường chọn, nâng cao hiệu định tuyến, đảm bảo an ninh định tuyến, định tuyến hỗ trợ QoS, định tuyến với chế tiết kiệm lượng Trong ngữ cảnh triển khai mạng MANET với yêu cầu cụ thể, cần lựa chọn, cải tiến sử dụng giao thức định tuyến cách phù hợp Đối với vấn đề định tuyến hỗ trợ QoS, giao thức định tuyến phải có khả chọn đường phù hợp với yêu cầu QoS liệu cần truyền Tại nút mạng, luồng liệu có yêu cầu QoS khác truyền theo đường khác Do giao thức định tuyến đơn đường hỗ trợ tìm đường sau tiến trình định tuyến nên chọn đường khác theo luồng liệu có yêu cầu QoS khác Do đó, giao thức định tuyến đa đường lựa chọn thích hợp để tích hợp chế định tuyến QoS Các giao thức định tuyến đa đường có khả tìm sử dụng nhiều đường đồng thời từ nút nguồn tới nút đích Trong thời gian qua, có nhiều giao thức định tuyến đa đường đề xuất Tuy nhiên giao thức định tuyến đa đường đề xuất này, vấn đề định tuyến theo yêu cầu chất lượng dịch vụ lớp chương trình ứng dụng phân loại theo chuẩn ITU-T G.1010 chưa giải Mục tiêu đề tài nghiên cứu phương pháp cải tiến cho giao thức đa đường AOMDV sở đề xuất phương pháp phân lớp ứng dụng theo yêu cầu chất lượng dịch vụ theo chuẩn ITU-T G1010, phương pháp tính trọng số cho tham số chất lượng dịch vụ, kỹ thuật dự đoán chất lượng liên kết tầng MAC, phương pháp triển khai cải tiến giao thức AOMDV theo cách tiếp cận liên tầng đảm bảo yêu cầu QoS, kiểm nghiệm đánh giá kết cải tiến đề xuất sở mô Luận văn có bố cục sau: Sau phần mở đầu, Chương luận văn nội dung giới thiệu tổng quan mạng MANET, giao thức định tuyến đa đường AOMDV số kỹ thuật cải tiến giao thức định tuyến AOMDV Chi tiết phương pháp cải tiến giao thức định tuyến AOMDV nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng MANET trình bày Chương Kết thực nghiệm nhằm kiểm nghiệm, đánh giá hiệu phương pháp cải tiến so với phương pháp ban đầu trình bày Chương Cuối phần kết luận đưa nội dung tổng kết hướng phát triển luận văn 3 CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG TRONG MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Định nghĩa mạng MANET Mạng ad hoc di động (MANET) [5] mạng hình thành tập nút (máy/thiết bị) khơng dây, di động mà khơng có trợ giúp trạm quản lý tập trung, sở hạ tầng truyền thông có trước can thiệp người dùng Việc truyền thông nút thực hai nút đủ gần để trao đổi gói tin Hình 1.1 Ví dụ mạng MANET Có thể hình dung mạng MANET đồ thị, nút mạng biểu diễn đỉnh đồ thị Nếu hai nút truyền thơng trực tiếp với nhau, liên kết biểu diễn đường nối hai nút Đồ thị biểu diễn đồ thị tùy ý, thay đổi hình dạng thời điểm Mạng MANET mạng độc lập, kết nối với mạng khác lớn hơn, ví dụ mạng Internet 4 Trong Hình 1.1 ví dụ mạng MANET gồm nút Phạm vi truyền thông nút biểu diễn hình trịn Các nút nằm phạm vi truyền thơng truyền thơng trực tiếp với Kết nối nút mạng đặc trưng khoảng cách nút tính sẵn sàng hợp tác để tạo thành mạng tạm thời Các tính chất đặc trưng kết nối mạng MANET bao gồm: (1) Khoảng cách nút: Khoảng cách nút trạng thái gần chúng định nghĩa ranh giới mạng Chỉ cần hai nhiều nút chuyển động bán kính định tạo thành mạng ad-hoc Chính chuyển động làm cho khoảng cách nút thay đổi gây chất đặc biệt (ad-hoc) mạng (2) Tính sẵn sàng hợp tác: (1) điều kiện cần, chưa phải điều kiện đủ để thành lập mạng ad-hoc Các nút khoảng cách đủ gần phải sẵn sàng hợp tác để tạo thành mạng Nói cách khác, tự thân nút định “online” hay “offline” (3) Mạng ngang hàng tạm thời: Tại thời điểm nào, mạng ad-hoc xác định nút “online” khoảng cách định Một nút