Untitled ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN GIA DŨNG CÁC ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN GIAO THỨC AODV NHẰM ĐẢM BẢO HỖ TRỢ QOS LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội, năm 2019 ii ĐẠI[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN GIA DŨNG CÁC ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN GIAO THỨC AODV NHẰM ĐẢM BẢO HỖ TRỢ QOS LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội, năm 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN GIA DŨNG CÁC ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN GIAO THỨC AODV NHẰM ĐẢM BẢO HỖ TRỢ QOS Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Mã số:8480102.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN ĐÌNH VIỆT Hà Nội, năm 2019 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Các đề xuất cải tiến giao thức AODV nhằm đảm bảo hỗ trợ QoS” cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS TS Nguyễn Đình Việt Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Những phân tích, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ tài liệu tham khảo Tác giả Nguyễn Gia Dũng i LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Đình Việt, người thầy bảo hướng dẫn tận tình cho tơi suốt q trình học thạc sĩ suốt trình nghiên cứu thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn dạy bảo, giúp đỡ, tạo điều kiện thầy, cô trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội suốt trình học tập trường Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp - người bên lúc khó khăn, động viên, khuyến khích tơi sống công việc Do thời gian điều kiện có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi có thiếu sót, tơi mong nhận góp ý từ bạn bè, thầy cô người quan tâm đến đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả Nguyễn Gia Dũng ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Cụm từ đầy đủ STT Từ viết tắt ACO AODV Adhoc On-Demand Distance Vector DSDV Destination-Sequenced Distance-Vector Routing DSR HARP LSD MANET NDMLNR OLSR 10 QoS 11 RERR Route Error 12 RREP Route Reply 13 RREQ Route Request 14 TORA Temporally Ordered Routing Algorithm 15 ZRP Ant Colony Optimization Dynamic Source Routing Hybrid Ad hoc Routing Protocol Link Stability Degree Mobile Adhoc Network Node Disjoint Multipath routing considering Link and Node Stability Optimized Link State Routing Quality of Sevice Zone Routing Protocol iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mạng MANET phân cấp (Hierarchical) Hình 1.2 Mạng MANET kết hợp (Aggregate) Hình 1.3: Cấu trúc NS-2 Hình 1.4: Luồng kiện cho file Tcl chạy NS-2 10 Hình 1.5: Kiến trúc NS-2 10 Hình 1.6: C++ OTcl: Sự đối ngẫu 11 Hình 1.7: TclCL hoạt động liên kết A B 11 Hình 2.1 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phẳng 17 Hình 2.2 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phân cấp 17 Hình 2.3 Truyền liệu theo định tuyến nguồn 18 Hình 2.4 Truyền liệu theo phương pháp định tuyến chặng 18 Hình 2.5: Quá trình lan truyền gói tín RREQ 23 Hình 2.6: Đường ngược tạo RREQ lan truyền môi trường 25 Hình 2.7: Đường từ nút nguồn nút đích hình thành 26 Hình 2.8: Lan truyền gói tin RERR 28 Hình 3.1: Mạng bầy kiến 31 Hình 3.2: Hành vi bầy kiến tìm thức ăn 32 Hình 4.1:Gói RREQ 44 Hình 4.2: Ví dụ 46 iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC v CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Khái niệm mạng MANET (Mobile Adhoc Network) 1.1.2 Đặc điểm mạng MANET 1.1.3 Phân loại mạng MANET 1.2 Các vấn đề cần giải 1.2.1 Định tuyến mạng MANET 1.2.2 Vấn đề tiết kiệm lượng 1.2.3 Vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ 1.3 Các độ đo hiệu dùng luận văn 1.4 Giới thiệu mô NS2 sử dụng để đánh giá hiệu mạng 1.4.1 Giới thiệu NS2 1.4.2 C++ OTcL : 10 1.4.3 Các đặc tính NS-2 12 1.5 Mục tiêu nghiên cứu luận văn 12 CHƯƠNG MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET 14 2.1 Phân loại kỹ thuật định tuyến 14 2.1.1 Link state Distance