BỘGIÁODỤC VÀĐÀOTẠO VIỆNHÀNLÂMKHOAHỌC VÀCÔNGNGHỆVIỆTNAM HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀCÔNGNGHỆ *** ĐỖĐÌNHCƯỜNG NGHIÊNCỨUCẢITIẾNHIỆUNĂNGGIAO THỨCĐỊNHTUYẾNAODVVÀAOMDV TRONGMẠNGMANET Chuyênngành CơsởtoánhọcchotinhọcM ã[.]
BỘGIÁODỤC VÀĐÀOTẠO VIỆNHÀNLÂMKHOAHỌC VÀCƠNGNGHỆVIỆTNAM HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀCƠNGNGHỆ …… ….***………… ĐỖĐÌNHCƯỜNG NGHIÊNCỨUCẢITIẾNHIỆUNĂNGGIAO THỨC Đ Ị N H TUYẾNA O D V V À AO M D V TRONGM Ạ N G M A N E T Chunngành:CơsởtốnhọcchotinhọcM ãsố:62460110 TĨMTẮTLUẬNÁNTIẾNSĨTỐNHỌC HàNội– 2017 Cơngtrìnhđượchồnthànhtại:HọcviệnKhoahọcvàCơngnghệViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệtNam Ngườihướngdẫnkhoahọc1:PGS.TS.NguyễnVănTam Ngườihướngdẫnkhoahọc2:PGS.TS.NguyễnGiaHiểu Phảnbiện1:PGS.TS.LươngThếDũngP hảnbiện2:PGS.TS.NgơQuỳnhThuPhản biện3:TS.NguyễnHồiSơn LuậnánsẽđượcbảovệtrướcHộiđồngchấmluậnántiếnsĩ,họpt ạiHọcviệnKhoahọcvàCơngnghệViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệtNam vàohồi…giờ ’,ngày…tháng…năm2017 Cóthểtìmhiểuluậnántại: - ThưviệnHọcviệnKhoahọcvàCơngnghệ - ThưviệnQuốcgiaViệtNam MỞĐẦU Sự khác biệt tính chất, đặc điểm mạng MANET so với mạngtruyền thống làm nảy sinh nhiều thách thức hướng nghiên cứu khácnhau Trong hướng nghiên cứu này, vấn đề định tuyến mộtvấnđềrấtcầnđượcquantâmgiảiquyết Đãc ó n h i ề u c ả i t i ế n n g h i ê n c ứ u đ ợ c đ ề x u ấ t n h ằ m c ả i t i ế n c c g i a o thức định tuyến cho mạng MANET theo nhiều hướng khác Tuy nhiên,mỗiđ ề x u ấ t c ả i t i ế n c h ỉ p d ụ n g c h o m ộ t g i a o t h ứ c đ ị n h t u y ế n h o ặ c m ộ t nhómcácgiaothứccóchungchiếnlượcđịnhtuyếnnhấtđịnh.Cácđánhgiávề hiệu giao thức cải tiến thường giới hạn cácđiều kiện cụ thể Vì vậy, ngữ cảnh triển khai mạng MANET vớicácyêu cầucụthể, cầnlựachọn, cảitiến vàsửdụng giaothứcđịnh ến mộtcáchphùhợp Đối với giao thức định tuyến véc tơ khoảng cách sử dụng thuật tốntìm đường ngắn theo số chặng, Các nghiên cứu công bố tácgiảAnurag K (2004),Bertsekas D (1996),Pham P (2003)vàTsirigos A (2001)đãchỉrarằngthuậttốnnàykhơngphảilàthuậttốntìmđườngtốiưu chomạngMANETvìchúnggâyrahiệntượngphânphốitảilưulượngkhơng mạng dẫn đến vùng tắc nghẽn cục Vì vậy, cần cảitiến chế tìm đường giao thức định tuyến nhằm giảm tắc nghẽngâyrabởisựtậptrunglưulượngtạivùngtrungtâmcủamạng AODV giao thức định tuyến tiêu biểu sử dụng chiếnlược định tuyến theo yêu cầu dạng vec tơ khoảng cách Đã có nhiều đề xuấtcảit i ế n g i a o t h ứ c A O D V T r o n g s ố c c đ ề x u ấ t c ả i t i ế n n y , c ó n h i ề u đ ề xuấtđãsửdụngphươngphápkhaithácthôngtinđịnhtuyếnxuyêntầngđểxây dựng chế định tuyến với độ đo định tuyến thay cho độ đo sốchặngc ủ a g i a o t h ứ c A O D V n h n g k h ô n g h n g t i m ụ c t i ê u g i ả m t ắ c nghẽngâyrabởithuậttốntìmđườngngắnnhấttheosốchặng Đối với vấn đề định tuyến QoS, giao thức định tuyến phải có khảnăng chọn đường phù hợp với yêu cầu QoS liệu Tại nút mạng,cácl u n g d ữ l i ệ u c ó y ê u c ầ u Q o S k h c n h a u c ó t h ể t r u y ề n t h e o c c c o n đường khác Các giao thức định tuyến đa đường lựa chọn thích hợpđểtíchhợpcơchếđịnhtuyếnQoS AOMDV giao thức định tuyến đa đường điển hình mạngMANET.T r o n g t h i g i a n q u a , đ ã c ó n h i ề u đ ề x u ấ t c ả i t i ế n g i a o t h ứ c n y Tuyn h i ê n , v ấ n đ ề đ ị n h t u y ế n t h e o y ê u c ầ u Q o S c ủ a c c l p c h n g t r ì n h ứngdụngphânloạitheochuẩnITUTG.1010vẫnchưađượcgiảiquyết Với lý phân tích trên, luận án tập trung vào giảiquyết vào hai vấn đề chính: 1) Cải tiến giao thức định tuyến AODV nhằmnângcaohiệunăngmạngMANETcócácvùngtắcnghẽn;2)Cảitiếng iao thứcđịnhtuyếnAOMDVnhằmhỗtrợkhảnăngđịnhtuyếnQoSchomạngM ANET Đốitượng,phạmvivàmụctiêunghiêncứu Luận án lựa chọn giao thức định tuyến mạng MANET làđối tượng nghiên cứu với phạm vi nghiên cứu giới hạn phạm vixây dựng độ đo định tuyến thích hợp cải tiến chế định tuyếntheohướng tiếp cận xuyên tầng giao thức định tuyến AODV AOMDVnhằm đảm bảo mục tiêu nghiên cứu tăng cường hiệu cho giao thứcđịnh tuyến AODV mạng MANET có vùng tắc nghẽn cung cấp khảnăng định tuyến theo chất lượng dịch vụ cho giao thức AOMDV mạngMANET Phươngphápnghiêncứu Phươngp h p n g h i ê n c ứ u đ ợ c s d ụ n g t r o n g l u ậ n n l p h n g p h p kếthợpgiữanghiêncứulýthuyếtvàthửnghiệmđểđánhgiákếtquả.Trên cơsởphântích, đánhgiáhoạtđộngcủamộtsố giao thứcđịnhtuyến, luận ánsẽrútranhữngđiểmcầncảitiến.Sauđó,sửdụngtốnhọclàmcơngcụđểư clượngvàtínhcácthamsốcầnthiếtchocácthuậttốnđịnhtuyếnđ ượcđềxuất.Luậnánsửdụngphươngphápthửnghiệmtrênmơphỏngđểsosá nh,đánhgiákếtquảvềhiệunăngcủacácgiaothứcđãđượccảitiến Nộidungnghiêncứuvàkếtquảcầnđạtđược Luậnántậptrungvàobanộidungchínhsau:1)Nghiêncứu,phântíchvàđ ánhgiáhoạtđộngcủagiaothứcđịnhtuyếnAODVvàAOMDVđểtìmra điểm cần cải tiến; 2) Cải tiến giao thức AODV để nâng cao hiệunăngcủamạngMANETcócácvùngtắcnghẽn;3)CảitiếngiaothứcAOMDV nhằm đảmbảoyêucầuchấtlượngdịchvụcủacácứngdụngtrongmạngMANET Các kết cần đạt luận án gồm: 1) Đưa yêucầu cần cải tiến giao thức AODV mạng có tắc nghẽn giaothức AOMDV mạng có yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ; 2) Ướclượngđượcchấtlượngliên kếtởtầng MACtheo haithơngsố làtỷ lệm ấtgóitinvàđộtrễ; 3)Xâydựng độđođịnhtuyếntheođộtrễ đầu cuối với giao thức AODV hàm lượng giá đường theo yêu cầu QoS với giaothứcA O M D V ; ) X â y d ự n g đ ợ c m h ì n h v t h u ậ t t o n đ ị n h t u y ế n t h e o cách tiếp cận xuyên tầng cho hai giao thức; 5) Kiểm nghiệm, đánh giá đượccáckếtquảcảitiếntrênphầnmềmmôphỏngNS2 Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễncủaluậnán Các đề xuất cải tiến giao thức định tuyến AODV AOMDV có ý nghĩakhoahọctronghướngnghiêncứuvềvấnđềđịnhtuyếnt r o n g m n g MANE T.Vớinhững kếtquả đãđạtđượcvề việcnâng cao hiệunăng định tuyến,cácđềxuấtnàycóthểđượcsử dụngtrongcácnghiên cứutiếptheođ ểcảitiếncácgiaothứcđịnhtuyếnkháctrongmạngMANET.Vềmặtthựctiễn, kết luận án sử dụng triển khai giao thứcđịnh tuyến cho mạng MANET có tần suất tắc nghẽn cao cần đảm bảotínhnănghỗtrợucầuQoStừcácchươngtrìnhứngdụng Bốcụccủaluậnán Luậnánđượcbốcụcthành3chương Chương1 t r ì n h b y t ổ n g q u a n v ề m n g M A N E T T r o n g đ ó , t ậ p t r u n g vàotrìnhbàycơchếhoạtđộngcủahaigiaothứcAODV,AOMDVvàcácnghiên cứu cải tiến đề xuất hai giao thức Thông qua lậpluận, phân tích để rút vấn đề trọng tâm cần cải tiến hai giao thức,xây dựng luận điểm làm sở cho nghiên cứu tốn học thửnghiệmtrongcácchươngtiếptheo Chương đề xuất ý tưởng cải tiến giao thức AODV trình bày cácvấn đề: phương pháp ước lượng độ trễ liên kết sở nguyên lý hoạtđộng công nghệ IEEE 802.11; đề xuất cải tiến giao thức AODVtheo mơ hình hoạt động định tuyến xuyên tầng với hoạt động chi tiết môđun đo mức độ sử dụng kênh truyền, mô đun ước lượng tỷ lệ lỗi frame củaliên kết mô đun định tuyến xuyên tầng; kiểm nghiệm đánh giá kết quảcủac c c ả i t i ế n đ ã đ ề x uấ t t r ên c s m ô p h ỏ n g s o s n h h i ệ u n ă n g c ủ a haigiaothứcAODV-DMvàAODVbằngphầnmềmNS2 Chương trình bày ý tưởng cải tiến cho giao thức AOMDV, đề xuấtphương pháp phân lớp ứng dụng theo yêu cầu QoS chuẩn ITUTG1010 phương pháp tính trọng số cho tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ,đềxuấtkỹthuậtdựđốnchấtlượngliênkếttạitầngMACtheohaithamsốlà trễvàtỷlệmấtgói,đềxuấtcảitiếngiaothứcAOMDVtheohướngkhaithác thơng tin định tuyến xun tầng yêu cầu QoS, kiểm nghiệm đánhgiákếtquảcủacáccảitiếnđãđềxuấtbằngNS2 Cuối phần kết luận, tóm tắt đóng góp chính, hướngnghiênc ứ u p h t t r i ể n t i ế p t h e o c ủ a l u ậ n n v n h ữ n g v ấ n đ ề đ ợ c t c g i ả quantâm CHƯƠNG1.TỔNGQUANVỀMẠNGMANETVÀVẤNĐỀĐỊNHTU YẾNTRONGMẠNGMANET Mạng MANET có khác biệt rõ ràng so với mạng không dâytruyềnt h ố n g v đ ã c ó n h i ề u ứ n g d ụ n g t r o n g đ i s ố n g , k i n h t ế , x ã h ộ i c ủ a người Giao thức định tuyến mạng MANET cần đảm bảo đượcnhững yêu cầu tối thiếu hoá tải điều khiển tải xử lý, hỗ trợ định tuyếnđac h ặ n g , đ p ứ n g n h ữ n g t h a y đ ổ i v ề t o p o m n g v n g ă n c h ặ n đ ị n h t u y ế n lặp Đãc ó n h i ề u c ả i t i ế n n g h i ê n c ứ u đ ợ c đ ề x u ấ t n h ằ m c ả i t i ế n c c g i a o thứcđ ị n h t u y ế n c h o m n g M A N E T M ỗ i đ ề x u ấ t c ả i t i ế n c h ỉ p d ụ n g c h o giao thức định tuyến nhóm giao thức có chung chiến lượcđịnht