ln có xu hướng tham gia hay biến khỏi mạng Do đó, mạng coi tạm thời Hơn nữa, khơng có sở hạ tầng mạng cho trước, nút mạng phải truyền thông theo kiểu ngang hàng (peer-to-peer) 1.1.2 Đặc điểm mạng MANET Do ad hoc mạng không dây hoạt động không cần hỗ trợ hạ tầng mạng sở sở truyền thông đa chặng thiết bị di động vừa đóng vai trị thiết bị đầu cuối, vừa đóng vai trị định tuyến nên mạng ad hoc di động cịn có số đặc điểm bật sau [4]: Các nút mạng có tài nguyên hạn chế: Mỗi nút di động mạng cảm biến, điện thoại thơng minh máy tính xách tay Thơng thường thiết bị có tài nguyên hạn chế so với máy tính mạng có dây không dây truyền thống tốc độ xử lý, dung lượng nhớ lượng nguồn pin nuôi sống hoạt động nút Chất lượng liên kết hạn chế: Các liên kết khơng dây thường có băng thơng nhỏ so với liên kết có dây Ngồi ra, ảnh hưởng chế đa truy cập, vấn đề suy giảm tín hiệu, nhiễu yếu tố khác, băng thông thực liên kết không dây thường thấp nhiều so với tốc độ truyền tối đa theo lý thuyết môi trường truyền không dây Cấu trúc động: Do tính chất di chuyển ngẫu nhiên nút mạng nên cấu trúc loại mạng thường xuyên thay đổi cách ngẫu nhiên thời điểm không xác định trước Trong thay đổi, cấu trúc mạng có thêm kết nối hai chiều kết nối chiều Độ bảo mật thấp mức độ vật lý: Mạng không dây di động thường chịu tác động mặt vật lý từ nguồn gây nguy hại an ninh nhiều so với mạng có dây Về khía cạnh vật lý, kỹ thuật gây an ninh bảo mật mạng nghe lén, giả mạo công từ chối dịch vụ thường dễ triển khai mạng ad ho di động mạng có dây truyền thống Có thể thấy đặc điểm yếu tố ảnh hưởng nhiều đến hiệu mạng ad hoc di động Để triển khai mạng ad hoc di động thực tế, thiết kế mạng phải giải thách thức sinh đặc điểm nêu mạng Những thách thức gồm vấn đề kỹ thuật khả truyền liệu định tuyến hiệu kích thước mạng thay đổi; đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho chương trình ứng dụng; chế chuyển đổi số dịch vụ từ mơ hình client-server; tiết kiệm lượng pin để kéo dài thời gian hoạt động nút mạng riêng lẻ toàn mạng; đảm bảo an ninh mạng; khả hợp tác nút mạng khả tự tổ chức mạng; 1.1.3 Ứng dụng mạng MANET Các công nghệ mạng không dây kiểu không cấu trúc đem lại nhiều lợi ích so với mạng truyền thống (cả khơng dây có dây) ngữ cảnh khó triển khai sở hạ tầng mạng cố định việc triển khai không khả thi lý mặt thực hành (địa hình,…) lý kinh tế (chi phí cáp khơng gian lớn, chi phí thiết lập nhiều điểm truy cập) Phần giới thiệu ứng dụng mạng MANET 1.1.3.1 Ứng dụng quân đội Những thành tựu công nghệ thông tin thường áp dụng quân đầu tiên, mạng không dây kiểu không cấu trúc ngoại lệ Nhiều năm nay, quân đội sử dụng mạng “packet radios” – nguyên mẫu mạng chuyển mạch gói khơng dây ngày Giải pháp mạng MANET cho quân đội có đặc điểm khác so với mạng MANET túy [1] Mạng MANET túy thường tn theo mơ hình điểm ngẫu nhiên, nút tự di chuyển theo hướng nào, với tốc độ Trong mơ hình mạng MANET cho quân đội, nút phân nhóm theo chất tự nhiên chúng chúng thực nhiệm vụ cụ thể Xu hướng di động theo nhóm Hình 1.2 minh hoạ khác mơ hình di động mạng MANET tuý mạng MANET quân đội 7 Mạng MANET túy Mạng MANET qn đội Hình 1.2 Mơ hình di động mạng MANET túy mạng MANET qn đội Do đó, đưa mơ hình chuyển động theo nhóm, vấn đề mạng MANET trở nên cụ thể (ví dụ: định tuyến, sử dụng ứng dụng thời gian thực tiếng nói, video,…), cho phép phát triển giải pháp tối ưu 1.3.2 Các ứng dụng sống Mạng MANET lý tưởng trường hợp khơng có sẵn sở hạ tầng thơng tin, nhiên lại cần phải thành lập mạng tạm thời nhằm