TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN I Đề tài Mạng định tuyến AODV – DSR *** Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Trung Dũng Ths Nguyễn Ngọc Tuấn Nhóm sinh viên thực hiệ[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - BÁO CÁO ĐỒ ÁN I Đề tài : Mạng định tuyến AODV – DSR *** Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Trung Dũng Ths Nguyễn Ngọc Tuấn Nhóm sinh viên thực : Trần Thanh Phương MSSV : 20133046 Đỗ Minh Phương MSSV : 20133010 Đào Viết Phương MSSV : 20125718 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển không ngừng công nghệ, thiết bị di động máy tính xách tay, smartphone, tablet…ngày có bước tiến dài phần cứng tốc độ CPU, nhớ lớn, khả tryền tải nội dung đa phương tiện trở nên phổ biến đời sống hàng ngày công việc Do nhu cầu kết nối lúc, nơi nên với phát triển thiết bị đầu cuối công nghệ mạng không dây phát triển mạnh mẽ có nhiều ứng dụng thiết thực đời sống Với khả động cao, thuận tiện sử dụng, công nghệ thay cơng nghệ mạng có dây truyền thống Song di chuyển thiết bị di động mạng làm cho topo mạng thay đổi, với tỷ lệ lỗi cao giới hạn băng thông, lượng so với mạng có dây, nên giao thức định tuyến mạng không dây trở nên phức tạp Mạng Ad hoc mạng không dây mềm dẻo với khả tự tổ chức, hoạt động mà khơng cần có sở hạ tầng hỗ trợ thu hút nhiều quan tâm vài năm trở lại Đồ án thực tìm hiểu mạng Ad hoc, cách thức hoạt động giao thức định tuyến mạng, sâu vào giao thức AODV DSR CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC 1.1 Giới thiệu chung mạng Ad hoc Trong năm gần đây, thiết bị không dây hệ thống mạng không dây ứng dụng rộng rãi Tuy tốc độ băng thông so sánh với mạng có dây song với tính động thuận tiện cho người dùng, mạng không dây coi công nghệ chủ chốt tương lai Dựa theo tính phụ thuộc vào thiết bị hạ tầng cố định, mạng khơng dây chia làm hai loại: mạng sở hạ tầng mạng Ad-hoc: • Mạng sở hạ tầng (Infrastructure-based Network): bao gồm mạng với cổng cố định kết nối sẵn với Các thiết bị mobile truyền thông với qua trạm gọi trạm sở (Base Station) nằm phạm vi Các đơn vị di động thay đổi vị trí giao tiếp Khi thiết bị khỏi phạm vi trạm, tự động kết nối với trạm bắt đầu truyền thông qua trạm Các trạm BS có vị trí cố định Mạng cellular Wlan thuộc dạng • Mạng Ad-hoc (Mobile Ad-hoc Network, Manet): khác với mạng sở hạ tầng, mạng ad hoc tất node mạng di động thay đổi tùy ý Tất node mạng đóng vai trị router, khám phá trì tuyến tới node khác bên mạng Tóm lại, mạng Ad-hoc tự tổ chức mạng cách tự động mà khơng cần có sở hạ tầng hỗ trợ (chỉ cần có hai thiết bị khơng dây tạo mạng ad-hoc) Mobile Ad-hoc Network –MANET trước cịn gọi mạng vơ tuyến gói,và tài trợ, phát triển DARPA đầu thập niên 1970 Sau đến năm 1980,mạng Ad-hoc phát triển xa triển khai phần mạng SUSAN (Adaptive Survivable Network) đề xuất DARPA vào năm 1983 để hỗ trợ mạng quy mô lớn hơn,mạnh mẽ Đến đầu năm 1990 ,mạng ad-hoc IETF thức định nghĩa sau: Mạng di động Ad-hoc hệ thống tự trị router di động kết nối qua vô tuyến – kết hợp hình thái biểu đồ Các router tự di chuyển ngẫu nhiên tổ chức tùy tiện; topo