ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Nông Thị Hồng KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƢỜNG TRONG MẠNG KHÔNG DÂY PHI CẤU TRÚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên 2019[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG Nơng Thị Hồng KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƢỜNG TRONG MẠNG KHÔNG DÂY PHI CẤU TRÚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG Nơng Thị Hồng KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƢỜNG TRONG MẠNG KHÔNG DÂY PHI CẤU TRÚC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN ĐÌNH DŨNG Thái Nguyên - 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trƣờng 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 đƣợc kết này, em xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới: – TS Nguyễn Đình Dũng, Trƣờng ĐH CNTT & TT – ĐHTN: cán hƣớng dẫn khoa học ln tận tình giúp đỡ bảo em suốt trình làm luận văn – Các cán bộ, giảng viên Khoa Công nghệ thơng tin Phịng Đào tạo tồn thể thầy, cô giáo trƣờng Trƣờng Đại học CNTT & TT - ĐHTN tận tình bảo, hƣớng dẫn giúp đỡ em suốt trình em thực đề tài luận văn – Bên cạnh giúp đỡ gia đình, bạn bè ngƣời thân ủng hộ tạo điều kiện tốt để em tập trung nghiên cứu hồn thành luận văn Do mặt kiến thức thời gian hạn chế, luận văn nhiều khiếm khuyết Tơi mong đƣợc đóng góp ý kiến thầy, ngƣời để luận văn hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2019 Học viên Nông Thị Hồng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG MẠNG KHÔNG DÂY DI ĐỘNG PHI CẤU TRÚC VÀ VẤN ĐỀ ĐỊNH TUYẾN 1.1 Tổng quan mạng không dây phi cấu trúc 1.1.1 Khái niệm mạng không dây phi cấu trúc 1.1.2 Đặc điểm mạng không dây phi cấu trúc 1.1.3 Ứng dụng mạng không dây phi cấu trúc 1.2 Một số chiến lƣợc định tuyến mạng không dây phi cấu trúc 1.2.1 Phân loại chiến lƣợc định tuyến 1.2.2 Mô tả chiến lƣợc định tuyến mạng ad hoc 1.3 Giao thức định tuyến theo yêu cầu dạng vectơ khoảng cách AODV 15 1.3.1 Giới thiệu giao thức AODV 15 1.3.2 Cơ chế hoạt động giao thức AODV 16 1.4 Tổng kết Chƣơng 25 CHƢƠNG GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƢỜNG AOMDV 28 2.1 Tổng quan giao thức AOMDV 28 2.1.1 Vấn đề chống định tuyến lặp 29 2.1.2 Các đƣờng tách biệt 32 2.2 Hoạt động chi tiết giao thức AOMDV 39 2.2.1 Bảng định tuyến 39 2.2.2 Thuật toán cập nhật đƣờng 40 2.2.3 Tiến trình khám phá đƣờng 42 2.2.4 Cơ chế bảo trì đƣờng 45 2.2.4 Cơ chế chuyển tiếp liệu 46 2.3 Các tính chất giao thức 47 2.3.1 Loại bỏ tính lặp vịng 48 2.3.2 Tính tách biệt đƣờng 49 2.4 Tổng kết Chƣơng 52 CHƢƠNG MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG GIAO THỨC AOMDV 54 3.1 Mục tiêu việc đánh giá giao thức AOMDV 54 3.2 Môi trƣờng mô 54 3.3 Các độ đo hiệu 57 3.4 Kết mơ phân tích đánh giá hiệu 57 3.4.1 Thay đổi tốc độ di chuyển 57 3.4.2 Thay đổi số lƣợng kết nối 65 3.4.3 Thay đổi tốc độ liệu 68 3.4.4 Số lƣợng đƣờng 70 3.5 Tổng kết Chƣơng 72 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 MỞ ĐẦU Mạng khơng dây phi cấu trúc đƣợc hình thành kết nối tạm thời nút mạng Đây công nghệ mạng tảng để phát triển công nghệ mạng đƣợc ứng dụng rộng rãi ngày nhƣ mạng cảm biến, mạng giao