Tìm hiểu giải pháp kết hợp giao thức định tuyến harp trên mạng manet với một số tcp cải tiến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC PHẠM HIẾU NGHĨA TÌM HIỂU GIẢI PHÁP KẾT HỢP GIAO THỨC ĐINH TUYẾN HARP TRÊN MẠNG MANET VỚI MỘT SỐ TCP CẢI TIẾN CHUYEN NGANH: KHOA HOC MAY TINH MA SO: 8.48.01.01 LUAN VAN THAC SI KHOA HOC DINH HUONG UNG DUNG NGUOI HUONG DAN KHOA HOC TS HA VIET HAI PGS.TS VO THANH TU Thừa Thiên Huế, 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Tìm hiểu giải pháp kết hợp giao thức định tuyến HARP mạng MANET với số TCP cải tiến” nội dung nghiên cứu thực Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng số thông tin, tài liệu từ nguồn sách, báo, luận văn người trước liệt kê danh mục tài liệu tham khảo Các thông tin tổng hợp hay kết lấy từ nhiều nguồn tài liệu khác trích dẫn đầy đủ Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng trích đẫn hợp pháp Thừa Thiên Huế, tháng 02 năm 2020 Tác giả đề tài Phạm Hiếu Nghĩa LOI CAM ON Trước tiên, xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới cán quản lý, thầy, cô Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Trường Đại học An Giang, người trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho q trình học tập nghiên cứu Tơi xin gửi lời biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS Hà Viết Hải, thầy hướng dẫn PGS.TS Võ Thanh Tú, hai thầy tận tình dẫn dắt tạo điều kiện tốt để hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn bạn lớp cao học Khoa học máy tính khố — An Giang, bạn đồng nghiệp gia đình ln bên cạnh, động viên tơi suốt thời gian học tập thực dé tai Do thời gian điều kiện có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong góp ý bạn bè, thầy, người quan tâm đến để tài Xin chân thành cảm ơn! Thừa Thiên Huế, tháng 02 năm 2020 Học viên thực Phạm Hiếu Nghĩa MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN 252221 22211222122211221122121121 2112122212 erea ii MUC LUC ooo ccc ccseccesesessssessssesssssssssesessassssaesssassssatsssssissssisessisessisessieessseesseesseessees iii DANH MỤC CÁC BẢNG Q2 2222212221222222222211222222ee vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỊ THỊ, .-2-©222212221222122212222.2 xe vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Lý đo chọn để tài 222222 2212211121112111211121122211211221212222 Mục đích nghiên cứu - c St SH hy HH Hà Hà He Đối tượng phạm vi nghiên cứu - 222 2222222512251223121212111212 21 e2 4.Ý nghĩa khoa học thực hy 38) Bố cục luận văn - 0u 2.2.2 2212211111111 111121111 11521 1121121112112 2 2x tr rsa Chương TÔNG QUAN VẺ MẠNG MANET 22 22222212221222.222 xe 1.1 CẤU TRÚC MẠNG MANETT ©2222222222212222112231122112211211122122 e6 1.1.1 Giới thiệu tổng quát mạng MANET -2222222222212221222 e6 1.1.2 Phương thức hoạt động MANET íccccc St sehnhihkrrerrrrree 1.1.3 Một số đặc điểm thách thức phải đối mặt mạng MANET 20 221 221222122110211121112112111212 21221212122 caa 1.1.4 Một số ứng dụng mạng MANET -22-2222221222122122222.2 e6 1.2 PHÂN LOẠI GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MANET 1.2.1 Giao thức định tuyến theo bảng ghi 2©222222222222122122122ee 1.2.2 Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu 22-s22-c2 10 1.2.3 Giao thức định tuyến kết hợp 2: 22 22222212111211121121221122 xe 10 1.3 VẤN ĐẺ ĐIÊU KHIỂN LƯU THÔNG TRÊN MANET . . 