mạng vơ tuyến thay đổi nhanh chóng khơng thể đoán trước 1.2 Đặc điểm mạng Ad hoc Một số đặc điểm mạng Ad hoc: • Tính di động : Các node tham gia mạng Ad hoc sử dụng sóng radio hồng ngoại để truyền tin không bị ràng buộc vật lý với Bởi chúng tự di chuyển triển khia nơi có địa hình hiểm trở Nhưng có nhược điểm khiến topo mạng bị thay đổi, node phải thường xuyên phải cập nhật lại bảng định tuyến • Tính đa chặng : node nguồn muốn truyền gói tin đến node đích cần phải qua nhiều node khác Trong điều kiện sử dụng mạng Ad hoc để truyền tin chiến trường, số node trung gian cần giảm tối đa để tránh phát kẻ thù • Tự tổ chức: Khơng cần có sở hạ tầng hỗ trợ, mạng Ad hoc phải tự động tính tốn cấu hình bao gồm: địa mạng, định tuyến, xếp nhóm, phát vị trí, điều khiển lượng v.v…Trong số trường hợp, số node đặc biệt ( node đường trục) phải tự động di chuyển đến vị trí xác định vùng địa lý để cung cấp vùng phủ sóng rộng khắp • Tiết kiệm lượng : hầu hết node mạng ad hoc vận hành nguồn lượng bị hạn chế pin ,ắc quy khơng có khả tự sạc lại.Việc nạp lại lượng cho node mạng thường khó khăn khơng thể thực thường xuyên, khả tiết kiêm lượng giao thức sử dụng mạng ad hoc yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu giao thức • Khả mở rộng : Ở vài ứng dụng, mạng ad hoc phát triển lên vài ngàn node • Bảo mật: Khơng mạng có dây, mơi trường truyền mạng Ad hoc khơng khí nên thơng tin truyền dễ dàng bị thu thiết bị bên ngồi Vì ngun nhân nên vấn đề bảo mật, mã hóa thơng tin, xác thực tài khoản đặc biệt quan tâm việc quản lý mạng Ad hoc • Băng thơng: Tốc độ mạng phụ thuộc vào băng thông hoạt động Do băng thông mạng không dây thường nhỏ nên tốc độ mạng chậm • Nhiễu: Do mơi trường truyền khơng khí nên mạng Ad hoc chịu ảnh hưởng lớn nhiễu từ mơi trường xung quanh mưa, gió,vật cản 1.3 Phân loại mạng Ad hoc 1.3.1 Theo kích thước Dựa phạm vi hoạt động mạng Ad hoc, phân loại thành nhóm : Body, Personal, Local, Wide Area Network.Hiện mạng Ad hoc có phạm vi nhỏ BAN (Body Area Network), PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network) bắt đầu xuất nhiều thực tế Trong (WAN) Wide Area Ad hoc Network mạng không dây multihop di động, đòi hỏi nhiều giải pháp để đáp ứng chất lượng mạng : định tuyến, quản lí phân vùng, định địa chỉ, bảo mật … Do thực tế chưa có ứng dụng cho mạng 1.3.2 Theo giao thức • Single hop : mạng Manet định tuyến single hop loại mơ hình mạng Ad-hoc đơn giản Trong đó, tất node nằm vùng phủ sóng, nghĩa node kết nối trực tiếp với mà khơng cần node trung gian Mơ hình node di chuyển tự phạm vi định đủ node liên kết trực tiếp với node khác mạng • Multi-hop : Đây mơ hình phổ biến mạng MANET, khác với mơ hình trước node kết nối với node khác mạng mà khơng cần kết nối trực tiếp với Các node định tuyến với node khác thông qua node trung gian mạng Để mơ hình hoạt động cách hồn hảo cần phải có giao thức định tuyến phù hợp với mơ hình mạng MANET 1.3.3 Theo chức • Mạng MANET phẳng (Flat) Trong kiến trúc tất node có vai trị ngang hàng với (peer-topeer) node đóng vai trị router định tuyến liệu gói mạng Trong mạng lớn cấu trúc Flat khơng