thông, mạng tác chiến,… Trong mạng không dây phi cấu trúc, 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 khơng dây phi cấu trúc có nhiều điểm khác biệt so với tốn định tuyến mạng truyền thống Từ góc nhìn số lƣợng đƣờng định tuyến sử dụng, phân chia giao thức định tuyến mạng không dây phi cấu trúc theo hai nhóm định tuyến đơn đƣờng định tuyến đa đƣờng Đối với giao thức định tuyến đơn đƣờng, có tối đa đƣờng tối ƣu theo độ đo định tuyến chúng đƣợc cài đặt vào bảng định tuyến sau tiến trình tìm đƣờng chúng nhận đƣợc thông tin nhiều đƣờng tới đích tiến trình tìm đƣờng Tại nút mạng, gói tin liệu đƣợc chuyển đƣờng thích hợp có bảng định tuyến Khi liên kết đƣờng bị lỗi, nút mạng phải khởi tạo lại tiến trình tìm đƣờng Để tiết kiệm tài nguyên hệ thống mạng tiến trình tìm đƣờng, giao thức định tuyến đa đƣờng cho phép tìm cài đặt nhiều đƣờng không giao tới đích vào bảng định tuyến chúng Tại nút, có yêu cầu chuyển tiếp liệu tới nút đích, đƣờng tốt đƣợc sử dụng đƣờng cịn lại đóng vai trị đƣờng dự phịng Khi đƣờng bị lỗi, đƣờng dự phòng đƣợc sử dụng để chuyển tiếp gói tin liệu chúng trạng thái cịn hoạt động đƣợc Thêm vào đó, chế cân tải đƣợc sử dụng, phân lƣu lƣợng liệu cần truyền thành nhiều luồng đƣợc truyền song song đƣờng tới đích Mục đích đề tài nghiên cứu chiến lƣợc định tuyến chế hoạt động giao thức định tuyến AODV – giao thức định tuyến đơn đƣờng điển hình mạng khơng dây phi cấu trúc Sau đó, nghiên cứu đề xuất cải tiến giao thức AODV thành giao thức AOMDV với mục tiêu nâng cao hiệu mạng không dây phi cấu trúc Hiệu giao thức định tuyến đơn đƣờng AODV giao thức định tuyến đa đƣờng AOMDV đƣợc so sánh, phân tích đánh giá thơng qua phần mềm mô NS2 với nhiều kịch mô khác Luận văn bao gồm phần đƣợc bố cục nhƣ sau: Phần mở đầu trình bày mục tiêu, ý nghĩa bố cục luận văn Tiếp theo, vấn đề tổng quan mạng không dây phi cấu trúc, vấn đề định tuyến chế hoạt động chi tiết giao thức định tuyến AODV đƣợc trình bày Chƣơng Đề xuất cải tiến thiết kế triển khai giao thức định tuyến đa đƣờng AOMDV đƣợc trình bày Chƣơng Hiệu giao thức đƣợc cải tiến AOMDV đƣợc so sánh, phân tích đánh giá với giao thức gốc AODV Chƣơng thông qua nhiều kịch mô đƣợc thực NS-2 Cuối phần kết luận đƣa tổng kết hƣớng phát triển luận văn 3 CHƢƠNG MẠNG KHÔNG DÂY DI ĐỘNG PHI CẤU TRÚC VÀ VẤN ĐỀ ĐỊNH TUYẾN 1.1 Tổng quan mạng không dây phi cấu trúc 1.1.1 Khái niệm mạng không dây phi cấu trúc Mạng không dây phi cấu trúc (Mobile Ad hoc Network – MANET) [10] mạng di động không dây hoạt động không cần dựa vào hạ tầng mạng cố định, hình trạng mạng đƣợc 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 đƣợc từ nút mạng khác Nói cách khác, đƣờng chuyển tiếp gói tin từ nút nguồn tới nút đích chứa nút trung gian khác Các nút trung gian đọc thơng tin phần header gói tin liệu chuyển tiếp chúng tới chặng đƣờng đƣợc hình thành Có thể hiểu mạng không dây phi cấu trúc 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 đƣợc cơng việc này, nút mạng phải sử dụng giao thức định tuyến phù hợp 4 Hình 1.1 Minh họa mạng khơng dây phi cấu trúc Hình ví dụ mạng khơng dây phi cấu trúc 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 đƣợc 