11 1.3.1 Co ché hoat déng cla TOP ooo cece cee esesesesessseseseseseseresesesereteeseresases 11 1.3.2 Các thách thức ảnh hưởng đến hiệu TCP MANET 14 1.3.3 Một số giải pháp để cải tiến hiệu TCP MANET 1.4 TIỂU KÉT CHƯƠNG l -2:-©22¿222222221222511223122312211 22122 crke, Chương SỰ KÉT HỢP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN VỚI GIAO THỨC CẢI TIỀN TCP SACK VÀ TCP VEGAS 2-2522 2222212221221 221cc 2.1 HOAT DONG CUA GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN VÙNG (ZRP) 11 15 17 18 18 2.1.1 Giới hạn phạm vi vùng ZRP ch HrHrereere 19 2.1.2 Cấu trúc ZRP s2 1E 2112211221221.21221 reo 20 2.1.3 Định tuyến ZRP -222 222221221122111211211211222222ee 21 2.1.4 Việc bảo trì tuyến Z/RP .-222 222222122112112212212222ee 22 2.2 HOAT DONG CUA GIAO THUC DINH TUYEN LAI TUY BIEN HARP .à 5c c2 t1 1n ung guờn 23 2.2.1 Giới hạn phạm vị vùng HARP Share 25 2.2.2 Cầu trúc HARP .+ 5c 2E 2211211011222 2122121 trreerese 25 2.2.3 Định tuyến HARP 222222 221221112111211221121212222 re 26 2.2.4 Việc bảo trì tuyến đường HARP 222222 22122122212222 2e 28 2.2.5 Độ phức tạp ZHLS, ZRP DDR .- 2522222222212 2.3 SỰ GIÓNG VÀ KHÁC NHAU GIỮA HAI GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN HARP VÀ Z/RP c2 HH H221 122gr re 2.4 HOẠT ĐỘNG CỦA TCP SACK VÀ TCP VEGAS 5s se 2.4.1 Giao thức truyền tin TCP Saek 522222 2212221222112221121222 e6 30 30 31 32 2.4.2 Giao thức truyền tin TCP Vegas 22-222 2222212221221122.212 e6 33 2.5 ANH HUONG CUA SU KET HOP GIUA TCP VA GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 122112212112 n1 121121 21 1212 reye 37 2.5.1 Ảnh hưởng TCP mạng khơng đây, 2©22¿22222E222122212222-2e 37 2.5.2 Ảnh hưởng TCP MANET 2222222122212221222122212221222e6 38 2.5.3 Ảnh hưởng TCP với AODV, TORA ZRP . -22cccscse¿ 39 2.6 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA SỰ KÉT HỢP GIỮA GIAO THỨC TCP VỚI MỘT SỐ CƠ CHÉ ĐỊNH TUYẾN VÙNG 55 5c teen Al 2.6.1 Ưu điểm vùng Z.RP . 22 22222211211221112112112212222 ae 2.6.2 Đánh giá hiệu ZRP so với số giao thức định tuyến 41 2.6.3 Hoạt động giao thức định tuyến AODV, DSR voi TCP New Reno, TEP Sackva TOP Ve ga es menercresenm arene rsen meena meenreronenmersesrnrnmecernnmes 42 2.7 ANH HUGNG CUA ZRP VA HARP KHI KET HOP VOI CAI TIEN CA TCP St 12 21101122121 21222 12121 121 121g re 45 2.8 TIỂU KÉT CHƯƠNG 5-52 2E 1221122111121 011021221.2122221xreye 46 Chuong THIET KE VA CAI DAT MO HINH TREN PHAN MEM MÔ PHỎNG TỰ n1 1H22 guờn 47 3.1 MÔI TRƯỜNG MÔ PHỎNG NS-2 2-55 22122 2tr 47 3.1.1 Giới thiệu chương trình mơ NŠ-2 .ịc Sex iv 47 3.1.2 Kiến trúc NS-2 -s s22 E2 TT re 48 3.1.3 Các phần mềm dùng kết hợp với NS-2 . -©222222 2222222222 50 3.2 THIET KE MO HINH VA CAI DAT MO PHONG GIAO THUC ĐỊNH TUYẾN ZRP VỚI TCP SACK VÀ TCP VEGAS 52-2222222222c6 51 3.2.1 Tiêu chí đánh giá kết -©222222222225122112111211121112211211222xe 51 3.2.2 Thơng số giao diện mơ 22: 22222222222252225121322122222-e2 52 3.2.3 Tao! Topo mangems6 phOng) sere csenn ase rse nner semen ersrermersesrn nner: 53 3.3 PHAN TICH KET QUA, DANH GIA HIEU NANG KHI KET HOP ZRP VỚI TCP SACK VÀ TCP VEGAS 22222 2212221222122222.22 e6 54 3.3.1 Hao phí truyền thông (CO) 22 2222221211221112111211121122121221 2e 54 3:3.2 Tý lệ gửi gối Tìn:thành cơng ssecseeseieesseriiiienrdinieniastiiniogeirirrinszseinniel 55 3.3.3 Độ trễ trung bình End-to-End 22: s 22221221221121121121212 2y 56 3.3.4 Tỷ lệ gói tỉn rơi 2s 22122112211221121112111211122112222122222222 re 57 3.4 THIET KE MO HINH, CAI DAT MO PHONG KET HOP GIAO THUC ĐỊNH TUYẾN HARP VỚI TCP SACK VÀ TCP VEGAS 58 3.4.1 Giới thiệu môi trường mô OMNeT++ cài 59 3.4.2 Các thành phần