trao đổi thông tin hợp tác làm việc Tại vùng bị thiên tai, thảm họa, khó có sở hạ tầng thơng tin vững Hệ thống có trước bị hỏng bị phá hủy hồn tồn Tại vùng có thảm họa, tất phương tiện hệ thống truyền thông bị phá hủy hoàn toàn Mỗi xe cảnh sát, cứu hỏa, cứu thương,… trang bị thiết bị đầu cuối di động – phần mạng ad-hoc Mỗi nhân viên mang theo thiết bị đầu cuối di động Các thiết bị đầu cuối liên kết với nhau, hình thành nên mạng tạm thời nhằm trao đổi thơng tin Cấu hình mạng thay đổi theo thời điểm khác Ngoài ra, thiết bị đầu cuối di động không cung cấp chức gửi nhận thông tin mà cịn chuyển tiếp thơng tin – đóng vai trò router Internet Đối với ứng dụng hội thảo, khác với cách làm truyền thống người tham gia hội thảo muốn chia sẻ tài liệu cho gửi file đính kèm qua email chép qua thiết bị lưu trữ thứ cấp có khả di động, tất người tham dự hội thảo sử dụng thiết bị di động để tạo thành mạng ad-hoc suốt thời gian Các thiết bị truyền thơng với nhau, truyền/nhận tài liệu sử dụng hội thảo Khi hội thảo kết thúc, thiết bị tắt nguồn, mạng tự bị hủy bỏ Mạng MANET ứng dụng sống Chẳng hạn mạng động hình thành từ hai thiết bị cầm tay thông minh em học sinh để chơi game Môi trường mạng mạng không dây kiểu không cấu trúc túy, tức khơng có sở hạ tầng cáp, thiết bị đầu cuối tự cấu hình để thành lập mạng, mà khơng có quản lý tập trung Mạng tự chia nhỏ thành mạng con: mạng riêng em học sinh bạn em, mạng “chung” khởi tạo người muốn chia sẻ chương trình trị chơi điện tử máy Hai mạng trộn lẫn vào cách linh động 1.3.1.3 Mạng cảm biến Cảm biến thiết bị nhỏ, phân tán, giá thành thấp, tiết kiệm lượng, có khả truyền thơng không dây xử lý cục Mạng cảm biến mạng gồm nút cảm biến (sensor) – nút hợp tác với để thực nhiệm vụ cụ thể, ví dụ như: giám sát mơi trường (khơng khí, đất, nước), theo dõi mơi trường sống, hành vi, dân số loài động, thực vật, dị tìm động chấn, theo dõi tài ngun, thực trinh thám quân đội, Trước mạng cảm biến thường bao gồm lượng nhỏ nút cảm biến kết nối cáp tới trạm xử lý tập trung Ngày nay, nút mạng cảm biến thường không dây, phân tán để vượt qua trở ngại vật lý môi trường, tiết kiệm lượng nhiều trường hợp có hạ tầng có sẵn lượng truyền thông Công nghệ mạng không dây kiểu không cấu trúc thường áp dụng để triển khai mạng cảm biến do: Các nút cảm biến phân tán vùng khơng có sẵn sở hạ tầng truyền thông lượng Các nút phải tự hình thành kết nối Các nút phải tự tự cấu hình, tự hoạt động trường hợp Cấu hình mạng ln thay đổi (các nút cảm biến bị hỏng, nút thêm vào,…), mạng cảm biến phải tự thích nghi với thay đổi 1.3.1.4 Mạng Rooftop Là công nghệ bùng nổ để cung cấp truy cập mạng băng thơng rộng tới gia đình, cách để thay ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) công nghệ tương tự khác Mạng rooftop sử dụng công nghệ mạng ad-hoc để mở rộng phạm vi số điểm truy cập – điểm nối với nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) Mỗi người truy cập trang bị router ad-hoc cho phép chuyển tiếp lưu lượng thay mặt người truy cập khác Từ khía cạnh ad-hoc, mạng MANET tương đối tĩnh – cấu hình mạng thay đổi 10 Hình 1.3 Một ví dụ mạng Rooftop 1.3.1.5 Mở rộng phạm vi điểm truy cập Trong mạng không dây sử dụng rộng rãi ngày nay, nút mạng di động kết nối với điểm truy cập theo cấu hình hình Để kết nối vào mạng, người sử dụng phải phạm vi truy cập mạng Do phạm vi truy cập giới hạn sở hạ tầng chặng (one-hop) cấu hình này, điểm truy cập phải trải rộng toàn vùng, bao phủ khắp nơi muốn kết nối với Sử dụng mạng không dây kiểu không