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 đƣờng truyền liệu mà không cần hỗ trợ từ bên ngồi Trong mơ hình này, nút mạng đóng vai trị nút đầu cuối để chạy chƣơng trình ứng dụng ngƣời sử dụng định tuyến để chuyển tiếp gói tin cho nút mạng khác 1.1.2 Đặc điểm mạng không dây phi cấu trúc Do mạng không dây phi cấu trúc 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 không dây phi cấu trúc có số đặc điểm bật sau [3]: Cấu trúc động: Do tính chất di chuyển ngẫu nhiên nút mạng nên cấu trúc loại mạng thƣờng xuyên thay đổi cách ngẫu nhiên thời điểm không xác định trƣớc Trong thay đổi, cấu trúc mạng không dây phi cấu trúc có thêm kết nối hai chiều kết nối chiều Chất lƣợng liên kết hạn chế: Các liên kết không dây thƣờng có băng thơng nhỏ so với liên kết có dây Ngồi ra, ảnh hƣởng chế đa truy cập, vấn đề suy giảm tín hiệu, nhiễu yếu tố khác, băng thông thực liên kết không dây thƣờng thấp nhiều so với tốc độ truyền tối đa theo lý thuyết mơi trƣờng truyền khơng dây Các nút mạng có tài nguyên hạn chế: Mỗi nút di động mạng cảm biến, điện thoại thơng minh máy tính xách tay Thơng thƣờng thiết bị có tài nguyên hạn chế so với máy tính mạng có dây khơng dây truyền thống tốc độ xử lý, dung lƣợng nhớ lƣợng nguồn pin nuôi sống hoạt động nút Độ bảo mật thấp mức độ vật lý: Mạng không dây di động thƣờng 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 nhƣ nghe lén, giả mạo công từ chối dịch vụ thƣờng dễ triển khai mạng không dây phi cấu trúc mạng có dây truyền thống Có thể thấy đặc điểm yếu tố ảnh hƣởng nhiều đến hiệu mạng khơng dây phi cấu trúc Để triển khai đƣợc mạng không dây phi cấu trúc thực tế, thiết kế mạng phải giải đƣợc thách thức sinh đặc điểm nêu Những thách thức gồm vấn đề kỹ thuật nhƣ khả truyền liệu định tuyến hiệu kích thƣớc mạng thay đổi; đảm bảo chất lƣợng dịch vụ (QoS) cho chƣơng trình ứng dụng; chế chuyển đổi số dịch vụ từ mơ hình client-server; tiết kiệm lƣợng 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 không dây phi cấu trúc Ngày nay, mạng không dây phi cấu trúc có nhiều ứng dụng đời sống, kinh tế, xã hội ngƣời Mô hình mạng phù hợp tình cần triển khai hệ thống mạng cách nhanh chóng, linh động thƣờng xuyên có biến đổi cấu trúc mạng Chúng đƣợc ứng dụng nhiều ứng dụng từ lĩnh vực thƣơng mại tới ứng dụng hoạt động quân sự, ứng dụng hoạt động khẩn cấp, ứng dụng gia đình, văn phịng giáo dục, mạng giao thơng mạng cảm biến Đối với ứng dụng mạng không dây phi cấu trúc thƣơng mại, ngƣời 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 thơng liệu nhóm ngƣời dùng mà không cần diện thu phát tập trung Kết nối Internet từ thiết bị ngƣời dùng đƣợc chia sẻ tới thiết bị ngƣời dùng khác thông qua mạng không dây phi cấu trúc 7 Ứng dụng mạng không dây phi cấu trúc trông quân đội ý tƣởng đƣợc đƣa từ mạng không dây phi cấu trúc đƣợc phát triển Trong mơ hình chiến đấu qn đội chiến trƣờng khơng có hỗ trợ hạ tầng mạng cố định, ngƣời lính phƣơng tiện quân nhƣ xe tăng, máy bay, tàu chiến, tàu thủy đƣợc kết nối trao đổi thông tin tạm thời với với trạm huy cách linh động thông qua mạng không dây phi cấu trúc đƣợc hình thành kết nối thiết bị di động truyền thông không dây