OMNeT++ 22 22222122211221121222 xe 59 3.4.3 Ứng dụng - - 22 222222122112112111221121111111112111122122222 xe 59 3:44 MG hinh trong, OMNeT Fits secceecsrenn arene renner as meeneronenmerensrnnemersnnmes 60 3.4.5 Kịch mô c2: t1 St x2 HH Hàng 60 3.4.6 Tiêu chí đánh giá kết . -©222222222225222112111211121112111212221xe 61 3.4.7 Phân tích kết quả, đánh giá hiệu kết hợp HARP với TCP Sack À9 TT 71đ1.1 A11 62 3.5 TIỂU KÉT CHƯƠNG 22 22222212221211211211221121221.2 re 63 KÉT LUẬN 52 2222212221121112111211121112212211221122222211222222 re 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 222222 222222122212212112112112122222 2e 65 DANH MUC CAC BANG Trang Bang Bang Bang Bang Bang Bang Bang Bang Bang Bang 2.1 Bảng nội vùng nút K Và Ÿ c2: 2t S Hành nhe 28 2.2 Bảng liên vùng nút d c c1 1n nhà nen net 28 2.3 So sánh kết nối đa điểm hai giao thức định tuyến . - 31 2.4 Kich bản;mơ:phỊNezaczsotii6seeiIEEIGSIESIDARSEIGDNIEELEREUEEEHSISĐNGSiAtEga 39 2.5 Thơng số mơi trường ©22222222122212221122112111211121121122122 e6 43 3.1 Các tham số thực mô 22 22222222E222E2221222122212222-ee 52 3.2 Kết hao phí truyền thơng 22-222 222222122212221222122122 xe 34 3.3 Kết tỷ lệ gửi gói tin thành công 2-222222222122212221222122e6 55 3.4 Kết độ trễ trung bình End-to-End 2+2222222222122212221222 e6 56 3.5 Kết tỷ lệ gói tin rơi . 22 2222211211121112112112112222 xe 57 VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỊ THỊ Trang Hình 1.1 Mạng tùy biến di động không 2-22 2222222211215 xe Hình 1.2 Mơ hình hoạt động mạng MANET c2: SH Hrererre Hình 1.3 Ứng đụng mạng MANET lĩnh vực quân ¿ Hình 1.4 Phân loại giao thức định tuyến mạng MANET s22 Hình 1.5 Khn dạng liệu TCP -.- Sc 212 nhe rererret 11 Hình 1.6 Mơ hình kết nỗi u cầu - trả lời (request - response) - 12 Hình 2.1 Ví đụ vùng định tuyến với P=2 22222 2122212222222222 e6 19 Hình 2.2 Cấu trúc mối quan thành phần Z.RP 222222222 21 Hình 2.3 Mơ hình định tuyến HARP .-222222222221222121122.2122222 xe 24 Hình 2.4 Khung nhìn nhiều lớp HARP DDR .-2222222212221221222ee 26 Hình 2.5 Cấu trúc liên kết mạng ban đầu 22222 2222212212221221221222 e6 27 Hình 2.6 Cấu trúc liên kết mạng theo DDR .22 222221222122122212212222 e6 27 Hình 2.7 Chuyển tiếp nội vùng 22222221 222122212112211222222222 se 29 Hình 2.8 Chuyển tiếp liên vùng 22222 22222122211221221121121222222ee 30 Hình 2.9 Cơ chế điều khiển cửa số truyền tin TCP Vegas 22-22-22 35 Hình 2.10 Cơ chế hoạt động TCP Vegas 522222 2212221222222222 xe 37 Hình 3.1 Mơ hình tổng qt NS-2 522222 2212221221221222222222 e6 48 Hình 3.2 Luồng kiện cho file Tel chạy NS .-2 222222222226 50 Hình 3.3 Giao diện mơ hoạt động c3: Sccsisissrrsrsrreres 33 Hình 3.4 Biểu đồ hao phí truyền thơng 222222 22222212211221121122222122 e6 55 Hình 3.5 Biểu đồ tỷ lệ gửi gói tin thành cơng 2222222212221222122122.22e6 56 Hình 3.6 Biểu đồ độ trễ trung bình End-to-End 2222s2212221222122122122e6 57 Hình 3.7 Biểu đồ kết tỷ lệ gói tin rơi 2-2222 22122212221221221222222 xe 58 Hình 3.8 Giao diện mơ hoạt động OMNeT++ 61 Hình 3.9 So sánh tỷ lệ chun gói tin thành cơng TCP Sack va TCP Vegas 62 Hình 3.10 So sánh tỷ lệ chuyền gói tin rơi TCP Sack TCP Vegas 62 Vii DANH MUC CAC CHU VIET TAT HARP Hybrid Ad Hoc Routing Protocol Giao thức định tuyến lai tùy biến MANET Mobile Ad Hoc Network Mạng tùy biến di động không dây TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiên truyền tin IP Internet Protocol Giao thức Internet PDA Personal Digital Assistants Thiết bị hỗ trợ số cá nhân PAN Personal Area Network Mạng cá nhân Destination Sequence Distance Giao thức vector khoảng cách chủ Vector ứng WRP Wireless Routing Protocol Giao thức định tuyến không dây GSR Global State Routing Giao thức trạng thái toàn cầu OLSR Optimised Link-State Routing DSR Dynamic Source Routing TORA Temporally Ordered Routing Giao thức định tuyến tạm thời LAR Location Aided Routing Định tuyến hỗ trợ địa điểm SSR Signal Stability Routing Định tuyến ổn định tín hiệu CBRP Cluster Based Routing Protocol Giao thức định tuyến dựa cụm ZRP Zone Routing Protocol Giao thức định tuyến vùng Zone-based Hierarchical Link Giao thức định tuyến trạng thái liên State Routing Protocol kết phân cấp dựa khu vực Distributed Dynamic Routing Thuật toán algorihm tán ACK Acknowledgement data networks Segment hồi đáp ISN Initial Sequence Number Số thứ tự Segment ban đầu RTT Round Trip Time Thời gian vòng MAC Media Access Control Điều khiến truy cập đường truyền RTO Recovery Time Object Thời gian chờ truyền lại DSDV ZHLS DDR Định tuyến liên kết Giao thức tối ưu hóa trạng thái định tuyến nguồn phản ứng Vili định tuyến động phân CSMA/ Carrier Sense Multiple Access CD with Collision Detection IEEE Giao thức truyền thông tin Institute of Electrical and Viện kỹ thuật điện điện tử Electronic Engineers NDP Neighbor Discovery Protocol IARP Intrazone Routing Protocol IERP Interzone routing protocol BRP Broadcast Resolution Protocol Giao thức cho vùng biên IETF Internet Engineering Task Force Nhóm nghiên cứu IETF CWND Congestion Window Cửa số tắt nghẽn Ad-hoc On-demance Distance Định tuyến vector khoảng cách theo Vector yêu cầu FTP File Transfer Protocol Giao thức truyễn tập tin NS Network Simulator Mô mạng NAM Network Animator Minh họa mạng AODV Giao thức khám phá láng giềng Giao thức định tuyến bên thức định tuyến bên ngồi vùng Giao vùng ix - Hao phí truyền thơng CO: Thơng số cho biết tổng số gói tin điều khiển tuyến gửi, chuyển tiếp tất nút mạng - Tỷ lệ chuyển gói tin thành công PDR: Tham số đánh giá độ tin cậy giao thức định tuyến, tính dựa vào số lượng chuyển gói tin thành cơng đến dich/téng số gói tin gửi - Thời gian trễ trung bình gói liệu ETE: Thông số đo khoảng thời gian trung bình để định tuyến gói đữ liệu thành cơng từ ngn đến đích - Tỉ lệ rơi gói tin PLR: Số gói tin rơi q trình truyền gói liệu 3.2.2 Thơng số giao diện mơ Để đánh giá giao thức định tuyến Z.RP, luận văn cài đặt mô hệ mô NS2.35 Mỗi kịch mô tạo thành từ yếu tố tơ-pơ mạng, mơ hình chuyển động, diện tích thời gian hoạt động, thời gian mơ Các tham số thực mô bảng 3.1 sau: Bảng 3.1 Các tham số thực mô Tham số Giá trị Giao thức định tuyến Giao thức truyền tin ZRP HARP SACK, VEGAS Tầng MAC 802.11 Kích thước gói tin 512bytes Phạm vi di chuyển nút 1000”x1000" Mơ hình di động Ngau nhiên Số nút mô 50 node Thời gian mô 100s, 150s, 200s, 250s Tốc độ di chuyên tối đa 20m/s Bán kính vùng 250m Hàng đợi FIFO (Drop Tail) Phẩn iếm mỡ phóng NS-2 phiên 2.35 cho ZRP OMNET++ cho HARP 52 Giao lượng diện mô 50 nút mạng 20m/s, hang đợi hoạt động nhu hinh 3.2 thực với số tự di chuyển trạm với phạm DropTail, vi 1000™x1000™, trạm vô tuyến sử tédc tdi da dụng chuẩn MAC/802_11 Mô sử dụng giao thức định tuyến ZRP kết hợp với hai giao thức truyền tin TCP cải tiến TCP Sack TCP Vegas, hỗ trợ N§2 thời gian mơ 2005 He Views analysis | -^anVZBP.TIE2YEGA.SACK,MZRP nhan Lown Ahh | > » OLS) +4 Hình 3.3 Giao diện mô hoạt động 3.2.3 Tạo Topo mạng mô Khi mô phỏng, để