Vector 14 2.1.2 Định tuyến chủ ứng (Proactive) phản ứng (Reactive) 15 2.1.3 Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp 16 2.1.4 Định tuyến nguồn định tuyến chặng 17 2.1.5 Định tuyến đơn đường định tuyến đa đường 19 2.2 Giao thức DSDV (Destination – Sequenced Distance – Vector) [1] 19 2.2.1Quản lý bảng định tuyến 20 2.2.2 Cập nhật bảng định tuyến DSDV 20 2.2.3 Quản lý thay đổi Topology 21 2.3 Giao thức AODV [1] 21 2.3.1 Tổng quan giao thức AODV 21 2.3.2 Cơ chế hoạt động 22 2.3.3 Quản lý cục 26 v 2.3.4 Duy trì đường 27 2.3.5 Thời gian hết hạn việc hủy bỏ đường 28 CHƯƠNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN BẦY KIẾN TRONG TỐI ƯU ĐỊNH TUYẾN MẠNG MANET 29 3.1 Giới thiệu 29 3.2 Thuật toán tối ưu bầy kiến nhân tạo 30 3.2.1 Định tuyến sử dụng ACO (Ant colony Optimization) 33 3.2.2 Một số đặc tính ACO việc định tuyến 33 3.3 Thuật toán OLSR 33 3.3.1 Cảm nhận nút liền kề 34 3.3.2 Các trạm chuyển tiếp đa điểm (MPR) 34 3.3.3 Thơng tin kiểm sốt cấu trúc 34 3.3.4 Tìm đường định tuyến 35 3.3.5 Định tuyến từ nguồn 35 3.4 Triển khai thuật toán ACO 36 3.4.1 Giai đoạn tìm đường định tuyến 36 3.4.2 Giai đoạn trì đường định tuyến 37 3.5.Kết luận 37 CHƯƠNG Định tuyến đảm bảo QoS Manets dựa thơng số vị trí lượng 37 4.1 Tổng quan 37 4.2 Giới thiệu 38 4.3 Giao thức nguồn động (DSR - Dynamic Source Routing) 39 4.4 Vấn đề phát sinh 40 4.5 Phương pháp sử dụng 41 4.6 Đề xuất: Định tuyến đa đường node rời rạc có xét đến liên kết ổn định node NDMLNR (Node Disjoint Multipath routing considering Link and Node Stability) [5] 42 4.6.1 Phát định tuyến 43 4.6.2 Lựa chọn định tuyến 46 4.6.3 Bảo trì định tuyến 46 4.7 Ví dụ 46 4.8 Kết luận 48 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 49 5.1 Kết đạt luận văn 49 5.2 Hướng nghiên cứu 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 vi vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Khái niệm mạng MANET (Mobile Adhoc Network) Với nhiều ưu điểm công nghệ truyền thông không dây, mạng di động không dây phát triển mạnh thời gian gần Có thể chia mạng di động không dây thành hai kiểu mạng: mạng có hạ tầng mạng khơng có hạ tầng Trong mạng có hạ tầng, truyền thơng phần tử mạng phụ thuộc vào hỗ trợ hạ tầng mạng, thiết bị đầu cuối di động qua điểm truy nhập (các trạm sở) Mạng MANET (Mobile Adhoc Network) tập hợp nút di động triển khai mà khơng cần sở hạ tầng tập trung Mạng ad hoc linh hoạt tự cấu hình Do có sở hạ tầng phân tán nên khơng có định tuyến cài đặt sẵn chuyển tiếp gói từ máy chủ sang máy chủ khác Nhiệm vụ phải đảm nhiệm nút di động phân tán mạng Mỗi nút có vai trị nhau, có nghĩa tất chúng hoạt động máy chủ định tuyến Do đó, hoạt động mạng phụ thuộc vào hợp tác nút để cung cấp tuyến truyền thông Trong MANET, nút hoạt động định tuyến máy chủ lưu trữ, chí cấu trúc liên kết mạng thay đổi nhanh chóng thiết bị di chuyển tự theo hướng Mỗi nút di động có phạm vi truyền giới hạn, gói tin từ nút nguồn cần chuyển tới nút đích không nằm phạm vi truyền nút nguồn Vì vậy, cần có trợ giúp nút trung gian để chuyển tiếp gói tin Để thực công việc này, nút mạng phải sử dụng giao thức định tuyến phù hợp 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: Thiết bị tự trị đầu cuối (Autonomous terminal): thiết bị di động đầu cuối MANET node tự trị, mang chức host router ... cam đoan luận văn thạc sĩ ? ?Các đề xuất cải tiến giao thức AODV nhằm đảm bảo hỗ trợ QoS” cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS TS Nguyễn Đình Việt Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực... NGHỆ NGUYỄN GIA DŨNG CÁC ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN GIAO THỨC AODV NHẰM ĐẢM BẢO HỖ TRỢ QOS Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Mã số:8480102.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CƠNG... nên bảo mật kém, dễ bị truy cập trái phép nên khó đảm bảo QoS Vì cần thiết kế giao thức đảm bảo an toàn bảo mật cho mạng 1.2.3.3 Các tham số Các ứng dụng khác có u cầu QoS khác Ví dụ, ứng dụng