đƣợc gắn vào phƣơng tiện quân hay ngƣời lính tham gia vào chiến Tại vùng bị thiên tai, thảm họa, tất phƣơng tiện hạ tầng truyền thông đƣợc xây dựng trƣớc bị phá hủy hồn tồn Mỗi xe cảnh sát, cứu hỏa, cứu thƣơng,… đƣợc trang bị thiết bị truyền nhận không dây để trở thành thiết bị đầu cuối di động phần mạng không dây phi cấu trúc Mỗi nhân viên cứu hộ cũng mang theo thiết bị đầu cuối di động Các thiết bị đầu cuối liên kết với nhau, hình thành nên mạng khơng dây phi cấu trúc 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 nhƣ vai trị nhƣ định tuyến Mỗi thiết bị thông minh gia đình, điên thoại di động thơng minh máy tính ngƣời sử dụng văn phịng, mơi trƣờng trƣờng học, lớp học đóng vai trị nhƣ nút mạng mạng khơng dây phi cấu trúc đƣợc 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, phƣơng tiện giao thông nút mạng di động mạng khơng dây phi cấu trúc đƣợc hình thành tạm thời khu vực địa lý nhằm hỗ trợ trao đổi quản lý thông tin tình trạng giao thơng, hỗ trợ tìm đƣờng 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 lƣợng, có khả truyền thơng khơng dây xử lý cục Một mạng không dây phi cấu trúc mạng cảm biến gồm nút cảm biến Các nút hợp tác với để thực nhiệm vụ cụ thể, ví dụ nhƣ: giám sát mơi trƣờng (khơng khí, đất, nƣớc), theo dõi môi trƣờng sống, hành vi, dân số lồi động, thực vật, dị tìm động chấn, theo dõi tài nguyên, thực trinh thám quân đội, 1.2 Một số chiến lƣợc định tuyến mạng không dây phi cấu trúc 1.2.1 Phân loại chiến lược định tuyến Có nhiều cách để phân loại chiến lƣợc định tuyến cho mạng không dây phi cấu trúc theo tiêu chí khác [1] Các chiến lƣợc định tuyến đƣợc đƣợc liệt kê Bảng 1.1 Tiêu chí phân loại Loại Thời điểm định tuyến Định tuyến tìm đƣờng trƣớc tìm đƣờng theo yêu cầu Phƣơng pháp truyền thông tin định tuyến Định tuyến cập nhật định kỳ cập nhật theo kiện Số lƣợng vùng định tuyến Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp Thông tin định tuyến header Định tuyến nguồn định tuyến gói chặng Định tuyến tập trung định tuyến phân tán Bảng 1.1 Phân loại chiến lược định tuyến mạng khơng dây phi cấu trúc Vị trí tính tốn đƣờng 1.2.2 Mô tả chiến lược định tuyến mạng ad hoc Chiến lƣợc định tuyến tìm đƣờng trƣớc tìm đƣờng theo yêu cầu Kiểu định tuyến tìm đƣờng trƣớc cịn đƣợc gọi “định tuyến kích hoạt trƣớc” hay “định tuyến điều khiển dạng bảng” Đối với kiểu định tuyến này, đƣờng tới đích đƣợc tìm trƣớc có nhu cầu truyền liệu nút mạng Trạng thái liên kết đƣợc lƣu trữ cập nhật định kỳ bảng định tuyến để phục vụ cho thuật toán tìm đƣờng nút mạng Ƣu điểm lớn kỹ thuật định tuyến có yêu cầu truyền liệu, đƣờng truyền liệu sẵn sàng nút mạng khơng có độ trễ từ có yêu cầu truyền liệu tới lúc tìm đƣờng để truyền liệu Tuy nhiên giao thức thuộc nhóm có nhƣợc điểm chúng tính tốn tìm đƣờng tới đích nên có số đƣờng không đƣợc 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 đƣờng theo yêu cầu, có nhu cầu sử dụng đƣờng truyền liệu, nút liên quan khởi tạo tiến trình tìm đƣờng trao đổi thông tin định tuyến Phƣơng pháp có ƣu điểm tiết kiệm băng thơng mạng dành cho tải định tuyến nhƣng có nhƣợc điểm q 10 trình tìm kiếm tuyến đƣờng gây độ trễ truyền tin đáng kể Một