tối ưu hóa việc sử dụng tài ngun băng thơng mạng message điều khiển phải truyền toàn mạng Tuy nhiên thích hợp topo có node di chuyển nhiều • Mạng MANET phân cấp ( Hierarchical) Đây mơ hình sử dụng phổ biến Trong mơ hình mạng chia thành domain, domain bao gồm nhiều cluste, cluster chia thành nhiều node Có lai loại node master node normal node Master node node quản trị router có nhiệm vụ chuyển liệu node cluster đến node cluster khác ngược lại Nói cách khác có nhiệm vụ gateway Normal node node cluster Nó kết nối với node cluster kết nối với cluster khác thông qua master node Với chế trên, mạng sử dụng tài ngun băng thơng hiệu tin nhắn phải truyền cluster Tuy nhiên việc quản lý tính chuyển động node trở nên phức tạp Kiến trúc mạng phân cấp thích hợp cho mạng có tính chuyển động thấp • Mạng MANET kết hợp ( Aggregate) Mỗi mạng bao gồm hai mức topo : Topo mức thấp (node level), topo mức cao (zone level) Mỗi node đặc trưng bởi: node ID zone ID Trong Zone áp dụng kiến trức phẳng kiến trúc phân cấp CHƯƠNG II : GIAO THỨC ĐỊNH TUYỄN AODV Tổng quan AODV u càu thuật tốn gọi hệ thống tiếp nhận đường theo yêu cầu túy ; nút không nằm tuyễn hoạt động khơng trì thong tin định tuyến khơng tham gia vào bảng định tuyễn , Hơn nút khơng có để khám phá trì tuyễn tới nút khác hai nút phải kết , trừ nút trước cung cấp dịch vụ trạm trung chuyển để trì kết nối hai nút khác Khi khu vực kết nối nút di động quan tâm , nút di động nhận biết nút hang xóm nhờ việc sử dụng số kĩ thuật , bao gồm quảng bá nội vùng ( khơng phải tồn hệ thống ) biết đến tin Hello Bảng định tuyến nút lân cận tổ chức tối ưu hóa thời gian để đáp ứng nội vùng cung cấp cho yêu cầu thành lập tuyến Mục tiêu thuật tốn : • Chỉ phát gói quảng bá cần thiết • Để phân biệt quản lý kết nối nội vùng trì topo mạng nói chung • Để phổ biễn thong tin thay đổi kết nối nội vùng với nút di động hang xóm có khả cần thơng tin AODV sử dụng chế khám phá tuyễn , sử dụng ( với sửa đổi bổ sung ) thuật tốn định tuyến nguồn động DSR Thay dung tuyến nguồn , AODV lại dựa vào bảng định tuyến thiết lập động nút trung gian Sự khác biệt phải trả giá mạng mà có nhiều nút , nơi mà chi phí lớn tuyễn nguồn mang gói liệu Mỗi nút ad hoc trì đếm số số thứ tự tăng đơn điệu mà dùng để thay cho nhớ tuyến Sự kết hợp kĩ thuật tạo thuật tốn sử dụng băng thơng cách hiệu ( cách giảm tối thiểu tải trọng mạng để điều khiển phân phát liệu ) đáp ứng thay đổi topo đảm bảo vòng lặp tuyến tự Các vấn đề thuật tốn định tuyến AODV : • Các tin ROUTER REQUEST ROUTER REPLY • Các tin ROUTER ERORR , HELLO danh sách lưu trữ tuyến trước • Các số thứ tự • Hopcount • Mở rộng vòng lặp định tuyến 2.2 Định dang gói tin 2.2.1 Định dạng gói tin Router Request Các trường gói tin RREQ : - Type : Xác định kiểu gói tin Khi nút khơng hiểu kiểu gói tin phải hủy bỏ gói tin J : Join flag Được dự trữ cho Multicast R : Repair flag Được dùng dự trữ cho Malticast G : Gratuiuous RREP flag Chỉ định Gratitous RREP có nên truyền tải unicast hay không tới nút định trường địa IP đích D : Destination only flag Xác định rõ có đích hồi đáp RREQ U : Unknow sequence number