Luận văn thạc sĩ khoa học máy tính nghiên cứu phương pháp định tuyến hiệu quả trên cơ sở định tuyến đa đường có cân bằng tải cho mạng ad hoc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Thu Thảo NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG CÓ CÂN BẰNG TẢI CHO MẠNG AD HOC 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 Trần Thị Thu Thảo NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG CÓ CÂN BẰNG TẢI CHO MẠNG AD HOC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN TAM Thái Nguyên - 2020 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, em hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Khoa học máy tính Để có kết này, em xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới: - PGS TS Nguyễn Văn Tam cán hướng dẫn khoa học tận tình giúp đỡ bảo em suốt trình làm luận văn - Các cán bộ, giảng viên Khoa Cơng nghệ thơng tin Phịng Đào tạo tồn thể thầy, giáo trường Trường Đại học CNTT & TT - ĐHTN tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình em thực đề tài luận văn Bên cạnh giúp đỡ gia đình, bạn bè người thân ủng hộ tạo điều kiện tốt để em tập trung nghiên cứu hoàn thành luận văn Do mặt kiến thức thời gian hạn chế, luận văn nhiều khiếm khuyết Tơi mong đóng góp ý kiến thầy, cô người để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2020 Học viên Trần Thị Thu Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠNG MANET VÀ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG TRONG MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Khái niệm mạng MANET 1.1.2 Đặc điểm mạng MANET 1.1.3 Ứng dụng mạng MANET 1.2 Một số chiến lược định tuyến mạng MANET 1.2.1 Phân loại chiến lược định tuyến 1.2.2 Chiến lược định tuyến tìm đường trước tìm đường theo yêu cầu 1.2.3 Định tuyến cập nhật định kỳ cập nhật theo kiện 1.2.4 Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp 10 1.2.5 Định tuyến với kỹ thuật tính tốn tập trung tính tốn phân tán 12 1.2.6 Định tuyến nguồn định tuyến chặng 12 1.2.7 Định tuyến đơn đường định tuyến đa đường 13 1.3 Vấn đề cân tải định tuyến đa đường 14 1.4 Một số kỹ thuật định tuyến đa đường cân tải 16 1.5 Tổng kết Chương 17 CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG VÀ CÂN BẰNG TẢI .19 2.1 Ý tưởng thiết kế giao thức LCMR 19 2.2 Cơ chế hoạt động giao thức LCMR 20 2.2.1 Mô tả chế hoạt động 20 2.2.2 Thuật toán nút nguồn 22 2.2.3 Thuật toán nút trung gian 23 2.2.4 Thuật toán nút đích 25 2.3 Phân tích hiệu giao thức LCMR theo lý thuyết 25 2.4 Tổng kết Chương 32 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 33 3.1 Kịch mô độ đo đánh giá hiệu 33 3.2 Kết mô với cặp nút nguồn-đích 35 3.2.1 Thời gian định tuyến gói tin 35 3.2.2 Số gói tin gửi từ nút nguồn 36 3.2.3 Thời gian định tuyến liệu theo lý thuyết 39 3.2.3 Thời gian định tuyến liệu mô 41 3.3 Kết mô với nhiều cặp nút nguồn-đích 42 3.3.1 Tác động số đường tới thời gian định tuyến 43 3.3.2 Tác động số gói liệu tới thời gian định tuyến 50 3.4 Đánh giá kết 53 3.5 Tổng kết Chương 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại chiến lược định tuyến mạng MANET Bảng 3.1 Giá trị tham số mô .33 Bảng 3.2 Thời gian định tuyến gói tin qua đường tách biệt theo nút .35 Bảng 3.3 Thời gian định tuyến gói tin qua đường có chung liên kết .36 Bảng 3.4 Số gói tin gửi từ nút nguồn qua đường tách biệt theo nút 37 Bảng 3.5 Số gói tin gửi từ nút nguồn qua đường có chung liên kết 38 Bảng 3.6 Tổng thời gian định tuyến liệu qua đường tách biệt theo nút 39 Bảng 3.7 Tổng thời gian định tuyến liệu qua đường có chung liên kết .40 Bảng 3.8 Tổng thời gian định tuyến liệu mô qua đường tách biệt theo nút 41 Bảng 3.9 Tổng thời gian định tuyến liệu mơ qua đường có chung liên kết 42 Bảng 3.10 Thời gian yêu cầu cho 10.