u y ế n n h ấ t đ ị n h T r o n g t n g n g ữ c ả n h t r i ể n k h a i m n g M A N E T v i cácyêu cầucụ thể,cần lựa chọn,cảitiếnvàsửdụng giaothứcđị nhtuyếnmộtcáchphùhợp AODV giao thức định tuyến theo yêu cầu Các luồng liệu đượcđịnh tuyến AODV có xu hướng qua tâm mạng Vì vậy, xảyrah i ệ n t ợ n g t ắ c n g h ẽ n t i t r u n g t â m m n g Đ ã c ó n h i ề u đ ề x u ấ t c ả i t i ế n giaothứcAODV.Tuynhiên,vẫnchưacócácđềxuấtđểlấythơngtinvềđộtrễ liên kết ước lượng theo khái niệm “thời gian phục vụ” củaCSMA/CA theo cách tiếp cận xuyên tầng làm sở cho chế định tuyếnhướngtớimụctiêugiảmtắcnghẽntrongmạngMANET AOMDV giao thức định tuyến đa đường phát triển từ giao thứcAODV Đã có đề xuất cải tiến giao thức AOMDV theo cách tiếp cậnxuyêntầng nhằm h ỗ trợ yêu cầuQo Scủ adữ li ệu Tuy nhiên, nh ững cảit i ế n n y , v i ệ c p h â n l p c c l u l ợ n g d ữ l i ệ u c ủ a t ầ n g Ứ n g d ụ n g t h e o yêu cầu QoS chuẩn ITU-T G.1010 chưa thực Điều nàydẫnđ ế n m ứ c đ ộ h ỗ t r ợ c ủ a t h u ậ t t o n đ ị n h t u y ế n t h e o y ê u c ầ u Q o S c h a thựcsựhiệuquả Với lý trên, nội dung nghiên cứu luận ánđược xác định là: (1) Cải tiến giao thức định tuyến AODV nhằm nâng caohiệu mạng MANET có vùng tắc nghẽn (2) Cải tiến giao thứcđịnh tuyến AOMDV nhằm hỗ trợ chế định tuyến theo chất lượng dịch vụchomạngMANET Một phầnnộidungcủachươngnàyđượccơngbốtrongcơngtrình[A1] CHƯƠNG2.CẢITIẾN GIAOTHỨCAODVNHẰM GIẢMTẮC NG HẼNTRONGMẠNGMANET 2.1 ĐềxuấtýtưởngcảitiếnchogiaothứcAODV Đểx c đ ị n h đ ợ c đ ộ t r ễ c ủ a m ộ t c o n đ n g đ ầ u c u ố i , k ỹ t h u ậ t c lượngt r ễ d ị c h v ụ c ủ a l i ê n k ế t t r ê n c s n g u y ê n l ý h o t đ ộ n g c ủ a c c h ế DCFt i t ầ ng M A C s d ụ n g c ô n g n g h ệ I E E E 1 đ ợ c đ ề x u ấ t G i t r ị trễ truyền ngược lên tầng Mạng để tính trễ đầu-cuối conđườngt ì m đ ợ c G i a o t h ứ c A O D V D M đ ợ c c ả i t i ế n t g i a o t h ứ c A O D V sửdụngđộđođịnhtuyếnlàtrễđầu-cuốicủađườngnhằm tìmđườngtránhkhỏicácvùngmạngbịtắcnghẽn 2.2 Phươngphápướclượngtrễcủaliênkết Thời gian trễ để truyền thành công frame qua liên kết làthờigian phục vụcủa nút nguồn liên kết nút muốn truyền framequa liên kết Nó định nghĩa thời gian cần thiết để truyền thành côngmộtf r a m e h o ặ c h u ỷ b ỏ f r a m e k h i s ố l ầ n t r u y ề n l i v ợ t q u n g ỡ n g c h o phéptạitầngMAChoạtđộngtheocơchếDCF GọiTs,Td,Tb, vàTttương ứng thời gian phục vụ, thời gian tạm dừng,thờig i a n b a c k o f f v t h i g i a n t r u y ề n c ủ a t i ế n t r ì n h t r u y ề n m ộ t f r a m e q u a mộtliênkết, giátrịcủaTsđượcxácđịnhtheo(4) 𝑇𝑠=𝑇𝑑+𝑇𝑏+𝑇𝑡 (4) Thờigiantruyềnđượcướclượngtheo(10); 𝑇= 𝐹𝐷 (10) 𝑠 𝑡 𝑃𝑠𝑇ℎ𝑟𝑢𝑒 Trong đó,Thruelà thơng lượng hiệu dụng liên kết.Awerbuch (2006)đã cơng bố kết tính giá trị