Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Phạm Thị Hồng An NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG CHẤT LƢỢNG LIÊN KẾT VÀ CẢI TIẾN THUẬT TOÁN CHỌN ĐƢỜNG CHO GIAO THỨC AODV LUẬN VĂN[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Phạm Thị Hồng An NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG CHẤT LƢỢNG LIÊN KẾT VÀ CẢI TIẾN THUẬT TOÁN CHỌN ĐƢỜNG CHO GIAO THỨC AODV LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Phạm Thị Hồng An NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG CHẤT LƢỢNG LIÊN KẾT VÀ CẢI TIẾN THUẬT TOÁN CHỌN ĐƢỜNG CHO GIAO THỨC AODV Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN VĂN TAM Thái Nguyên - 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện Trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, biết ơn kính trọng, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Khoa Công nghệ thông tin thuộc Trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Ngun thầy, giáo nhiệt tình hƣớng dẫn, giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện luận văn Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Văn Tam, ngƣời thầy trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ em trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện sát, nghiên cứu để hoàn thành đề tài Tuy nhiên điều kiện lực thân hạn chế, luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn tơi đƣợc hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2019 Học viên Phạm Thị Hồng An MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET 1.1 Giới thiệu 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 Định tuyến mạng MANET 1.2.1 Những yêu cầu giao thức định tuyến mạng MANET 1.2.2 Một số chiến lƣợc định tuyến mạng MANET 1.3 Giao thức định tuyến AODV 16 1.3.1 Giới thiệu giao thức AODV 16 1.3.2 Cơ chế hoạt động giao thức AODV 17 1.4 Một số nghiên cứu cải tiến giao thức AODV 26 1.4.1 Đảm bảo tính sẵn sàng chuyển tiếp liệu 26 1.4.2 Tiết kiệm lƣợng tăng độ bền vững đƣờng 29 1.4.3 Hỗ trợ chất lƣợng dịch vụ 32 1.4.4 Đảm bảo an ninh định tuyến 33 1.4.5 Đánh giá cải tiến giao thức AODV 35 1.5 Tổng kết Chƣơng 36 CHƢƠNG CẢI TIẾN GIAO THỨC AODV TRÊN CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG LIÊN KẾT 38 2.1 Ƣớc lƣợng trễ liên kết sở thời gian phục vụ 38 2.1.1 Phân tích độ trễ liên kết theo mơ hình DCF 38 2.1.2 Ƣớc lƣợng độ trễ liên kết theo thời gian phục vụ 39 2.2 Cải tiến giao thức AODV 44 2.2.1 Mơ hình hoạt động định tuyến xuyên tầng 44 2.2.2 Module đo mức độ sử dụng kênh truyền 45 2.2.3 Module ƣớc lƣợng tỷ lệ lỗi frame liên kết 48 2.2.4 Module định tuyến 52 2.3 Tổng kết Chƣơng 56 CHƢƠNG THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 58 3.1 Kịch mô 58 3.2 Các kết đánh giá 60 3.2.1 Thơng lƣợng trung bình 60 3.2.2 Tỷ lệ truyền gói thành cơng 62 3.2.3 Trễ truyền gói trung bình 64 3.2.4 Tải định tuyến 66 3.3 Tổng kết Chƣơng 68 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 MỞ ĐẦU Đƣợc 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 không dây có dây truyền thống làm nảy sinh nhiều thách thức hƣớng nghiên cứu khác nhau: vấn đề định tuyến hiệu topo mạng thay đổi, đảm bảo chất lƣợng dịch vụ theo yêu cầu từ chƣơng trình ứng dụng, đảm bảo an ninh mạng, tiết kiệm lƣợng, khả tự tổ chức, chuyển đổi dịch vụ từ mơ hình client-server đảm bảo hiệu kích thƣớc mạng thay đổi Kết nghiên cứu phân loại đánh giá số lƣợng nghiên cứu theo hƣớng khác mạng MANET thời gian gần cho thấy, hƣớng nghiên cứu định tuyến mạng MANET đứng đầu số lƣợng nghiên cứu đƣợc công bố Nhƣ vậy, khẳng định, định tuyến mạng MANET vấn đề cần đƣợc quan tâm giải nghiên cứu cải tiến hiệu mạng MANET AODV (Ad hoc On demand Distance Vector Routing Protocol) giao thức định tuyến tiêu biểu nhóm giao thức định tuyến đơn đƣờng có chế định tuyến kết hợp chiến lƣợc định tuyến tìm đƣờng theo yêu cầu với chiến lƣợc định tuyến cập nhật theo kiện, định tuyến phẳng, định tuyến chặng định tuyến phân tán Từ đƣợc giới thiệu lần đầu vào năm 2001 nay, có nhiều đề xuất cải tiến giao thức AODV theo mục tiêu: Đảm bảo tính sẵn sàng chuyển tiếp liệu, tiết kiệm lƣợng, hỗ trợ QoS đảm bảo an ninh định tuyến Trong số đề xuất cải tiến