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 43 Bảng 3.11 Thời gian u cầu cho 10.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 43 Bảng 3.12 Thời gian yêu cầu cho 8.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 44 Bảng 3.13 Thời gian yêu cầu cho 8.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 45 Bảng 3.14 Thời gian yêu cầu cho 6.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 46 Bảng 3.15 Thời gian yêu cầu cho 6.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 46 Bảng 3.16 Thời gian yêu cầu cho 4.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 47 Bảng 3.17 Thời gian u cầu cho 4.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 48 Bảng 3.16 Thời gian yêu cầu cho 2.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 49 Bảng 3.17 Thời gian yêu cầu cho 2.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Minh họa mạng MANET Hình 1.2 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phẳng 11 Hình 1.3 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phân cấp 11 Hình 1.4 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến nguồn 13 Hình 1.5 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến chặng 13 Hình 1.6 Nhiều đường hình thành cặp nút nguồn-đích .15 Hình 3.1 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 10.000 gói liệu 44 Hình 3.2 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 8.000 gói liệu 46 Hình 3.3 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 6.000 gói liệu 47 Hình 3.4 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 4.000 gói liệu 49 Hình 3.5 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 2.000 gói liệu 50 Hình 3.6 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 51 Hình 3.7 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 51 Hình 3.8 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 52 Hình 3.9 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 52 Hình 3.10 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường .53 MỞ ĐẦU Mạng ad hoc di động (MANET) hình thành kết nối tạm thời nút mạng Đây công nghệ mạng tảng để phát triển công nghệ mạng ứng dụng rộng rãi ngày mạng cảm biến, mạng giao thông, mạng tác chiến,… Trong mạng MANET, nút mạng vừa đóng vai trị thiết bị đầu cuối, vừa đóng vai trị định tuyến Do tính chất di động nút mạng nên tốn định tuyến mạng MANET có nhiều điểm khác biệt so với toán định tuyến mạng truyền thống Từ góc nhìn số lượng đường định tuyến sử dụng, phân chia giao thức định tuyến mạng MANET theo hai nhóm định tuyến đơn đường định tuyến đa đường Định tuyến mạng MANET vấn đề nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Giao thức định tuyến theo yêu cầu dạng véc tơ khoảng cách mạng ad hoc (AODV) giao thức phổ biến sử dụng rộng rãi MANETs Kỹ thuật định tuyến có khả nhận biết thích ứng với vấn đề tắc nghẽn số nhà nghiên cứu xem xét Trong thời gian qua, số giao thức đề xuất sở ước lượng thời gian định tuyến làm độ đo định tuyến thay độ đo số chặng giao thức AODV Các giao thức chọn đường có độ đo thời gian định tuyến tối thiểu tiến trình khám phá đường Những giao thức định tuyến có tính đến độ trễ liên kết dựa hiệu suất kênh truyền độ trễ hàng đợi vấn đề tắc nghẽn nút trung gian Đối với giao thức định tuyến đơn đường, có tối đa đường tối ưu theo độ đo định tuyến chúng cài đặt vào bảng định tuyến sau tiến trình tìm đường chúng nhận thơng tin nhiều đường tới đích tiến trình tìm đường Tại nút