kết khách quan thiết lập nút mạng di chuyển theo mơ hình Random Waypoint (RWP) Trong mơ hình RWP nút có vị trí ngẫu nhiên khu vực mơ 1000" x 1000” với vùng phủ sóng trạm 250m khoảng thời gian gọi thời gian chờ Khi hết hạn, nút chọn ngẫu nhiên đích khu vực mô với tốc độ v (ve[speed min, speed max]) Sau đó, nút di chuyển vị trí mới, nút dừng khoảng tới vị trí với tốc độ v chọn Khi tới thời gian chọn theo phân bố [Pmm, Pmax] sau tiếp tục lại trình Kịch tạo cách sử dụng lệnh “./setdest” (đây công cụ duoc cai dat NS2) 53 Cú pháp lệnh: ⁄sefđesf -v -n -M -y > -t -s -P -m -p -x [/ ] Trong đó: -v: version; -n: số tham gia mô nút; -P: kiểu thời gian tạm dừng; -p: thời gian tạm dừng; -m: vận tốc di chuyền nút nhỏ nhất; -M: vận tốc di chuyển nút tối đa; -t: thời gian mô phỏng: -x: chiều X vùng mô phỏng: -y: chiều Ý vùng mô * Topo mang kịch bản: /setdest -v -n 50 -s -m -M 20 -t 300 -P -p 10 -x 1000 -y 1000 > scen_50 20 300 1000 1000 a Dòng lệnh cho phép tao topo mạng mô tả bảng 3.1 với số nút tham gia 50, vận tốc di chuyển tối đa 20(m/s) thời gian đừng tối đa 300(s) 3.3 PHAN TICH KET QUA, DANH GIA HIEU NANG KHI KET HOP ZRP VOI TCP SACK VA TCP VEGAS 3.3.1 Hao phi truyén théng (CO) Bang 3.2 Két qua hao phi truyén théng TCP Sack 43.330 62.850 81.920 | 103.939 TCP Vegas 42.706 61.530 81.220 | 103.422 100 150 Thời gian mơ (s): 54 200 250 Số gói tin hao phí (packet) 120000 100000 A 80000 60000 - 40000 ——TCP Sack —a—TCP Vegas 20000 100 150 200 250 Thời gian mơ (giây) Hình 3.4 Biểu đồ hao phí truyền thông Quan sát số liệu từ kết mô phỏng, tơi nhận thấy hao phí truyền thơng TCP Sack cao TCP Vegas với thời gian mô khác nhau, TCP Sack phương pháp ACK có lựa chọn (SACK: Selective Acknowledgement) Phương pháp cho phép TCP báo nhận ACK liệu nhận mà khơng theo thứ tự Do vậy, SACK có hai ưu điểm tăng hiệu việc truyền lại TCP cách giảm chu kỳ truyền lại kỹ thuật SACK cho phép TCP truyền lại nhiều gói tin bị chu kỳ 3.3.2 Tỷ lệ gửi gói tin thành cơng Bảng 3.3 Kết tỷ lệ gửi gói tin thành cơng TCP Sack 6,95 7,02 7,28 6,72 TCP Vegas 6,74 7,36 7,38 6,86 Thời gian mô (s): 100 150 200 250 55 Hình 3.5 Biểu đồ tỷ lệ gửi gói tin thành công 56 Thời gian tré trung binh (ms) 450 400 350 300 250 200 —e—TCP Sack 150 —a—TCP Vegas 100 50 100 150 200 250 Thời gian mô (giây) Hình 3.6 Biểu đỗ độ trễ trung bình End-to-End Qua quan sát số liệu từ kết mô phỏng, nhận thấy độ trễ trung bình TCP Vegas ln thấp nhiều TCP Sack với tất thời gian mơ khác nhau, TCP Vegas có chế truyền lại, dựa vào hai giá trị Time out Một giá trị RTO thô (tức nhận lại 3dupACK), hai giá trị RIO mịn dựa vào dự đoán theo dõi RTT (Round trip time) RTT thời gian tính từ segment gửi từ trạm phát đến trạm nhận trạm phát nhận segments hồi đáp ACK chứa thông tin segment nhận thành công TCP Vegas đo RTT phân đoạn truyền cửa số gửi cách đọc đồng hồ hệ thống khở đầu segment sau lần xuất ACK tương ứng Bất nhận dupACK, TCP Vegas kiểm tra xem khác biệt thời gian thời gian đánh dấu ghi lại 3.3.4 Tỷ lệ gói tin rơi Bảng 3.5 Kết tỷ lệ gói tin rơi TCP Sack § § TCP Vegas 12 18 18 100 150 200 250 Thời gian mô (s): S7 C + DH œ PRPREN Sack —a—TCP Vegas oN FD GỒœ = Oo m PF Tỷ lệ gói tin bị rơi (%) —e—TCP 100 150 200 250 Thời gian mô (giây) Hình 3.7 Biêu đồ kết tỷ lệ gói tin rơi Từ kết mô phỏng, nhận thấy tỷ lệ gửi gói tin thành cơng TCP Sack ln thấp TCP Vegas với tất thời gian mô khác nhau, TCP Sack trì giai đoạn khởi động chậm TCP truyền lại nhanh Nếu việc mắt gói khơng