này, có nhiều đề xuất sử dụng phƣơng pháp khai thác thông tin định tuyến theo cách tiếp cận liên tầng để xây dựng chế định tuyến với độ đo định tuyến thay cho độ đo số chặng giao thức AODV nhƣng không hƣớng tới mục tiêu giảm tắc nghẽn gây thuật tốn tìm đƣờng ngắn theo số chặng đề cập Mục đích đề tài nghiên cứu phƣơng pháp định tuyến xuyên tầng, ƣớc lƣợng chất lƣợng liên kết từ tầng MAC truyền thông tin ngƣợc lên tầng định tuyến để sử dụng làm thông tin đầu vào cho thuật toán chọn đƣờng giao thức định tuyến Phƣơng pháp đƣợc áp dụng thử nghiệm để cải tiến giao thức AODV nhằm tăng hiệu định tuyến mạng MANET Luận văn có bố cục nhƣ sau: Sau phần mở đầu, nội dung giới thiệu Chƣơng trình bày vấn đề định tuyến mạng MANET Lý thuyết phƣơng pháp kỹ thuật cải tiến giao thức định tuyến AODV sở đánh giá chất lƣợng liên kết đƣợc trình bày Chƣơng Các kết việc thử nghiệm đánh giá kết hiệu giao thức cải tiến AODV-DM so với giao thức gốc AODV đƣợc trình bày Chƣơng Cuối phần kết luận đƣa tổng kết hƣớng phát triển luận văn 3 CHƢƠNG ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET 1.1 Giới thiệu mạng MANET 1.1.1 Khái niệm mạng MANET Mạng MANET (Mobile Ad hoc Network) [18] 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 láng giềng để chuyển tiếp gói liệu Hình 1.1 minh họa mạng MANET Trong ví dụ này, gói tin từ nút nguồn máy tính cần chuyển tới nút đích điện thoại thơng minh khơng nằm phạm vi truyền nút nguồn Vì vậy, cần có trợ giúp nút trung gian để chuyển tiếp gói tin từ nút nguồn tới nút đích Để thực đƣợc công việc này, nút mạng phải sử dụng giao thức định tuyến phù hợp cho mạng MANET Hình 1.1 Một ví dụ mạng MANET Thuật ngữ “Ad hoc” áp dụng cho mạng không dây mơ tả mạng khơng có sở hạ tầng cố định, hình trạng mạng đƣợc tạo thành nút mạng Chế độ “Ad hoc” chuẩn IEEE 802.11 [33] hoạt động theo mơ hình này, hỗ trợ để thiết lập mạng đơn chặng Các mạng di động không dây kiểu không cấu trúc (MANET) mở rộng khái niệm “Ad hoc” đa chặng [66] 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 thông tin phần header gói tin liệu chuyển tiếp chúng tới chặng đƣờng đƣợc hình thành Các nút mạng MANET thơng thƣờng 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 MANET Do 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 cịn có số đặc điểm bật sau [8]: 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 MANET có thêm kết nối hai chiều kết nối chiều Chất lƣợng liên kết hạn chế: Các liên kết khơng 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 môi trƣờng truyền không dây Các nút mạng có tài nguyên hạn chế: Mỗi nút di động mạng MANET cảm biến, điện thoại thông 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 MANET mạng có dây truyền thống Có thể thấy đặc điểm yếu tố ảnh hƣởng nhiều đến hiệu mạng MANET Để triển khai đƣợc mạng MANET thực tế, thiết kế mạng MANET phải giải đƣợc thách thức sinh đặc điểm nêu mạng MANET 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 MANET Ngày nay, mạng MANET có nhiều ứng dụng đời sống, kinh tế, xã hội ngƣời Mơ hình mạng phù hợp tình cần triển khai hệ thống mạng cách nhanh chóng, linh động thƣờng xuyên có biến đổi cấu trúc mạng Ngày nay, mạng MANET đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực từ ứng dụng 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 thông mạng cảm biến Đối với ứng dụng mạng MANET 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 MANET Ứng dụng mạng MANET trông quân đội ý tƣởng đƣợc đƣa từ mạng MANET 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 thơng qua mạng MANET 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 MANET 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 MANET tạm thời nhằm trao đổi thông 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 trò nhƣ định tuyến Mỗi thiết bị thơng 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 MANET 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 MANET đƣợc hình thành tạm thời khu vực địa lý nhằm hỗ trợ trao đổi quản lý thơng tin tình trạng giao thơng, hỗ trợ tìm đƣờng tránh tắc nghẽn giao thơng, theo dõi quản lý thiết bị tham gia giao thông, v.v 8 Cảm biến thiết bị nhỏ, phân tán, giá thành thấp, tiết kiệm