mạng, gói tin liệu chuyển đường thích hợp có bảng định tuyến Khi liên kết đường bị lỗi, nút mạng phải khởi tạo lại tiến trình tìm đường Một lớp giao thức định tuyến khác MANET hoạt động dựa chế tìm nhiều đường cặp nút nguồn đích cho trước, sau phân phối tải liệu gói từ nguồn đến đích theo tất đường tìm Ngồi việc giảm thời gian định tuyến tất gói tin thông qua nhiều đường, ưu điểm khác định tuyến đa đường làm tăng độ tin cậy truyền thông Giao thức FMLB (Fibonacci sequence based Multipath Load Balancing) giao thức định tuyến đa đường hoạt động theo chế phân phối tải liệu sở chuỗi Fibonacci để cân tải liệu nhiều đường khác Mục tiêu đề tài nghiên cứu kỹ thuật định tuyến hiệu sở định tuyến đa đường có cân tải triển khai giao thức định tuyến gọi LCMR sử dụng mạng MANET Các vấn đề nghiên cứu bao gồm: Cơ chế tìm đường cho phép tìm nhiều đường cặp nguồn-đích; kỹ thuật ước lượng thời gian định tuyến theo đường; chiến lược cân tải liệu đường để giảm thiểu thời gian định tuyến Việc so sánh đánh giá hiệu định tuyến kỹ thuật chiến lược đề xuất giao thức LCMR thực thông qua việc phân tích lý thuyết mơ phỏng, đánh giá hiệu giao thức LCMR với giao thức lớp đề xuất trước FMLB MAODV Luận văn có cấu trúc sau: Chương trình bày tổng quan mạng MANET vấn đề định tuyến mạng MANET Một giao thức định tuyến hiệu sở định tuyến đa đường cân tải trình bày chi tiết Chương từ ý tưởng thiết kế, chế hoạt động đến việc phân tích hiệu giao thức theo lý thuyết toán học Kết việc cài đặt, mô phỏng, so sánh đánh giá hiệu giao thức định tuyến LCMR với giao thức định tuyến đa đường khác FLMBRT, FLMBHC, MAODVRT MAODVHC trình bày Chương Nội dung tổng kết hướng phát triển đề tài đưa phần kết luận 4 CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠNG MANET VÀ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG TRONG MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Khái niệm mạng MANET Mạng MANET (Mobile Ad hoc Network – MANET) [4] mạng di động không dây hoạt động không cần dựa vào hạ tầng mạng cố định, hình trạng mạng tạo thành nút mạng Chế độ “Ad hoc” chuẩn IEEE 802.11 hoạt động theo mơ hình này, hỗ trợ để thiết lập mạng đơn chặng Các mạng di động không dây kiểu không cấu trúc mở rộng khái niệm “Ad hoc” đa chặng theo nghĩa: nút mạng định tuyến chuyển tiếp gói tin nhận từ nút mạng khác Nói cách khác, đường chuyển tiếp gói tin từ nút nguồn tới nút đích chứa nút trung gian khác Các nút trung gian đọc thông tin phần header gói tin liệu chuyển tiếp chúng tới chặng đường hình thành Có thể hiểu mạng MANET tập nút khơng dây di động trao đổi liệu cách linh động mà không cần hỗ trợ trạm sở cố định mạng có dây Mỗi nút di động có phạm vi truyền giới hạn, chúng cần trợ giúp nút lân cận để chuyển tiếp gói liệu Khi gói tin liệu từ nút nguồn cần gửi tới nút đích mà nút đích khơng nằm phạm vi truyền nút nguồn, cần có trợ giúp nút trung gian để chuyển tiếp gói tin từ nút nguồn tới nút đích Để thực cơng việc này, nút mạng phải sử dụng giao thức định tuyến phù hợp Hình 1.1 Minh họa mạng MANET Hình ví dụ mạng MANET Trong nút mạng kết nối với khoảng thời gian để trao đổi thông tin Trong trao đổi thơng tin, nút di chuyển, đó, mạng phải đáp ứng yêu cầu truyền liệu hình trạng mạng thay đổi liên tục Các nút mạng phải có chế tự tổ chức thành mạng để thiết lập đường truyền liệu mà không cần hỗ trợ từ bên ngồi Trong mơ hình này, nút mạng đóng vai trị nút đầu cuối để chạy chương trình ứng dụng người sử dụng định tuyến để chuyển tiếp gói tin cho nút mạng khác 1.1.2 Đặc điểm mạng MANET Do mạng MANET 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 