cấu trúc, nhu cầu cần điểm truy cập giảm – người sử dụng bên phạm vi truy cập “tiếp sóng” thơng qua nhiều nút trung gian để truy cập vào mạng 1.2 Giao thức định tuyến đa đường AOMDV 1.2.1 Tổng quan giao thức AOMDV Giao thức AOMDV [7] giao thức định tuyến đa đường theo yêu cầu dạng vectơ khoảng cách thiết kế dành cho mạng MANET Nó phát 11 triển từ giao thức AODV sở chia sẻ số đặc điểm với giao thức AODV Nó dựa khái niệm vectơ khoảng cách sử dụng phương pháp định tuyến chặng Hơn nữa, giao thức AOMDV tìm thấy đường theo yêu cầu cách sử dụng tiến trình khám phá đường Sự khác biệt hai giao thức nằm số lượng đường tìm sau tiến trình khám phá tuyến Trong giao thức AOMDV, việc truyền gói RREQ từ nguồn tới đích thiết lập nhiều đường dẫn ngược nút trung gian nút đích Nhiều gói RREP qua đường nghịch hướng nút nguồn để tạo thành nhiều đường thuận đến đích nút nguồn nút trung gian Giao thức AOMDV cung cấp cho nút trung gian đường dự phòng nhằm làm giảm tần suất khám phá đường Vấn đề trọng tâm giao thức AOMDV vấn đề đảm bảo phát nhiều đường không lặp phân tách tiến trình tìm đường hiệu cách sử dụng tiến trình khám phá đường dựa vào kỹ thuật “làm ngập tràn” (flooding) Các quy tắc cập nhật đường giao thức AOMDV áp dụng cục nút đóng vai trị việc trì đường khơng lặp phân tách Các nội dung trình bày chương ý tưởng để đạt hai thuộc tính Các phần tiếp trình bày cách đưa ý tưởng vào giao thức AOMDV bao gồm mô tả chi tiết quy tắc cập nhật đường nút tiến trình khám phá đa đường Đề xuất thiết kế giao thức AOMDV tái sử dụng nhiều thơng tin định tuyến có sẵn giao thức AODV Do đó, hạn chế chi phí phát sinh việc khám phá nhiều đường Đặc biệt, khơng sử dụng thêm gói điều khiển đặc biệt Trên thực tế, gói RREP RERR bổ sung để phát bảo trì đa đường với vài trường bổ sung gói điều khiển định tuyến (RREQ, RREP RERR) chi phí bổ sung giao thức AOMDV so với giao thức AODV 12 1.2.2 Vấn đề chống định tuyến lặp Các quy tắc cập nhật tuyến giao thức AODV giới hạn nút tìm tối đa đường cho đích Do đó, cần thiết phải sửa đổi quy tắc cập nhật đường để nút có nhiều đường cho đích Tuy nhiên, sửa đổi cần thực để đảm bảo vấn đề tránh định tuyến lặp Có hai vấn đề phát sinh tính tốn nhiều đường dẫn khơng lặp nút cho đích Một là, nút chọn đường nhiều đường để cung cấp quảng bá cho nút khác? Do tuyến đường có số chặng khác nên việc lựa chọn đường tạo thành đường lặp vòng Hai là, nút nhận quảng bá đường có chấp nhận đường nhận hay không? Việc chấp nhận tất đường gây tượng định tuyến lặp Hình 1.4 minh họa vấn đề đường lặp vịng ví dụ đơn giản Trong Hình 1.4(a), nút D đích nút I có hai đường đến D - đường chặng qua nút M (I –M –N –O–P –D) đường chặng trực tiếp (I - D) Giả sử tuyến đường (I –M –N –O–P –D) quảng bá đến nút J tuyến đường (I – D) quảng bá đến nút K Sau đó, J K có đường đến nút D qua nút I, tuyến đường có chặng khác Nếu sau nút I nhận đường chặng đến đích D từ nút L (L–K–I–D), nút I khơng thể xác định L nút trước hay nút sau đường tới đích D có thơng tin số chặng đưa vào quảng bá đường Vì vậy, nút I hình thành tuyến đường tới nút đích D thơng qua nút L làm dẫn đến vịng lặp Tình xảy nút (ở nút I) quảng bá đường ngắn (I - D) có đường dự phịng dài (I –M –N –O–P –D) 13 Hình 1.4 Ví dụ trường hợp xảy định tuyến lặp Hình 1.4(b) cho thấy tình tiềm khác xảy lặp vịng Trong nút D đích Nút J có đường dẫn chặng đến nút D thơng qua nút (J–K–I–D) Nút L có đường chặng đến nút D thông qua nút M (L M - N - D) Giả sử nút I nhận đường dẫn chặng đến nút D từ nút L Trong trường