Xác định rõ số thứ tự đích khơng biết Hop count : Chỉ số chặng Khi nút trung gian quảng bá tiếp tin RREQ đến nút hang xóm , tăng số hop count lên gửi RREQ id : Chỉ số RREQ id định nút khởi tạo RREQ Mỗi khởi tạo RREQ số broadcast id tăng thêm Destination IP Address : Địa nút đích mà cần tìm đường để thực truyền tin từ nút nguồn tới nút địch Destination Sequence Number : Chỉ số thứ tự đích Là số cuối nhận nguồn từ tuyến theo hướng tới đích Originator IP Address : Địa chit nút nguồn phat động tin RREQ Originator Sequence Number : Chỉ số thứ tự tịa sử dụng mục tuyến trỏ theo hướng nguồn RREQ 2.2.2 Định dang gói Router Reply Trong : - - Type : R : Repair flag , sử dụng cho Malticast A : Acknowledgment required Prefix Size : Kích thước tiền tố Nếu khác khơng , bit kích thước tiền tố xác định báo chặng có thẻ sử dụng cho tuyến với tiền tố định tuyến đích yêu cầu Hop count : Chỉ số chặng Khi nút trung gian quảng bá tiếp tin RREQ đến nút hang xóm , tăng số hop count lên gửi Destination IP Address : Địa nút đích mà cần tìm đường để thực truyền tin từ nút nguồn tới nút đích Destination Sequence Number : Chỉ số thứ tự đích Là số cuối biết đến đích yêu cầu Originator IP Address : Đia IP nút khởi đầu RREQ Lifetime : Thời gian tồn gói tin sau gửi 2.2.3 Định dang gói Router Error Các trường gói RERR : - Type : N : No delete flag Cờ thiết lập nút thực sửa chữa liên kết nội vùng nút đường lên khơng nên xóa tuyến - Destination Count : Số luwngj đích khơng thể đến tin Phải Unreachable Destination IP Address : Địa IP đích mà đến liên kết gãy Unreachable Destination Sequence Number : Chỉ số thứ tự mục bảng định tuyến cho đích liệt kê trường Unreachable Destination IP Address trước 2.2.4 Định dang gói Router Reply Acknowledgment Trong : - Type : Reserved : Được dùng để dự phòng 2.3 Nguyên lý hoạt động 2.3.1 Số Sequence number Mỗi bảng định tuyến tất node phải lưu giữ thông tin số sequence tất node đích mà bảng định tuyến trì đường khả dụng đến Số sequence gọi “số sequence đích” Nó cập nhật node nhận thơng tin số sequence từ tin RREQ, RREP, RERR Một node đích tăng số sequence riêng trường hợp: - Ngay trước node khởi tạo tin yêu cẩu RREQ Ngay node đích thực khởi tạo tin đáp trả RREP để hồi đáp lại tin RREQ nhận Một node thực thay đổi số sequence bảng định tuyến node trường hợp sau : - Bản thân node đích, chuẩn bị gửi tin hồi đáp RREP tới node tạo tin yêu cầu RREQ Nó nhận tin AODV với thông tin số sequence node đích Đường tới node đích bị gãy bị hết hạn 2.3.2 Quá trình tạo đường khỏi tạo kết nối Một node khởi tạo tin yêu cầu RREQ xác định cần tuyến đường đến node đích bảng định tuyến nó, khơng có tuyến đường khả dụng đến node Trường số sequence đích tin RREQ số sequence nhấtcủa node đích mà node khởi tạo có giá trị chép từ trường số sequence đích bảng định tuyến Nếu khơng có số sequence đích, cờ “số sequence khơng xác định” tin RREQ dựng Số sequence nguồn tin RREQ số sequence node khởi tạo tin RREQ Trường RREQ ID tãng thêm từ số RREQ ID lần cuối sử dụng node Mỗi node có số RREQ ID Trường Hop Count đặt Một node nhận tin RREQ, thực gửi lại tin RREP : - Nó node đích tin RREQ Nó biết đường tới node đích tin RREQ, số sequence đích bảng định tuyến cho node đích khả dụng lớn số sequence đích tin RREQ 2.3.3 Duy trì kết nối Mỗi node phải liên tục theo dõi kết nối sử dụng cách giữ liên kết với node tuyến đường Một số cách AODV sử dụng để giữ liên kết với node : - - Nếu sử dụng báo hiệu lớp liên kết, báo hiệu đưa chuẩn IEEE 802.11, AODV sử dụng chúng để kiểm tra trạng thái liên kết Mỗi có tin truyền đến node kế tiếp, node đợi tin ACK lớp liên kết Nếu sau số lần cho phép mà việc truyền lại không thành cơng, điều liên kết với node bị gãy Để giữ liên kết với node kế tiếp, AODV sử dụng tin tin hello.Một node thực phát quảng bá tin hello nằm tuyến đường sử dụng để truyền tin Cứ sau khoảng thời gian HELLO_INTERVAL mili giây, node kiểm tra xem phát quảng bá tin chưa (bản tin RREQ tin lớp thích hợp) Nếu chưa, thực phát quảng bá tin HELLO (chính tin RREP với trường TTL = 1, gọi tin HELLO) Các trường tin Hello bao gồm: ▪ Destination IP address: địa IP node ▪ Destination Sequence Number: số sequence node ▪ Hop count: ▪ Lifetime: thời gian sống = ALLOWED_HELLO_LOSS * HELLO_INTERVAL Một node xác định trạng thái liên kết cách lắng nghe tin HELLO từ node lân cận Nếu khoảng thời gian ALLOWED_HELLO_LOSS * HELLO_INTERVAL mili giấy, khơng nhận tin từ hàng xóm (bản tin Hello tin khác), liên kết coi bị gãy, node thực kiểm tra điều kiện xem thực sửa cục Nếu điều kiện thỏa mãn, node thực sửa cục bộ, cịn khơng, thực gửi tin RERR node nguồn để báo cho node nguồn thực định tuyến lại Bất node nhận tin Hello từ hàng xóm, node kiểm tra xem có tuyến đường sử dụng mà node gửi tin Hello đóng vai trị node hay khơng, khơng tạo ghi cần thiết Nếu thực có tuyến đường sử dụng node hàng xóm làm node kế tiếp, thực tăng giá trị trường thời gian sống (lifetime) bảng định tuyến Những ghi bảng định tuyến tạo việc gửi nhận tin hello mà không dùng đến trường thời gian sống (lifetime) hết hạn, tức node hàng xóm di chuyển khỏi vùng phủ sóng hay gặp trục trặc node xóa ghi mà khơng thực gửi tin RERR 2.3.4 Xử lý có lỗi xảy Gồm bước sau : - Đánh dấu tuyến đường bị lỗi Liệt kê node đích bị ảnh hưởng Xác định có node hàng xóm bị ảnh hưởng Gửi tin RERR phù hợp tới node hàng xóm 2.3.5 Sửa cục Khi liên kết bị gãy tuyến đường sử dụng xảy ra, node tuyến đường từ chỗ đứt gẫy hướng phía nguồn phát thực sửa cục chiều dài đoạn đường từ node đến node nguồn lớn chiều dài từ node đến node đích Do q trình sửa cục làm tuyến đường cần sửa dài cần thiết, với điều kiện giới hạn số node thực sửa cục bộ, giao thức hạn chế số tin cần gửi qua tiết kiệm lượng giảm độ trễ Để sửa kết nối bị gãy, node tăng số sequence node đích cần tìm kiếm lên sau phát quảng bá tin yêu cầu RREQ node Trường TTL tin RREQ gán giá trị thời gian trường TTL node bị kết nối bảng định tuyến Node thực sửa cục chờ tin hồi đáp RREP cho tin RREQ để thực sửa kết nối Trong trình sửa cục này, tin mang liệu lưu vào nhớ đệm Nếu đến hết thời gian sửa mà node thực sửa không nhận tin RREP node đích bị kết nối này, thực gửi tin RERR Mặt khác, node thực sửa nhận nhiều tin RREP trình