cho tốc độ hoạt động công nghệIEEEởtầngMACtheoBảng2.1 Bảng2.1.Thônglượnghiệudụngcủaliênkết802.11b Tốcđộhoạtđộngcủali ênkết(Mbps) 1.0 2.0 5.5 11.0 Thônglượnghiệudụng(Mbps) KhơngRTS/ CóRTS/ CTS CTS 0.89 0.94 1.64 1.8 3.52 4.34 5.17 7.15 Thờigianback-offđượcướclượngtheo(13); 𝑇𝑏=𝑇𝑠𝑙𝑜𝑡 𝐶4𝑚6 𝑛2 2(1 − 𝐹𝑠) − 2𝐹𝑠 𝑛 −1 − 𝐹𝑠− 11 − 𝐹𝑠𝑛 (13) vớiCW minlàgiátrịcửasổxungđộtbanđầu,F slàxácsuấttruyềnhỏngframe,nl àsốtrạngtháiback-off GọiCNUlàtỷlệsửdụngkênhtruyềnđượcđotạinútphátcủaliênkết MốiquanhệgiữaTdvớiTbvàTtđượcbiểudiễnbởi(16) 𝑇𝑑 𝐶𝑁𝑈 𝑇 +𝑇 𝑡 = −𝐶𝑁𝑈 𝑏 (16) Từ(4),(10),(13)và(16)tacó(18)đểướclượngthờigianphụcvụ; 𝑛 𝑇𝑠= 𝐶4𝑚6𝑛 𝑇𝑠𝑙𝑜𝑡 2(1 − 𝐹𝑠) − 2𝐹𝑠 2(1 − 𝐹𝑠) − 11 − 𝐹𝑠𝑛 𝐹𝐷𝑠1 + 𝑇ℎ𝑟𝑢𝑒(1 − 𝐹𝑠)1 − 𝐶𝑁𝑈 −1 (18) 2.3 CảitiếngiaothứcAODV 2.3.1 Đềxuấtmơhìnhđịnhtuyếntheohướngtiếpcậnxuntầng GiaothứcAODVđượccảitiếnthànhgiaothứcAODVDMvớicơchếđịnhtuyếntheohướngtiếpcậnxuntầngminhhọatrongHình2 Hình2.6.CácmơđuncủagiaothứcAODV-DM 2.3.2 Mơđunđomứcđộsửdụngkênhtruyền Thuậttốn2.1đượcsửdụngđểtínhướclượnggiátrịmứcđộsửdụngkênhtr yền(CNU)tạimộtnútmạng Thuậttốn2.1.ƯớclượngCNUcủakênhtruyềntạimộtnútmạngtạitầngMAC Đầuvào:ChukỳướclượngCNU,chukỳcảmnhậnkênhtruyền Đầura:Giá trịCNU kênh truyền Hoạtđộngcủa thuậttốn: Bước1:GửiframetạitầngMAC KiểmtrađịachỉnútgửiframecóthuộctrườngPNShaykhơng.Nếucó thìchènđịa chỉnày vàođầu trường PNS Bước2:NhậnframetạitầngMAC Bước2.1:Kiểmtrađịachỉnúthiệntạicóbằngđịachỉđ íchcủaframenhậnđư ợchaykhơng.NếucóthìchuyểnsangBước2.2.NếukhơngcóthìchuyểnsangB ước2.3 Bước2.2:CậpnhậtdanhsáchSNScủanúthiệntại Duyệtquat ừngđịac h ỉt r o n g t rườngP N S N ếuđịac h ỉđangd u yệtchưa có danh sách SNS nút bổ sung vào danh sáchSNS Bước 2.3:Cập nhậtgiátrịbiến belong_flow Thiếtlậpbiếnbelong_flow=truenếuđịachỉnúthiệntạithuộctrườngPNScủ aframehoặcđịachỉn guồncủaframethuộcdanhsáchSNScủanút Bước2.4:Thiếtlậpbiếnbelong_flow=falsetạicuốithủtụcnhậnframe.Bước 3: Cập nhật đếm busy_counter sau chu kỳ cảm nhận kênhtruyền Bước 3.1: Cập nhật đếm kênh truyền bận biến belong_flow bằngfalsevàkênhtruyềnhiệntạiđangởtrạngtháibận busy_counter= busy_counter+ Bước3.2: Cập nhật đếm số lần cảm nhận:total_counter= total_counter+ Bước4:Cập nhậtgiátrịCNU saumỗi chukỳước lượng CNUCNU = busy_counter/total_counter; Gửi gói Link_Quality chứagiá trịCNUlên tầng Routing;busy_counter= 0; total_counter= 0; 2.3.3 Môđunướclượngtỷlệlỗiframecủaliênkết Phươngpháp “ đếms ố l ần t r u y ền k ỳ vọng ”(E T X) C o u to D (2003) đềxuấtđượcsửdụngđểướclượnggiátrịFERcủaliênkết: 𝐹𝐸𝑅=1−𝑑A∙𝑑𝑟 (19) Trongđó,d fvàd rlàtỷlệtruyềngóithànhcơngtheomỗichiều Trongmộtchukỳgửingóimẫu,mỗinútthuộcliênkếtnhậnđượcivà jgóimẫu.FERcóthểđượcướclượngtheo(20); 𝐹𝐸𝑅=1−(i/𝑛)∙ (j/𝑛) (20) Giaot h ứ c A O D V D M s d ụ n g t h ê m g ó i F E R _ P R O B E ( H ì n h ) đ ể tínhFERcủaliênkếtvàmang