hợp này, nút I xác định liệu nút L có phải nút đứng trước hay khơng nút J cung cấp đường chặng tới nút D Do đó, việc nút chấp nhận đường dài sau quảng bá đường ngắn tới nút láng giềng gây định tuyến lặp Tập điều kiện chống định tuyến lặp xây dựng cho giao thức AODV phát biểu sau: (i) Quy tắc số thứ tự: Chỉ trì tuyến đường cho số thứ tự đích có giá trị cao Tại nút, nhiều tuyến đường có số thứ tự đích trì Với quy tắc này, tính chất khơng lặp vịng tuyến đường đạt tương tự giao thức AODV Khi nút nhận quảng bá đường chứa số thứ tự đích cao hơn, tất đường có số thứ tự cũ tới đích tương ứng bị loại bỏ Tuy nhiên, nút khác (trên tuyến đường) có số thứ tự khác cho đích 14 (ii) Đối với số thứ tự đích, (a) Quy tắc quảng bá đường: Không quảng bá đường ngắn đường quảng bá trước (b) Quy tắc nhận đường: Khơng nhận đường dài đường quảng bá trước Để trì nhiều đường cho số thứ tự, giao thức AOMDV sử dụng khái niệm “số chặng quảng bá” Mỗi nút trì biến gọi số chặng quảng bá cho đích Biến thiết lập giá trị độ dài đường (tính theo số chặng) dài thời điểm quảng bá cho số thứ tự đích cụ thể Số lượng chặng quảng bá không thay đổi số thứ tự đích thay đổi Việc quảng bá độ dài đường dài cho phép có nhiều đường thay trì 1.2.3 Các đường tách biệt Bên cạnh việc trì nhiều đường khơng lặp vịng, giao thức AOMDV cịn có khả tìm đường dự phịng khơng giao Với mục đích cải thiện khả chịu lỗi nhiều đường đường tách biệt lựa chọn tự nhiên để chọn tập đường dự phòng hiệu từ tập lớn đường tiềm khả lỗi dây chuyền đồng thời đường tập nhỏ so với tập đường có giao cắt Có hai loại đường tách biệt xem xét đường tách biệt theo liên kết đường tách biệt theo nút Đường tách biệt theo liên kết tập hợp đường khơng có liên kết chung cặp nút, đó, đường tách biệt theo nút cịn cịn thêm điều kiện khơng có nút giao Khơng giống vấn đề đường tách biệt lý thuyết đồ thị tài liệu, khái niệm không giao giới hạn cặp nút không xem xét đến 15 tính khơng giao cặp nút khác Cụ thể cần đảm bảo đường từ nút P tới nút đích D khơng giao Điều có nghĩa khơng thiết tất đường mạng dẫn đến nút D phải đường tách biệt Sự khác biệt minh họa ví dụ Hình 1.5 Giới hạn đường tách biệt đủ nhìn từ góc độ khả chịu lỗi thực tế sử dụng hầu hết giao thức định tuyến đa đường khác B A C D E F Hình 1.5 Ví dụ đường giao Trong Hình 1.5, đường trì nút khác đến đích giao Ở D đích đến Nút A có hai đường dẫn không giao đến nút D A–B–D A–C–D Tương tự, nút E có hai đường tách biệt đến nút D E–C–D E–F–D Tuy nhiên, A–C–D E–C–D lại giao chúng chia sẻ liên kết C–D Trong việc tìm kiếm đường tách biệt, lực lượng độ dài đường dự phịng khơng tối ưu hóa cách rõ ràng Trên thực tế, số lượng chất lượng đường tách biệt giao thức AOMDV phát phần lớn xác định qua tiến trình khám phá đường Tuy nhiên, kiểm sốt thuộc tính cách đặt giới hạn số lượng độ dài đường dự phòng trì nút Đây cách tiếp cận hợp lý tính chất tồn thời gian ngắn đường mạng ad hoc di động việc tính ... tiết phương pháp cải tiến giao thức định tuyến AOMDV nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng MANET trình bày Chương Kết thực nghiệm nhằm kiểm nghiệm, đánh giá hiệu phương pháp cải tiến so với phương. ..ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hà Mạnh Huy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AOMDV NHẰM ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG MANET. .. 26 1.3 Một số nghiên cứu cải tiến giao thức AOMDV 27 1.4 Tổng kết chương 29 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG MANET TRONG GIAO THỨC QCLR 31 2.1