số giao thức tiêu biểu đƣợc đề xuất thuộc nhóm DSR, AODV TORA 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 đƣợc cập nhật kịp thời, thông tin định tuyến cần đƣợc quảng bá tới nút mạng Trên sở cách thức quảng bá thông tin định tuyến, ta phân loại chiến lƣợc định tuyến thành hai nhóm định tuyến cập nhật định kỳ định tuyến cập nhật theo kiện Chiến lƣợc định tuyến theo chu kỳ trì độ ổn định mạng quan trọng cho phép nút mạng học đƣợc 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 Ngƣợc lại, chu kỳ cập nhật thông tin định tuyến ngắn, có nhiều gói tin định tuyến đƣợc sinh quảng bá mạng gây lãng phí tài nguyên mạng Đối với chiến lƣợc 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 đƣợc 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 đƣợc sinh làm lãng phí băng thơng mạng biến động đƣờng truyền liệu Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp 11 Trong định tuyến phẳng, nút mạng có cấp độ chức định tuyến Chiến lƣợc định tuyến tƣơng đối đơn giản hiệu mạng nhỏ Các giao thức AODV, DSDV, DSR giao thức điển hình sử dụng chiến lƣợc 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 lƣợc định tuyến phân cấp đƣợc đề xuất nhằm giải vấn đề Trong chiến lƣợc định tuyến phân cấp, nút mạng đƣợc 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 tƣơng 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 khiển cấp cao đƣợc 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 đƣờng trƣớc Nếu nút đích nút nguồn yêu cầu truyền liệu thuộc hai vùng khác nhau, kỹ thuật định tuyến liên vùng theo yêu cầu đƣợc sử dụng Định tuyến liên vùng thƣờng hoạt động theo chế định tuyến theo yêu cầu chế kết hợp định tuyến tìm đƣờng trƣớc định tuyến theo yêu cầu Các giao thức tiêu biểu sử dụng chiến lƣợc định tuyến phân cấp HSR CGSR Hình 1.2 Hình 1.3 minh họa cho đƣờng đƣợc hình thành giao thức định tuyến hoạt động theo chiến lƣợc định tuyến phẳng định tuyến phân cấp 12 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 Định tuyến với kỹ thuật tính tốn tập trung tính tốn phân tán Trong chiến lƣợc 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 đƣờng cần thiết Các giao thức định tuyến sử dụng chiến lƣợc định tuyến đƣợc gọi giao thức định tuyến kiểu trạng thái đƣờng liên kết Giao thức OLSR giao thức định tuyến kiểu trạng thái đƣờng liên kết tiêu biểu Trong chiến lƣợc định tuyến với kỹ thuật tính tốn phân tán, nút mạng trì thơng tin cục hình trạng mạng Khi có nhu cầu tìm đƣờng, nhiều 13 nút mạng tham gia vào tiến trình tìm đƣờng Chiến lƣợc định tuyến đƣợc gọi định tuyến kiểu véc tơ khoảng cách AODV DSDV giao thức định tuyến tiêu biểu sử dụng chiến lƣợc định tuyến Định tuyến nguồn định tuyến chặng Có vài giao thức định tuyến đƣa thơng tin toàn đƣờng vào header gói tin liệu để nút trung gian chuyển tiếp gói tin theo thơng tin định tuyến mà đọc đƣợc phần header Chiến lƣợc định tuyến đƣợc gọi định tuyến nguồn Ƣu điểm chiến lƣợc định tuyến nút trung gian khơng cần trì thơng tin định tuyến cập nhật để tìm đƣờng cho gói tin chúng chuyển tiếp gói tin liệu chứa thông tin phục vụ cho định định tuyến Tuy nhiên, chiến lƣợc lại có nhƣợc điểm làm tăng kích thƣớc gói tin liệu, đặc