thơngtinvềgiátrịCNUcủaliênkếtđãđođượcởtầngMACtừnútgửitớinútnhậncủaliênkết Hình2.7.CấutrúcgóitinFER_PROBE Thuậtt o n m i n h h ọ a p h n g p h p s d ụ n g g ó i F E R _ P R O B Eđể tínhvà cập nhật giá trịFER, CNU thời gian phục vụ l iênkết Thuậttoán2.2.Cậpnhậttrễthờigianphụcvụcủaliênkết Đầu vào:Chu kỳ gửi gói FER_PROBEĐầu ra:Thời gian phục vụ liên kếtHoạtđộng thuậttốn: Bước1:GửigóiFER_PROBEkhithờigianhiệntại>thờigiangửigói+chukỳgửigói Bước1.1:CậpnhậtchukỳướclượngFER:WND_ID+=1 Bước 1.2: Duyệt danh sách các entry bảng Neighbor Table.Vớimỗientry,thêmmộtphầntửmớivàotrườnglinkscủagóiFER_PROBE (nb_ID = nb_ID entry; n_recv = r_last_recv entry).Bước 1.3: Thiết lập trường nNB FER_PROBE = số entry bảngNeighbor_Tablecủanúthiệntại Bước1.4:ThiếtlậptrườngCNUcủaFER_PROBE=CNUcủanútgửiFER_PROBE Bước1.5: Cập nhật thời gian gửi gói = Thời gian Bước2:NhậnvàxửlýgóiFER_PROBE Bước2.1:TìmentrytrongbảngNeighborTablecónb_ID=địachỉIPnútgửig óiFER_PROBE - NếukhơngtìmthấythìthêmmộtentrymớivàobảngNeighborTablevới( N e ighborID= địach ỉI Pnútg ửigóiFE R_PR OBE ; r_re cv= 1;r_las t_recv=0;f_last_recv=0;CNU=CNUcủagóiFER_PROBE) Bước2.2:SosánhWND_IDcủagóiFER_PROBEvàWND_IDcủanút - NếuWND_IDcủagóiFER_PROBE>WND_IDcủanútthìcậpnhật(WND_ID nút = WND_ID gói FER_PROBE; r_last_recv =r_recv;r_recv=1)vàchuyểnsangBước3 - Cậpnhậtr_recvcủaentry(r_recv+=1) - CậpnhậtCNUcủaentry=CNUcủagóiFER_RPOBE - TìmphầntửtrongtrườnglinkscủaFER_PROBEcónb_ID=địachỉnút Nếu tìm thấy cập nhật f_last_recv entry = n_recvcủaphầntửtìmthấy Bước3:Cập nhậtcác giá trịFER service_timecủaliênkếtdf= f_last_recv /fer_probe_wnd_size; 13 Hình2.11.Tỷl Hình2.12.Tỷlệt ệtruyền ruyềngóit góithàn hànhcơngtr hcơngtro ongKịchb ngKịchb ản2 ản1 Với Kịch 1, tính trung bình, tỷ lệ truyền gói thành cơng giaothức AODV-DM đạt cao 28% so với giao thức AODV Với kịchbản sử dụng mơ hình mơ ngẫu nhiên, giao thức AODV-DM đạtđượctỷlệtruyềngóithànhcơngl ớnhơnsovớigiaothứcAODV 2.4.2.3 Trễtruyềngóitrungbình Kết mơ trễ truyền gói tin trung bình Kịch vàKịchbản2đượcbiểudiễntươngứngtr ongHình2.13vàHình2.14 Hình2.13.Trễ Hình2.14.Trễt truyềng ruyềngóit óitrungb rungbìnhtr ìnhtrongK ongKịchb ịchbản1 ản2 Với Kịch 1, sử dụng giao thức AODV-DM thay cho giaothức AODV, thời gian trễ truyền gói trung bình giảm xấp xỉ 16% và34%tươngứngvớitốcđộluồngdữli ệu50kbpsvà100kbps.Vớikịchbản2s ửdụngmơhìnhmơphỏngngẫun hiên,giaothứcAODVD M v ẫ n đ t đượctrễtruyềngóitintrung bìnhnhỏhơnsovớigiaothứcAODV 2.4.2.4 Tảiđịnhtuyến Kết mô tải định tuyến Kịch Kịch đượcbiểudiễntươngứngtrongHình2.15 vàHình2.16 14 thứcAODVDMvẫnđạtđượctảiđịnhtuyếnnhỏhơ nsovớigiaothứcAODV Hình2.15.Tả Hình2.16.Tải iđị địn nh htu tu yến yế tro nt ng ro Kịch ng Kịc hb ản VớiK ị c h b ả n , đ ộ g i ả m c ủ atảiđịnhtuyếntrungbìnhkhi