sửa, node thực cập nhật lại bảng định tuyến tiếp tục thực tiếp việc truyền liệu đến node đích CHƯƠNG III : GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSR 3.1 Tổng quan DSR DSR giao thức định tuyến tự trì cho mạng khơng dây, cho phép mạng tự động tổ chức cấu hình mà khơng cần sở hạ tầng sẵn có mạng quản trị mạng DSR giao thức tiêu biểu hiệu sử dụng phổ biến mạng ad hoc Giao thức thiết kế đặc biệt để sử dụng mơ hình multihop mạng tùy biến khơng dây Các node kết nối với node khác mạng mà không cần kết nối trực tiếp với Các node định tuyến với node khácthông qua node trung gian mạng Khi node mạng di chuyển, tham gia vào mạng, rời khỏi mạng , hay môi trường mạng khơng dây bị nhiễu tất tuyến đường mạng tự động xác định trì giao thức DSR Giao thức định tuyến DSR bao gồm hai chế: Route Discovery Route Maintenance, nhờ hai chế mà node tìm trì đường đến node mạng - Route Discovery ( phát đường đi) : chế tìm đường node gốc muốn gửi gói liệu đến node đích chưa biết đường - Route Maintenance: chế mà node có khả tìm đường đường truyền sử dụng bị gián đoạn cấu hình mạng bị thay đổi kết nối node đường truyền không hoạt động Khi phát đường truyền cũ bị đứt, node gốc tìm đường truyền khác đến node đích mà biết đường thực chế Route Discovery để tìm đường Giao thức DSR trì “chế độ mềm” soft state – vài chế độ (state) biến không can thiệp vào hoạt động xác giao thức Tất chế độ thiết lập cần thiết tái thiết lập thiết lập ban đầu thất bại mà không gây tác động đáng kể cho giao thức Có thể giao tiếp mạng DSR với mạng DSR với mạng khác (mạng Internet mạng ad hoc với giao thức định tuyến DSR…) 3.2 Nguyên lý hoạt động Một đặc tính bật khác DSR sử dụng kỹ thuật định tuyến nguồn Source Routing Theo đó, muốn gửi gói tin, tuyến nguồn hình thành lưu tiêu đề gói tin Tuyến nguồn chứa danh sách có thứ tự đầy đủ node mạng cần qua để tới đích, đồng nghĩa với việc node nguồn biết tồn thơng tin đường đến đích, điều giúp cho việc định tuyến mạng khơng bị tượng vịng lặp (loop) , làm tăng hiệu mạng Để định tuyến phần header packet lưu giữ thêm thông tin source route Thông tin bảng định tuyến lưu bảng route cache Nói cách khác, node nguồn A cần gửi gói tin tới node đích H , A ghi thứ tự bước đường tới H vào phần thông tin header gói tin Trong giao thức DSR, chế trì phát đường truyền hoạt động hồn toàn theo yêu cầu (on- demand) nên so với số giao thức khác, DSR có điểm vượt trội như: không phát quảng bá định tuyến định kỳ, hỗ trợ tìm đường qua liên kết khơng đối xứng phù hợp với tính động topo mạng DSR khơng u cầu gói gửi theo định kỳ hình thức tầng mạng 3.3 Cơ chế Router Discovery Route Discovery cho phép host mạng Ad hoc tìm kiếm đường đến đích cách tự động thơng qua node trung gian Tiến trình route discovery phát broadcast gói Route Request ( RREQ) lên mạng Ngồi trường bình thường, thơng tin gói RREQ cịn chứa số request _ ID số tạo node nguồn số không trùng Khi node nhận gói RREQ, tiến hành kiểm tra sau: - Kiểm tra xem có phải lần nhận gói RREQ có địa đích số request _ ID hay khơng? Nếu khơng phải loại bỏ gói tin không xử lý Ngược lại, sang bước - Kiểm