cảm nhận chế sửa đổi Sack có thời gian chờ kết thúc hạt thô TCP Sack đưa yêu cầu cho phân đoạn khơng cơng nhận tích lũy nên chấp nhận có chọn lọc Do đó, tất xác nhận có khối xác định phân đoạn công nhận Mỗi lần người gửi chuyền vào Phục hồi nhanh, sau chuẩn bị đường ống linh hoạt, ước tính liệu bật mạng đặt kích thước cửa số tham gia nửa kích thước cửa số có 3.4 THIET KE MO HiNH, CAI DAT MO PHONG KET HOP GIAO THUC DINH TUYEN HARP VOI TCP SACK VA TCP VEGAS Để đánh giá hiệu kết hợp giao thức định tuyến giao thức truyén tin cai tién mạng MANET, cụ thể kết hợp giao thức định tuyến HARP với TCP Sack TCP Vegas, tác giả thực cài đặt thuật tốn thực mơ thơng qua phần INET-MANET mềm mô mạng OMNeT++ 4.2, sử dụng module Trong nghiên cứu nảy thực hai kịch giao thức truyền TCP-Sack kết hợp với giao thức định tuyến HARP, TCP Vegas kết hợp với HARP, sau so sánh, đánh giá đưa phương án lựa chọn tối ưu 58 3.4.1 Giới thiệu môi trường mô OMNeT++ OMNeT++ Ia viét tat cla cum tir Objective Modular Network Testbed in C++ OMNeT++ ứng dụng cung cấp cho người sử dụng môi trường để tiến hành mô hoạt động mạng Mục đích ứng dụng mơ hoạt động mạng thơng tin, nhiên tính phổ cập linh hoạt OMNeT++ cịn sử đụng nhiều lĩnh vực khác mô hệ thống thông tin phức tạp, mạng kiểu hàng đợi hay kiểu phần cứng OMNeT++ cung cấp sẵn thành phần tương ứng với mơ hình thực tế Các thành phần lập trình theo ngơn ngữ C++, sau tập hợp lại thành thành phần hay mơ hình lớn ngôn ngữ bật cao OMNeT++ hỗ trợ giao diện dé hoa, tương ứng với mơ hình cấu trúc đồng thời phần nhân mơ module OMNeT++ đễ dàng nhúng vào ứng dụng khác 3.4.2 Các thành phần OMNeT++ - Thư viện phần nhân mơ phỏng: - Trinh bién dich cho ngơn ngữ mơ tả hình trạng; - Giao diện đồ họa thực mô phỏng, liên kết bên file thực mô phỏng; - Giao diện dịng lệnh thực mơ phỏng; - Công cụ (giao điện đồ họa) mô tả kết vô hướng đầu ra; - Công cụ tài liệu hóa mơ hình; - Các tiện ích khác; - Các tài liệu hướng dẫn, ví dụ mơ 3.4.3 Ứng dụng OMNeT++ công cụ mô hoạt động mạng module thiết kế hướng đối tượng OMNeT++ dụng chủ yếu như: 59 thường sử dụng ứng - Mô hình hoạt động mạng thơng tin OMNeT++; - Mơ hình giao thức; - Mơ hình hóa mạng kiêu hàng đợi: - Mơ hình hóa hệ thống đa vi xử lý hệ thống phần cứng theo mơ hình phân tán khác; - Đánh giá kiến trúc phần cứng: - Đánh giá hiệu hoạt động hệ thống phức tạp 3.4.4 Mô hình OMNeT++ Một mơ hình OMNeT++ bao gồm module lồng vào có cầu trúc phân cấp Độ sâu module lồng không giới hạn, điều cho phép người sử đụng biểu điễn cấu trúc logic hệ thống thực tế cấu trúc mơ hình Các module trao đổi thông tin với thông qua gửi message Các message có thê có cầu trúc phức tạp tùy ý Các module có thê gửi message theo hai cách, gửi trực tiếp tới địa nhận, hai gửi theo đường dẫn định sẵn, thông qua cổng kết nối Các module có tham số riêng Các tham số sử dụng để chỉnh sửa thuộc tính module đề biêu diễn cho topology mô hinh Các module mức thấp cấu trúc phân cấp đóng gói thuộc tính Các module coi module đơn giản chúng lập trình ngơn ngữ C++ cách sử đụng thư viện mô 3.4.5 Kịch mô Để thuận lợi cho việc nhận xét ZRP HARP, kịch mô xây dựng bảng 3.1 Các module nguồn giao thức định tuyến giao thức TCP biến thể OMNeT++ hỗ trợ Luận văn dựa thiết kế kịch mơ đề minh họa từ tập trung phân tích hiệu giao thức định tuyến HARP sử dụng giao thức truyền tin TCP Sack TCP Vegas 60 3.4.6 Tiêu chí đánh giá kết Để so sánh, đánh giá đưa phương án lựa chọn tối ưu, sử dụng thông