s d ụ n g giaothứcAODV-DMthaythếchogiao thức AODV xấp xỉ58%và 42%tương ứng với tốc độ liệu 100 kbps 150 kbps Với kịch sử dụngmơ hình mơ ngẫu nhiên khơng có luồng gây nhiễu, giao 15 2.5 KếtluậnChương2 Nội dung Chương đề xuất cải tiến giao thức AODVtrong mạng MANET đa chặng có vùng tắc nghẽn sở cải tiến cơchế chọn đường giao thức AODVt h e o s ố c h ặ n g t h n h c c h ế c h ọ n đường theo trễ đầu-cuối Phương pháp khai thác thông tin định tuyến xuyêntầngđ ể l ấ y t h ô n g t i n v ề đ ộ t r ễ c ủ a c c l i ê n k ế t t i t ầ n g M A C đ ã đ ợ c s dụngl m c s đ ể t í n h đ ộ t r ễ đ ầ u c u ố i c ủ a c c c o n đ n g t i t ầ n g M n g Độ trễ liên kết tầng MAC ước lượng theo mức độ sử dụngkênh truyền nút nguồn tỷ lệ lỗi frame liên kết Kỹ thuật đo giá trịcủamức độs dụngkênh truyềncủ a mộtnút mạngvà ước lư ợng tỷ l ệlỗ i củal i ê n k ế t c ũ n g đ ã đ ợ c đ ề x u ấ t t r o n g l u ậ n n n y V i ệ c b ổ s u n g , đ i ề u chỉnhvềcấutrúcgóitin,cơchếđịnhtuyếntrêngiaothứcAODV đãđư ợcđềxuấttronggiaothứcmớicótêngọiAODV-DM Kếtq u ả c ủ a v i ệ c đ n h g i h i ệ u n ă n g c h o t h ấ y , g i a o t h ứ c A O D V D M đạtđ ợ c h i ệ u n ă n g c a o h n s o v i g i a o t h ứ c A O D V v ề t h ô n g l ợ n g ( c a o hơnxấpxỉ24%),tỷlệtruyềngóithànhcơng(caohơnxấpxỉ28%),độtrễtruyền gói trung bình (thấp xấp xỉ 20%) tải định tuyến (thấp xấpxỉ 50%) trường hợp mạng có vùng tắc nghẽn Với kịch mơphỏng ngẫu nhiên khơng có luồng gây nhiễu tạo vùng tắc nghẽn, kết quảmô cho thấy, độ chênh lệch giá trị đo hiệu giao thứcAODV-DM so với giao thức AODV không đạt kịch 1nhưng giao thức AODV-DM có hiệu cao giao thức AODV ởcácđộđohiệunăngđượcđánhgiá Mặc dù giao thức AODV cải tiến theo hướng chọn đường đitránh khỏi vùng tắc nghẽn để hỗ trợ tốt cho lớp chươngtrìnhứ n g d ụ n g k h c n h a u , g i a o t h ứ c n y c ầ n t i ế p t ụ c c ả i t i ế n đ ể c u n g c ấ p khảnăngđịnhtuyếnưutiêntheoucầuQoStừtầngỨngdụng Cáckếtquảchínhcủachươngnàyđượccơngbốtrong[A4] CHƯƠNG3.CẢITIẾN GIAO THỨC AOMDV NHẰMĐ ẢM BẢ O C HẤTLƯỢNGDỊCHVỤCHOMẠNGMANET 3.1 ĐềxuấtýtưởngcảitiếnchogiaothứcAOMDV Ý tưởng cải tiến giao thức AOMDV đề xuất xây dựng cơchế định tuyến động theo lớp chương trình ứng dụng có u cầu QoSkhác sở xây dựng hàm lượng giá đường theo lớp lưulượng QoS với thông số đầu vào bao gồm: ngưỡng chấp nhận củacác tiêu chuẩn QoS, trọng số tiêu chuẩn QoS thông số chấtlượngđườngđầucuối theocáctiêuchuẩnQoS Vớicùnggiátrịcácth ôngsố chất lượng đường đầu cuối, giá trị hàm thay đổi theo lớplưul ợ n g Q o S c h o p h é p u t i ê n c h ọ n đ n g c ó t h n g s ố c h ấ t l ợ n g p h ù hợpvớiyêucầuQoStừlớplưulượngởtầngỨngdụng 3.2 XâydựnghàmlượnggiáđườngtheoQoS 3.2.1 PhânlớpcácứngdụngtheoyêucầuQoS ChuẩnI T U T G 1 đ ợ c s d ụ n g l m c s đ ể p h â n l p l u l ợ n g yêuc ầ u Q o S T h e o đ ó , c c ứ n g d ụ n g c ó t h ể c h i a t h n h l p : L p : C c ứngd ụ n g c h ấ p n h ậ n l ỗ i n h n g n h y c ả m v i t r ễ d ữ l i ệ u ; L p : C c ứ n g dụngchấpnhậ nlỗivàtrễdữliệuvàLớp3:Cácứngdụngchophép cóđộtrễnhưngkhơngchấ pnhậnlỗi 3.2.2 Phươngphápraquyếtđịnhchọnđường Theo chuẩn ITU-T G.1010, ứng dụng phân loại theo yêu cầuQoS sở tiêu chuẩn QoS bao gồm: độ trễ (delay), độ biến thiên trễ(jitter), tỷ lệ gói (packet loss rate) tốc độ liệu (data rate) Bài toánđặt toán chọn đường đa tiêu chuẩn Trong số đường tìmđược,đ n g n o s ẽ l đ n g t ố t n h ấ t t h e o t i ê u c h u ẩ n Q o S ? Đ ể g i ả i q u y ế t bàit o n n y , p h n g p h p T ổ n g c ó t r ọ n g s ố ( S A W – S i m p l e A d d i t i v e Weighting)củaSavithaK (2011)đãđượcđềxuấtsửdụng Gọi𝑝𝑘𝑥là giá trị chuẩn hoá tiêu chuẩnxcủa đường thứk Giá trịchuẩnhoánàyđượcxácđịnhnhưsau: 𝑝𝑘𝑥 𝑝𝑘𝑥= 𝑝𝑥 𝑝𝑥 𝑝𝑘𝑥 ,𝑛ế𝑢𝑥 𝑙à 𝑡iê𝑢 𝑐ℎ𝑢ẩ𝑛 𝑡í𝑐ℎ𝑐ự𝑐 , 𝑛ế𝑢𝑥𝑙 𝑡iê𝑢𝑐ℎ𝑢ẩ𝑛 𝑡iê𝑢 (24) 𝑐ự𝑐 trongđó,𝑝 𝑥l ngưỡngcủatiêuchuẩnQoSxđốivớilớpQoSthứi.𝑝 𝑥là ngưỡng lớn với tiêu chuẩn tích cực ngưỡng nhỏ với tiêuchuẩntiêucực.Cáctiêuchuẩntiêucựcbaogồmđộtrễ,độbiếnthiêntrễvàtỷl ệmấtgói.Tiêuchuẩntíchcựclàbăngthơngcịnlại MatrậnngữcảnhchuẩnhốcủalớpQoSthứixácđịnhnhưsau: 𝑝Z𝑑 𝑀𝑁6= ⋯ 𝑝𝑛𝑑 𝑝Z[ ⋯ 𝑝𝑛[ 𝑝Z𝑙 ⋯ 𝑝𝑛𝑙 𝑝Z𝑏 ⋯ 𝑝𝑛𝑏 (25) VéctơtrọngsốcủalớpQoSthứiđượcđịnhnghĩatheo(26); 4𝐷6 46= 4𝐽6 4𝐿6 4𝐵 (26) trongđó,WD i,WJ i,WL ivàWB ilàtrọngsốtươngứngcủađộtrễ,độ biếnthiêntrễ,tỉlệmấtgóivàbăngthơngcịnlạicủalớpQoSthứi Hàml ợ n g g i đ n g t h e o l p Q o S t h ứ i c h o đ n g t h ứ k đ ợ c đ ị n h nghĩatheo(27); 𝑃𝑉6,𝑘=𝑀𝑁6,𝑘∙46=𝑣𝑑𝑘∙4𝐷6+𝑣𝑗𝑘∙4𝐽6+𝑣𝑙𝑘∙4𝐿6+𝑣𝑏𝑘∙4𝐵6 (27) Từ(24)và(27),tacócơngthứclượnggiáđường(28); 𝑃𝑉 6,𝑘 𝑇 𝐷 = 𝐷 𝐷 + 𝐽 𝑇𝐽 𝐽𝑘 𝑇 𝐿 + 4𝐿 𝐿𝑘 𝑘 +𝐵 𝑇𝐵6 (28) 4𝐵 𝑘 Trong đó,TDi,TJi,TLivàTBilà ngưỡng yêu cầu tương ứng độtrễ, độ biến thiên trễ, tỉ lệ gói băng thơng cịn lại theo lớp QoS thứi;Dk,Jk,LkvàBklà giá trị tương ứng độ trễ, độ biến thiên trễ, tỉ lệ mấtgóivàbăngthơngcịnlạicủaconđườngthứk; 3.2.3 XácđịnhtrọngsốcủacáctiêuchuẩnQoS Đểxácđịnh trọng số cho cáctiêuchuẩn QoS , phươngpháp Phântíc hthứbậcAHP doSaaty T (2008)đề xuất sử dụng cho toán chọnđường theo tiêu chuẩn QoS bao gồm độ trễ, độ biến thiên trễ, tỷ lệ mấtgóivàtốcđộdữliệu Theo phương pháp AHP, lớp ứng dụng yêu cầu QoSkhác nhau, cần thiết lập ma trận so sánh theo cặp cho lớp lưu lượng dữliệu,sauđótínhvéctơưutiên Giátrịcủacácthànhphầntrongvéctơưu tiênchínhlàtrọngsốcủacácthamsốQoStheolớplưulượngdữliệu Mốiq u a n h ệ v ề đ ộ q u a n t r ọ n g g i ữ a c c t i ê u c h u ẩ n t h e o c ặ p c ủ a t n g lớpQoSđượcbiểudiễntươngứngcácmatrậnCM1, CM2và CM3 Thứ tựcác hàng cột ma trận là: độ trễ, độ biến thiên trễ, tỷ lệ mấtgóivàtốcđộdữliệu 1/2 𝐶𝑀Z= 1/6 1/4 1/8 1/6 1/3