biệt với đƣờng dài mạng có kích thƣớc 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 Hình 1.4 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến nguồn 14 Trong chiến lƣợc định tuyến chặng, đƣờng tới nút đích đƣợc phân bố “chặng kế tiếp” nút thuộc đƣờng Khi nút nhận đƣợc gói tin cần truyền tới đích xác định, chuyển tiếp gói tin tới chặng tƣơng ứng đƣờng Vì nút mạng khơng có thơng tin đầy đủ toàn liên kết mạng nên thuật toán định tuyến giao thức sử dụng chiến lƣợc định tuyến phải đảm bảo không chọn đƣờng gây định tuyến lặp Giao thức AODV giao thức tiêu biểu sử dụng chiến lƣợc định tuyến chặng Hình 1.5 minh họa kỹ thuật chuyển tiếp gói tin giao thức hoạt động theo chiến lƣợc định tuyến chặng Hình 1.5 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến chặng Định tuyến đơn đƣờng định tuyến đa đƣờng Đối với giao thức định tuyến đơn đƣờng, có tối đa đƣờng tối ƣu theo độ đo định tuyến chúng đƣợc cài đặt vào bảng định tuyến sau tiến trình tìm đƣờng chúng nhận đƣợc thơng tin nhiều đƣờng tới đích tiến trình tìm đƣờng Tại nút mạng, gói tin liệu đƣợc chuyển đƣờng thích hợp có bảng định tuyến Khi liên kết đƣờng bị lỗi, nút mạng phải khởi tạo lại tiến trình tìm đƣờng 15 Để tiết kiệm tài nguyên hệ thống mạng tiến trình tìm đƣờng, giao thức định tuyến đa đƣờng cho phép tìm cài đặt nhiều đƣờng khơng giao tới đích vào bảng định tuyến chúng Tại nút, có yêu cầu chuyển tiếp liệu tới nút đích, đƣờng tốt đƣợc sử dụng đƣờng lại đóng vai trị đƣờng dự phịng Khi đƣờng bị lỗi, đƣờng dự phịng đƣợc sử dụng để chuyển tiếp gói tin liệu chúng trạng thái hoạt động đƣợc Thêm vào đó, chế cân tải đƣợc sử dụng, phân lƣu lƣợng liệu cần truyền thành nhiều luồng đƣợc truyền song song đƣờng tới đích 1.3 Giao thức định tuyến theo yêu cầu dạng vectơ khoảng cách AODV 1.3.1 Giới thiệu giao thức AODV AODV [11] giao thức định tuyến động, hoạt động theo yêu cầu, đa chặng tự khởi động nút di động mạng khơng dây phi cấu trúc Nó cho phép nút tìm đƣợc đƣờng tới đích cách nhanh chóng khơng u cầu nút trì đƣờng tới đích khơng truyền thông Đồng thời, giao thức cho phép nút di động làm việc đƣợc với thay đổi hình trạng mạng liên kết bị đứt AODV giao thức có khả tránh định tuyến lặp có tốc độ hội tụ nhanh hình trạng mạng thay đổi Khi liên kết bị đứt, AODV tạo hiệu ứng để báo cho tập nút liên quan cập nhật thông tin đƣờng bị lỗi Giao thức sử dụng số thứ tự đích cho entry bảng định tuyến để biểu diễn “độ mới” đƣờng Số thứ tự đích nút đích tạo đƣợc đƣa vào gói tin điều khiển với thông tin định tuyến khác đƣợc gửi đến ... Tổng quan mạng không dây phi cấu trúc 1.1.1 Khái niệm mạng không dây phi cấu trúc 1.1.2 Đặc điểm mạng không dây phi cấu trúc 1.1.3 Ứng dụng mạng không dây phi cấu trúc 1.2... kết luận đƣa tổng kết hƣớng phát triển luận văn 3 CHƢƠNG MẠNG KHÔNG DÂY DI ĐỘNG PHI CẤU TRÚC VÀ VẤN ĐỀ ĐỊNH TUYẾN 1.1 Tổng quan mạng không dây phi cấu trúc 1.1.1 Khái niệm mạng không dây phi cấu. .. HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG Nơng Thị Hồng KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƢỜNG TRONG MẠNG KHÔNG DÂY PHI CẤU TRÚC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 48 01 01 LUẬN VĂN