lƣợng, có khả truyền thông không 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 nhƣ: giám sát mơi trƣờng (khơng khí, đất, nƣớc), theo dõi mơi 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 Định tuyến mạng MANET 1.2.1 Những yêu cầu giao thức định tuyến mạng MANET Nhƣ đƣợc đề cập phần trƣớc, mạng MANET có khác biệt lớn với mạng truyền thống tài nguyên hạn chế nút mạng, băng thông hạn chế, tỷ lệ lỗi cao, topo mạng thay đổi liên tục Do đó, giao thức định tuyến mạng MANET cần đảm bảo đƣợc yêu cầu sau [3]: Tối thiểu hóa tải điều khiển: Việc truyền nhận gói tin điều khiển tiêu tốn băng thông mạng, tài nguyên xử lý lƣợng pin Giao thức định tuyến giảm đƣợc số lƣợng gói tin điều khiển tiết kiệm đƣợc tài nguyên Tối thiểu hóa tải xử lý: Những thuật tốn phức tạp u cầu tài nguyên CPU cao dẫn đến trễ xử lý lớn tốn pin nút mạng Giao thức định tuyến có thuật tốn đơn giản kéo dài đƣợc thời gian hoạt động toàn mạng Hỗ trợ định tuyến đa chặng: Mỗi nút mạng không dây có khả truyền tín hiệu phạm vi giới hạn nên để thực việc truyền liệu mạng, giao thức định tuyến phải có khả tìm đƣợc đƣờng đa chặng cặp nút nguồn – đích Đáp ứng đƣợc với thay đổi topo mạng: Giao thức định tuyến phải có khả trì đƣợc đƣờng tìm đƣợc nút nguồn, nút đích nút trung gian đƣờng di chuyển Các kết nối mạng MANET thƣờng xuyên bị phá vỡ nên giao thức định tuyến phải có khả phản ứng nhanh với tải điều khiển nhỏ Ngăn chặn định tuyến lặp: Vấn đề định tuyến lặp việc nút chọn chặng đƣờng nút trƣớc xuất Khi tồn đƣờng lặp vịng, gói liệu bị chuyển tiếp liên tục vịng mà khơng đến đƣợc đích trƣờng TTL khơng Hiện tƣợng gây tốn băng thông giảm hiệu mạng Vì vậy, giao thức định tuyến phải có khả tìm đƣợc đƣờng khơng lặp 1.2.2 Một số chiến lược định tuyến mạng MANET 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 tốn tìm đƣờng nút mạng Ƣu điểm 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, nhƣợc điểm chúng tính tốn tìm đƣờng tới đích nên có 10 số đƣờng khơng đƣợc sử dụng kỹ thuật quảng bá bảng định tuyến định kỳ chiếm dụng nhiều băng thông mạng trạng thái liên kết topo mạng thay đổi với tốc độ nhanh 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 trình tìm kiếm tuyến đƣờng gây độ trễ truyền tin đáng kể 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, thơng tin 11 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 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 12 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 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 13 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 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 tồn 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 thơng 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 14 Hình 1.4 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến nguồn 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 tốn định tuyến phải đảm bảo khơng 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 15 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 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 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 Trong số phƣơng pháp phân loại chiến lƣợc định tuyến đƣợc trình bày trên, phƣơng pháp phân loại theo tiêu chí thời điểm định tuyến bao gồm hai chiến lƣợc định tuyến tìm đƣờng trƣớc định tuyến tìm đƣờng theo yêu cầu đƣợc sử dụng rộng rãi Với giao thức sử dụng chiến lƣợc định tuyến tìm đƣờng trƣớc kết hợp với chế điều khiển dạng bảng, đƣờng truyền liệu cặp nút nguồn, đích mạng đƣợc khám phá trƣớc có yêu cầu truyền liệu Tuy nhiên, thay đổi ngẫu nhiên với tần suất lớn ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Phạm Thị Hồng An NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG CHẤT LƢỢNG LIÊN KẾT VÀ CẢI TIẾN THUẬT TOÁN CHỌN ĐƢỜNG CHO GIAO THỨC AODV. .. pháp kỹ thuật cải tiến giao thức định tuyến AODV sở đánh giá chất lƣợng liên kết đƣợc trình bày Chƣơng Các kết việc thử nghiệm đánh giá kết hiệu giao thức cải tiến AODV- DM so với giao thức gốc AODV. .. Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN VĂN TAM Thái Nguyên - 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện Trƣờng Đại học