MANET có số đặc điểm bật sau [12]:  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 MANET có thêm kết nối hai chiều kết nối chiều  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  Các nút mạng có tài nguyên hạn chế: Mỗi nút di động mạng cảm biến, điện thoại thông minh máy tính xách tay Thơng thường thiết bị có tài ngun hạn chế so với máy tính mạng có dây khơng dây truyền thống tốc độ xử lý, dung lượng nhớ lượng nguồn pin nuôi sống hoạt động nút 6  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 MANET mạng có dây truyền thống Có thể thấy đặc điểm yếu tố ảnh hưởng nhiều đến hiệu mạng MANET Để triển khai mạng MANET thực tế, thiết kế mạng phải giải thách thức sinh đặc điểm nêu 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 Ngày nay, mạng MANET có nhiều ứng dụng đời sống, kinh tế, xã hội người Mơ hình mạng phù hợp tình cần triển khai hệ thống mạng cách nhanh chóng, linh động thường xuyên có biến đổi cấu trúc mạng Chúng ứng dụng nhiều ứng dụng từ lĩnh vực thương mại tới ứng dụng hoạt động quân sự, ứng dụng hoạt động khẩn cấp, ứng dụng gia đình, văn phịng giáo dục, mạng giao thông mạng cảm biến Đối với ứng dụng mạng MANET thương mại, người dùng chia sẻ liệu thiết bị di động họp hay hội thảo mà không cần hỗ trợ sở hạ tầng mạng cố định Các máy tính cá nhân kết nối với để tạo thành mạng tạm thời phục vụ cho ứng dụng truyền thông liệu nhóm người dùng mà khơng cần diện thu phát tập trung Kết nối Internet từ thiết bị người dùng chia sẻ tới thiết bị người dùng khác thông qua mạng MANET Ứng dụng mạng MANET quân đội ý tưởng đưa từ mạng MANET phát triển Trong mơ hình chiến đấu qn đội chiến trường khơng có hỗ trợ hạ tầng mạng cố định, người lính phương tiện quân xe tăng, máy bay, tàu chiến, tàu thủy kết nối trao đổi thông tin tạm thời với với trạm huy cách linh động thông qua mạng MANET hình thành kết nối thiết bị di động truyền thông không dây gắn vào phương tiện quân hay người lính tham gia vào chiến Tại vùng bị thiên tai, thảm họa, tất phương tiện hạ tầng truyền thơng xây dựng trước bị phá hủy hoàn toàn Mỗi xe cảnh sát, cứu hỏa, cứu thương,… trang bị thiết bị truyền nhận không dây để trở thành thiết bị đầu cuối di động phần mạng MANET Mỗi nhân viên cứu hộ mang theo thiết bị đầu cuối di động Các thiết bị đầu cuối liên kết với nhau, hình thành nên mạng MANET 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 thơng tin mà cịn chuyển tiếp thơng tin vai trị định tuyến Mỗi thiết bị thơng minh gia đình, điện thoại di động thơng minh máy tính người sử dụng văn phịng, mơi trường trường học, lớp học đóng vai trị nút mạng mạng MANET hình thành tạm thời mà không cần hỗ trợ hạ tầng mạng cố định nhằm phục vụ cho ứng dụng chia sẻ thông tin, truyền liệu multimedia, quản lý nhà thông minh, quản lý lớp học thông minh,… Trong vấn đề quản lý hỗ trợ giao thông, phương tiện giao thông nút mạng di động mạng MANET hình thành tạm thời khu vực địa lý nhằm hỗ trợ trao đổi quản lý thơng tin tình trạng giao thơng, hỗ trợ tìm đường tránh tắc nghẽn giao thông, theo dõi quản lý thiết bị tham gia giao thông, v.v Cảm biến thiết bị nhỏ, phân tán, giá thành thấp, tiết kiệm lượng, có khả truyền thơng khơng dây xử lý cục Một mạng MANET mạng cảm biến gồm nút cảm biến Các 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, 1.2 Một số chiến lược định tuyến mạng MANET 1.2.1 Phân loại chiến lược định tuyến Có nhiều cách để phân loại chiến lược định tuyến cho mạng MANET theo tiêu chí khác [11] Các chiến lược định tuyến liệt kê Bảng 1.1 Bảng 1.1 Phân loại chiến lược định tuyến mạng MANET Tiêu chí phân loại Thời điểm định tuyến Phương pháp truyền thông tin định tuyến Số lượng vùng định tuyến Thông tin định tuyến header gói Vị trí tính tốn đường Loại Định tuyến tìm đường trước tìm đường theo yêu cầu Định tuyến cập nhật định kỳ cập nhật theo kiện Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp Định tuyến nguồn định tuyến chặng Định tuyến tập trung định tuyến phân tán 1.2.2 Chiến lược định tuyến tìm đường trước tìm đường theo yêu cầu Kiểu định tuyến tìm đường trước cịn gọi “định tuyến kích hoạt trước” hay “định tuyến điều khiển dạng bảng” Đối với kiểu định tuyến này, đường tới đích tìm trước có nhu cầu truyền liệu nút mạng Trạng thái liên kết lưu trữ cập nhật định kỳ bảng định tuyến để phục vụ cho thuật tốn tìm đường nút mạng Ưu điểm lớn kỹ thuật định tuyến có yêu cầu truyền liệu, đường truyền liệu sẵn sàng nút mạng khơng có độ trễ từ có yêu cầu truyền liệu tới lúc tìm đường để truyền liệu Tuy nhiên giao thức thuộc nhóm có nhược điểm chúng tính tốn tìm đường tới đích nên có số đường không sử dụng kỹ thuật quảng bá bảng định tuyến định kỳ chiếm dụng băng thông mạng nhiều trạng thái liên kết hình trạng mạng thay đổi với tốc độ nhanh Có thể kể đến số giao thức định tuyến tiêu biểu thuộc nhóm giao thức DSDV giao thức WRP Đối với giao thức định tuyến tìm đường theo yêu cầu, có nhu cầu sử dụng đường truyền liệu, nút liên quan khởi tạo tiến trình tìm đường trao đổi thông tin định tuyến Phương pháp có ưu điểm tiết kiệm băng thơng mạng dành cho tải định tuyến có nhược điểm q trình tìm kiếm tuyến đường gây độ trễ truyền tin đáng kể Một số giao thức tiêu biểu đề xuất thuộc nhóm DSR, AODV TORA 1.2.3 Định tuyến cập nhật định kỳ cập nhật theo kiện Với giao thức định tuyến sở trạng thái liên kết (link state), để đảm bảo thông tin trạng thái liên kết hình trạng mạng cập nhật kịp thời, thông tin định tuyến cần quảng bá tới nút mạng Trên sở cách thức quảng bá thơng tin định tuyến, ta phân loại chiến lược định tuyến thành hai nhóm định tuyến cập nhật định kỳ định tuyến 10 cập nhật theo kiện Chiến lược định tuyến theo chu kỳ trì độ ổn định mạng quan trọng cho phép nút mạng học thơng tin hình trạng trạng thái toàn mạng Tuy nhiên, sử dụng chu kỳ dài để cập nhật thông tin định tuyến, nút mạng chứa thơng tin định tuyến cũ khơng xác Ngược lại, chu kỳ cập nhật thông tin định tuyến ngắn, có nhiều gói tin định tuyến sinh quảng bá mạng gây lãng phí tài nguyên mạng Đối với chiến lược định tuyến theo kiện, có kiện diễn mạng, nút mạng chịu tác động trực tiếp kiện quảng bá gói tin cập nhật thơng tin định tuyến Vì vậy, thông tin thay đổi trạng thái mạng nhanh chóng cập nhật tới nút mạng Tuy nhiên, topo mạng thay đổi với tốc độ nhanh, có nhiều gói tin quảng bá cập nhật định tuyến sinh làm lãng phí băng thông mạng biến động đường truyền liệu 1.2.4 Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp Trong định tuyến phẳng, nút mạng có cấp độ chức định tuyến Chiến lược định tuyến tương đối đơn giản hiệu mạng nhỏ Các giao thức AODV, DSDV, DSR giao thức điển hình sử dụng chiến lược định tuyến phẳng Đối với mạng lớn, vấn đề gặp phải lãng phí tài nguyên mạng dành cho việc xử lý truyền gói tin quảng bá thơng tin định tuyến Chiến lược định tuyến phân cấp đề xuất nhằm giải vấn đề Trong chiến lược định tuyến phân cấp, nút mạng tổ chức cách link động thành vùng Mỗi vùng lại chia tiếp thành vùng theo kiểu phân cấp Cấu trúc phân cấp nhằm trì tính ổn định tương đối hình trạng mạng Sự di chuyển thay đổi trạng thái nút mạng tác động phạm vi vùng quản lý Chỉ có thơng tin điều 11 khiển cấp cao truyền vùng để giảm tải định tuyến mạng Mỗi nút