tra trường source route gói RREQ có địa hay chưa? Nếu tồn loại bỏ gói tin khơng xử lý thêm Ngược lại, qua bước - Kiểm tra route cache có đường đến node đích mà cịn hiệu lực hay khơng? Nếu có, phải hồi lại cho node nguồn gói route reply ( RREP ) chứa thơng tin đường đến đích kết thúc tiến trình Ngược lại, qua bước - Kiểm tra địa đích cần tìm có trùng với địa hay khơng? Nếu trùng, gởi lại cho node nguồn gói RREP chứa đường đến đích kết thúc tiến trình Ngược lại, phát broadcast đến hang xóm Q trình tiếp tục node nguồn nhận thơng tin đường đến đích thơng tin khơng thể định tuyến đến đích Gói RREP gởi đến node nguồn chế phát unicast với source route đảo ngược với source route gói RREQ Sơ đồ thực Router Discovery nguồn S Nguồn S tìm đường tới đích D , node E nhận gói RREQ Node E kiểm tra địa đích số request _ ID gói RREQ Địa đích số requet_ID lần đầu xuất S Đ E kiểm tra trường source route gói RREG S Có địa E source route gói RREQ Đ Kiểm tra route cache S Gửi RREP cho nguồn S Có đường cịn hiệu lực So sánh dịa D địa E Địa E trùng với địa D Kết thúc Phát broadcast cho node F Trong trình route discovery, node học đường đến node khác lưu route cache mình: - Khi node nguồn tìm kiếm đường đến node đích biết đường đến node trung gian Ví dụ: Khi node S tìm đường đến node D [S,E,F,J,D] node S biết đường đến node khác node F [S,E,F], node J [S,E,F,J]… - Trong q trình broadcast gói RREQ, node trung gian biết đường đến node nguồn Ví dụ: Khi K nhận gói RREQ với định tuyến nguồn [S,C,G] K biết đường đến node nguồn S [K,G,C,S]… - Trong q trình forward gói RREP node trung gian biết đường đến node đích Ví dụ: Khi node F forward gói RREP với định tuyến ngồn [S,E,F,J,D] F biết đường đến D [F,J.D]… 3.4 Cơ chế Router Maintenance Trong giao thức định tuyến DSR, node chuyển gói tin mạng phải có nhiệm vụ xác nhận gói tin chuyển đến next hop hay chưa? Trong trường hợp mà node phát khơng thể truyền gói tin đến next hop Nó gởi gói Route Error (RRER ) cho node nguồn để thơng báo tình trạng thời liên kết địa thời next hop mà chuyển Khi node nguồn nhận gói RRER, xóa đường mà sử dụng liên kết bị hỏng route cache tìm đường khác mà biết route cache khởi động tiến trình route discovery đường có nhu cầu sử dụng Một node nguồn S khởi tạo trình khám phá đường định tuyến S khơng có lộ trình hợp lệ đến đích nhớ đệm D Ví dụ, S gữi gói tin RREQ để khám phá đường đến nhớ đệm D Node H nhận gói RREQ từ node B,C có khả va chạm Node C nhận gói RREQ từ node G, H khơng chuyển tiếp lần nữa, C chuyển tiếp lần trước Node J K tuyền gói RREQ đến D ẩn đi, chúng truyền va chạm Node D nhận gói RREQ khơng chuyển tiếp chúng nữa, node D mục tiêu dự định việc khám phá đường Kết thúc, đường ngắn tìm thấy là:RREQ [S,E,F,J,D] Sau đường lưu trữ vào nhớ đệm để dùng sau cần Trong trình tìm đường, router trì danh sách ID router trung gian yêu cầu tìm kiếm gần thời điểm để tránh phải xử lý yêu cầu tìm kiếm (lặp) Yêu cầu tìm kiếm bị bỏ qua trường hợp chúng xử lý gần thời điểm xác định yêu cầu lặp Khi router nhận yêu cầu nhận ID nằm sẵn danh sách router trung gian u cầu u cầu bị bỏ qua Quá