số mô bảng 3.1 Tham số sử dụng để đánh giá là: tỷ lệ chuyển gói thành cơng (PDR) tỷ lệ gói tin rơi (PLR), cụ thể sau: - Tỷ lệ chuyển gói tin thành cơng PDR: Tham số đánh giá độ tin cậy giao thức định tuyến, tính dựa vào số lượng chuyển gói tin thành cơng đến dich/téng số gói tin gửi - Tỷ lệ rơi gói tin PLR: Số gói tin rơi q trình truyền gói liệu &, (mmap_example) mmap_example 2: BB — Doggies,) -@ | | (inet.examples.MANET.HARP.mmap_example) mmap_example nodes! Paw ——— — MM (id=1) Oo x :+4 4/[R[> (ptr0913DCB3) V## Zoom: 0.25x eee Hình 3.8 Giao diện mô hoạt động OMNeT++ Hình 3.8 giao diện chương trình mơ Ở thời điểm tại, nút truyền gói điều khiến đề thực việc định tuyến 61 3.4.7 Phân tích kết quả, đánh giá hiệu kết hợp HARP với TCP Sack va TCP Vegas 100 97 — = S 96+ s —+— TCP_Sack —m—TCFP_Veqas oa J 93 92 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thời gian (s} Hình 3.9 So sánh tỷ lệ chuyển gói tin thành công TCP Sack TCP Vegas PLR (%) _ [TCP Sack mw TCP Vegas SHOP PH PPK EHS HSH PSH OCH HEH SHS Thời gian (s} Hình 3.10 So sánh tỷ lệ chuyên gói tin rơi TCP Sack TCP Vegas Kết hình 3.9 cho thấy tỷ lệ chun gói tin thành cơng TCP Sack TCP Vegas TCP Sack cho tỷ lệ gói tin truyền thành cơng trung bình khoảng 98,1% Trong đó, TCP Vegas cho tỷ lệ gói tin truyền thành cơng trung bình vào khoảng 96,6% Về tỷ lệ gói tin rơi, kết rõ hình 3.10 TCP Sack ln cho tỷ lệ gói rin rơi thấp so với TCP Vegas 62 3.5 TIEU KET CHUONG Khi mô giao thức định tuyến ZRP kết hợp với hai giao thức truyền tin cải TCP Sack TCP Vegas tỷ lệ gửi gói tin thành công của TCP Sack cao TCP Vegas với thời gian mô 100s, với thời gian 150s, 200s, 250s TCP Sack ln thấp TCP Vegas, TCP Sack trì giai đoạn khởi động chậm TCP truyền lại nhanh Khi mô giao thức định tuyến HARP kết hợp với hai giao thức truyền tin cải TCP Sack TCP Vegas, đánh giá khác biệt hiệu hai dựa vào thơng số: tỷ lệ chuyền gói thành cơng tỷ lệ gói tin rơi giao thức định tuyến HARP kết hợp với giao thức truyền tin cải tiến TCP Sack có tỷ lệ chuyển gói tin, tỷ lệ gói tin rơi tốt TCP Vegas nhờ vào chế ước lượng băng thông cách tốt để đo lượng tắt nghẽn mạng điều chỉnh kích thước cửa số phù hợp Như vậy, đánh giá dựa tham số tỷ lệ rơi gói tin ZRP HARP kết hợp với TCP Sack có giá trị thấp so với TCP Vegas Tuy nhiên, TCP Sack có nhược điểm việc tận dụng thông lượng đường truyền chưa tối ưu, mức thấp so với TCP Vegas 63 KÉT LUẬN Luận văn trình bày tổng quan mạng tùy biến không dây di động (MANET), phương thức hoạt động số đặc điểm thách thức phải đối mặt mạng MANET Đồng thời sâu nghiên cứu ảnh hưởng số giao thức định tuyến vùng định tuyến lai kết hợp với cải tiến giao thức TCP điều khiến lưu thông trén MANET Luận văn giới thiệu nghiên cứu chế hoạt động giao thức TCP Sack TCP Vegas; đồng thời phân tích số ưu, nhược điểm giao thức để kết hợp với giao thức định tuyến vùng, định tuyến lai ZRP, HARP môi trường áp dụng khác nhằm đảm bảo hiệu truyền thơng Trên sở trình bày nhận xét kết hợp cải tiến TCP với Z.RP Luận văn thiết kế mơ hình cài đặt mơ mạng với giao thức truyền tin, giao thức định tuyến phần mềm mô NS-2 OMNeT++ Kết thu cho thấy giao thức truyền tin TCP Sack kết hợp giao thức định tuyến ZRP có tỷ lệ phát gói tin thành cơng, tỷ lệ rơi gói tin thấp so với TCP Vegas Và giao thức truyền tin TCP Sack kết hợp giao thức định tuyến HARP có tỷ lệ chuyển gói tin thành cơng cao so với TCP Vegas Tuy nhiên, TCP Sack chưa tận dụng hết thông lượng đường truyển so