mạng có thơng tin đầy đủ nút mạng khác vùng với cách sử dụng kỹ thuật định tuyến tìm đường trước Nếu nút đích nút nguồn yêu cầu truyền liệu thuộc hai vùng khác nhau, kỹ thuật định tuyến liên vùng theo yêu cầu sử dụng Định tuyến liên vùng thường hoạt động theo chế định tuyến theo yêu cầu chế kết hợp định tuyến tìm đường trước định tuyến theo yêu cầu Các giao thức tiêu biểu sử dụng chiến lược định tuyến phân cấp HSR CGSR Hình 1.2 Hình 1.3 minh họa cho đường hình thành giao thức định tuyến hoạt động theo chiến lược định tuyến phẳng định tuyến phân cấp Hình 1.2 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phẳng Hình 1.3 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phân cấp 12 1.2.5 Định tuyến với kỹ thuật tính tốn tập trung tính tốn phân tán Trong chiến lược định tuyến với kỹ thuật tính tốn tập trung, nút mạng trì thơng tin đầy đủ tồn hình trạng mạng để tự thực thuật tốn tìm đường cần thiết Các giao thức định tuyến sử dụng chiến lược định tuyến gọi giao thức định tuyến kiểu trạng thái đường liên kết Giao thức OLSR giao thức định tuyến kiểu trạng thái đường liên kết tiêu biểu Trong chiến lược định tuyến với kỹ thuật tính tốn phân tán, nút mạng trì thơng tin cục hình trạng mạng Khi có nhu cầu tìm đường, nhiều nút mạng tham gia vào tiến trình tìm đường Chiến lược định tuyến gọi định tuyến kiểu véc tơ khoảng cách AODV DSDV giao thức định tuyến tiêu biểu sử dụng chiến lược định tuyến 1.2.6 Định tuyến nguồn định tuyến chặng Có vài giao thức định tuyến đưa thông tin tồn đường vào header gói tin liệu để nút trung gian chuyển tiếp gói tin theo thơng tin định tuyến mà đọc phần header Chiến lược định tuyến gọi định tuyến nguồn Ưu điểm chiến lược định tuyến nút trung gian khơng cần trì thơng tin định tuyến cập nhật để tìm đường cho gói tin chúng chuyển tiếp gói tin liệu chứa thông tin phục vụ cho định định tuyến Tuy nhiên, chiến lược lại có nhược điểm làm tăng kích thước gói tin liệu, đặc biệt với đường dài mạng có kích thước lớn dẫn đến việc lãng phí băng thơng mạng ad hoc Giao thức DSR giao thức định tuyến nguồn tiêu biểu Hình 1.4 minh họa chế chuyển tiếp gói tin giao thức định tuyến nguồn 13 Hình 1.4 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến nguồn Trong chiến lược định tuyến chặng, đường tới nút đích phân bố “chặng kế tiếp” nút thuộc đường Khi nút nhận gói tin cần truyền tới đích xác định, chuyển tiếp gói tin tới chặng tương ứng đường Vì nút mạng khơng có thơng tin đầy đủ tồn liên kết mạng nên thuật tốn định tuyến giao thức sử dụng chiến lược định tuyến phải đảm bảo không chọn đường gây định tuyến lặp Giao thức AODV giao thức tiêu biểu sử dụng chiến lược định tuyến chặng Hình 1.5 minh họa kỹ thuật chuyển tiếp gói tin giao thức hoạt động theo chiến lược định tuyến chặng Hình 1.5 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến chặng 1.2.7 Định tuyến đơn đường định tuyến đa đường Đối với giao thức định tuyến đơn đường, có tối đa đường tối ưu theo độ đo định tuyến chúng cài đặt vào bảng định tuyến sau tiến trình tìm đường chúng nhận thơng tin nhiều ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Thu Thảo NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG CÓ CÂN BẰNG TẢI CHO MẠNG AD HOC. .. định tuyến đa đường 14 1.4 Một số kỹ thuật định tuyến đa đường cân tải 16 1.5 Tổng kết Chương 17 CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG VÀ CÂN BẰNG TẢI ... để cân tải liệu nhiều đường khác Mục tiêu đề tài nghiên cứu kỹ thuật định tuyến hiệu sở định tuyến đa đường có cân tải triển khai giao thức định tuyến gọi LCMR sử dụng mạng MANET Các vấn đề nghiên