trình bảo trì đường dẫn diễn đường dẫn trở nên sử dụng di chuyển khơng đốn trước router (đặc trưng MANET) Mỗi router quản lý tất đường dẫn để chuyển tiếp gói, đường dẫn hỏng, gói bảo cáo lỗi đường dẫn (Route error) gửi router nguồn đường dẫn tương ứng Vì vậy, đường dẫn bị hỏng bị bỏ qua 2.5 Nhược điểm giao thức DSR Để quản lý việc truyền gói liệu điều khiển vốn không đảm bảo (topo mạng thay đổi), DSR phải dựa vào giao thức ngầm định MAC (XX) để đảm bảo nơi nhận nhận liệu gửi gói liệu điều khiển số lần định Vì DSR giao thức bị động, khơng thể biết router đích bị ngắt kết nối hay u cầu tìm đường bị Vì vậy, chi phí vận hành lớn trường hợp giao thức MAC không đảm bảo liệu ln tới đích Đây vấn đề phổ biến giao thức bị động, khơng nhận trả lời từ router đích, router có giao thức bị động khơng thể phân biệt hai trường hợp tìm đường lỗi xảy trình truyền dẫn bảo trì đường dẫn nhiều node mạng trở nên sử dụng Giao thức bị động thường sử dụng nhiều gói xác nhận (Acknowledgement) gửi liệu nhiều lần để khắc phục vấn đề này, nhiên phương pháp lại làm tăng chi phí hoạt động Giao thức chủ động phát gói điều khiển định kỳ bỏ qua node mạng chúng không trả lời sau số lần phát định, giao thức không mắc phải vấn đề trên, nhiên việc phát gói điều khiển cách định kỳ làm tăng chi phí CHƯƠNG IV : PHẦN MỀM MÔ PHỎNG NS2 4.1 Giới thiệu NS2 NS (network simulation) chương trình phần mềm dạng hướng đối tượng sử dụng để mô lại kiện xảy hệ thống mạng Hệ mô NS-2 phát triển trường đại học từ năm 1989, làm phần dự án VINT (Virtual Internet Testbed) phịng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley Ns thực thi giao thức mạng Giao thức điều khiển truyền tải (TCP) Giao thức gói người dùng (UDP); Các dịch vụ nguồn lưu lượng Giao thức truyền tập tin (FTP), Telnet, Web, Tốc độ bit cố định (CBR) Tốc độ bit thay đổi (VBR) ; kỹ thuật quản lý hàng đợi Vào trước Ra trước (Drop Tail), Dò sớm ngẫu nhiễn (RED) CBQ; thuật toán định tuyến Dijkstra… NS thực thi multicasting vài giao thức lớp Điều khiển truy cập đường truyền (MAC) mơ LAN Để sử dụng NS-2, user lập trình ngôn ngữ kịch OTcl Kịch OTcl thực việc sau: - Khởi tạo Bộ lập lịch Sự kiện - Thiết lập Mơ hình mạng dùng đối tượng Thành phần Mạng - Báo cho nguồn traffic bắt đầu truyền ngưng truyền packet Bộ lập lịch Sự kiện File nam trace (file.nam) dùng cho công cụ Minh họa mạng NAM File Trace (file.tr) dùng cho công cụ Lần vết Giám sát Mô XGRAPH hay TRACEGRAPH Ta có sơ đồ hoạt động : ... kết n? ?i trực tiếp v? ?i Các node định tuyến v? ?i node khácthông qua node trung gian mạng Khi node mạng di chuyển, tham gia vào mạng, r? ?i kh? ?i mạng , hay m? ?i trường mạng không dây bị nhiễu tất tuyến. .. Có thể giao tiếp mạng DSR v? ?i mạng DSR v? ?i mạng khác (mạng Internet mạng ad hoc v? ?i giao thức định tuyến DSR? ??) 3.2 Nguyên lý hoạt động Một đặc tính bật khác DSR sử dụng kỹ thuật định tuyến nguồn... truyền g? ?i liệu ? ?i? ??u khiển vốn không đảm bảo (topo mạng thay đ? ?i) , DSR ph? ?i dựa vào giao thức ngầm định MAC (XX) để đảm bảo n? ?i nhận nhận liệu g? ?i g? ?i liệu ? ?i? ??u khiển số lần định Vì DSR giao thức