với TCP Vegas Khi đánh giá dựa tham số tỷ lệ rơi gói tin ZRP HARP kết hợp với TCP Sack có giá trị thấp so với TCP Vegas Các kịch mô bước đầu minh họa số ảnh hưởng giao thức định tuyến khác kết hợp với cải tiến TCP chưa xem xét day đủ tham số hiệu kịch khác đề đánh giá tốt hon Hướng phát triển luận văn Tiếp tục tìm hiểu mơ việc kết hợp thêm giao thức truyền tin cải tiến khác với giao thức định tuyến lai khác nhằm tìm kết hợp tối ưu với mục đích nâng cao hiệu sử dụng MANET 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Thị Bích Phượng (2015), “Từm hiểu giải pháp kết hợp TCP-Reno Vegas két hop giao thức định tuyén ZRP trén mang MANET”, Luan van Thac si Khoa hoc may tinh, Truong Dai hoc khoa hoc, Dai hoc Huế [2] V6 Thanh Tu (2012), “Mang va truyền dit liệu nâng cao”, Nha xuất Đại học Huế Tiếng Anh [3] Alaa Seddik-Ghaleb, Yacine Ghamri-Doudane, Sidi-Mohammed Senouci (2006) “Effect of Ad Hoc Routing Protocols on TCP Performance within MANET’, Sensor and Ad Hoc Communications and Networks, IEEE, pp 866 — 873 Carlos de Morais Cordeiro and Dharma P Agrawal (2011), “Mobile Ad hoc Networking”, Ad Hoc and sensor Networks (2nd Edition), World Scientific Publishing Co Pte Ltd [5] Dr Vikas Singla, Er Ajay Kumar, Er Rakesh Singla (2019) “Performance Evaluation of TCP variants over different MANET routing protocols”, Journal of Emerging Technologies and Innovative Research (JETIR), pp 223 — 226 [6] Heena Dave, Vikas Gupta, Parul Dihulia (2013) “Performance Comparison between TCP Sack and TCP Vegas using NS-2 Simulator”, International Journal of Computer Applications (0975 — 8887) Volume 68— No.11 [7] Indumathi G, Sindhuyja A (2012) “Study of Zone Based Multicast Routing Protocols in MANETs” International Journal of Advanced Research in Computer and Communication Engineering (ISSN): 2278 — 1021 Vol 1, Issue [8] Jatau Isaac Katuka, Yahaya “TCP Issuse International in Mobile Journal of Shagaiya Daniel, Bako Adhoc Modern Networks: Engineering Issue.1, pp-439-446 65 Sunday Challenges Research Samuel and (2013) Solutions”, (IJMER) Vol.3, [9] Mahmoud Abu-Zant, Dr Mohammad Hamarsheh (2017) “A comparison of congestion control variants of TCP in reactive routing protocols MANET”, International Journal of Computer Science & Information Technology (LICSIT) Vol 9, No [10] Muhammad Mahmudul Protocols for electronic Islam, Ad-Hoc forms Ronald Networks”, without written Pose, IGI Carlo Kopp Global, permission (2008) distributing of IGI Global in “Routing print or is prohibited, pg.177-220 [11] Navid Nikaein, Christian Bonnet, Neda Nikaein (2001) “Harp- Hybrid Ad Hoc Routing Protocol”, Proceedings of the International Symposium on Telecommunications (IST) [12] Nicklas Beyar, “Zone Routing Protocol (ZRP)”, Networking Laboratory, Helsinki University of Technology, P.O Box 3000, FIN-02015 HUT, Finland [13] Surinder Singh, BS Dhaliwal, Rahul Malhotra (2016) “Performance Analysis of Hybrid Routing Protocol in Mobile Adhoc Networks”, International Journal of Computer Science and Mobile Computing, Vol.5 Issue.6, pg 434-441 [14] Yahia Hasan Jazyah, Luai Al Shalabi, Nourhan Hamdy (2018) “Performance Evaluation of Wireless Routing Protocols for MANET”, of Communications, Volume International Journal 12 [15] Yuvaraju B N, Niranjan N Chiplunkar (2010) “Scenario Based Performance Analysis of Variants of TCP using NS2-Simulator”, International Journal of Advancements in Technology, Vol 1, No , pp 223 — 233 66