Nghiên cứu đề xuất phương pháp tăng hiệu năng cho các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây Đỗ Thị Minh Việt Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS chuyên ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 1 01 10 Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hải Châu Năm bảo vệ: 2007 Abstract: Nêu tầm quan trọng và các vấn đề thách thức của các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây; Giới thiệu công nghệ mạng mesh không dây WMN và các phương pháp multicast truyền thống; Thiết kế liên tầng và mã mạng tuyến tính, từ đó đề xuất phương pháp mới tăng hiệu năng cho các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây; phương pháp là sự kết hợp của kỹ thuật thiết kế liên tầng và kỹ thuật mã mạng, các giao thức đề xuất được thiết kế và mô phỏng sử dụng bộ mô phỏng mạng NS-2 Keywords: Multicast, Mạng không dây, Mạng mesh không dây, Phương pháp tăng hiệu năng Content MỞ ĐẦU Mạng mesh không dây là mạng đa chặng của các platform router không dây. Các router không dây thường cố định nhưng các client và một số router có thể di động. Mạng mesh không dây được coi là một giải pháp thay thế có giá thành thấp cho các mạng LAN không dây truyền thống vì không cần triển khai bất cứ một cơ sở hạ tầng nào để hỗ trợ một mạng mesh. Ngoài ra mạng mesh có khả năng tự-cấu hình, tự-tổ chức, các node có thể tự động thiết lập và duy trì kết nối giữa các node. Mạng mesh có rất nhiều ưu điểm so với các mạng LAN không dây truyền thống đó là: tính tin cậy, khả năng chịu lỗi cao và giá thành rẻ. Multicast là sự truyền dữ liệu từ một node tới nhiều node đích. Cùng với sự phát triển của công nghệ truyền thông, các ứng dụng multicast ngày càng quan trọng trong cuộc sống con người. Nhưng một vấn đề đặt ra là hiệu năng của các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây thường thấp vì đặc tính của môi trường mạng không dây (topo mạng là động, băng thông giới hạn, dung lượng liên kết thay đổi, tốc độ lỗi cao, …). Rất nhiều giải pháp nhằm nâng cao hiệu năng của các ứng dụng multicast cho mạng không dây đã được đề xuất. Tuy nhiên, chưa có giải pháp nào giải quyết một cách tối ưu cho vấn đề này. Hơn nữa, hầu hết các giải pháp đều không thích hợp cho mạng mesh không dây. Luận văn đề xuất một phương pháp mới nhằm tăng hiệu năng cho các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây. Phương pháp đề xuất là sự kết hợp của kỹ thuật thiết kế liên tầng và kỹ thuật mã mạng. Các giao thức đề xuất được thiết kế và mô phỏng sử dụng bộ mô phỏng mạng NS-2. Luận văn đã so sánh đánh giá hiệu năng của phương pháp đề xuất và một số các phương pháp đã có. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp đề xuất tốt hơn so với các phương pháp khác khi mạng có số node lớn và khi sự thay đổi điều kiện của môi trườngcao References [1] R. Ahlswede, N. Cai, S Y.R. Li and R.W. Yeung, “Network Information Flow,” IEEE- IT, vol. 46, pp. 1204-1216, 2000. [2] M. Chiang, “Balancing transport and physical layers in wireless multihop networks: jointly optimal congestion control and power control,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 23(1):104–106, January 2005. [3] Ralf Koetter, Muriel Médard, “An algebraic approach to network coding,” IEEE/ACM Trans. Netw. 11(5): 782-795 (2003). [4] Do Thi Minh Viet, Nguyen Hai Chau, Wonjun Lee, Ha Quang Thuy, “Using Cross- Layer Heuristic and Network Coding to Improve Throughput of Multicast Wireless Mesh Networks,” accepted in the International Conference on Information Networking 2008 (ICOIN 2008), January 2008, Korea. [5] Do Thi Minh Viet, Nguyen Hai Chau, Wonjun Lee, Ha Quang Thuy, “A New Approach to Improve Performance of Multicast Applications in Wireless Networks,” reported in the National Conference on Fundamental and Applied Information Technology Research – FAIR, August 2007, Vietnam. [6] Tracey Ho, Muriel Médard, Ralf Koetter, David R. Karger, Michelle Effros, J. Shi, B. Leong, “A Random Linear Network Coding Approach to Multicast,” IEEE Transactions on Information Theory 52(10): 4413-4430 (2006) [7] Y. Wu, “Network Coding for Multicasting,” Ph.D. Dissertation, Dept. of Electrical Engineering, Princeton University, Nov. 2005. [8] Sachin Katti, Hariharan Rahul, Wenjun Hu, Dina Katabi, Muriel Médard, Jon Crowcroft, “XORs in the air: practical wireless network coding” SIGCOMM 2006: 243-254. [9] S. Deb, M. Effros, T. Ho, D. R. Karger, R. Koetter, D. S. Lun, M. M´edard, and N. Ratnakar “Network coding for wireless applications: A brief tutorial” In IWWAN, 2005. [10] Y. Wu, P. A. Chou, K. Jain, “A comparison of network coding and tree packing,” to appear at the IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT 2004), June 27th-July 2nd, Chicago. [11] Shirish Karande, Kiran Misra, and Hayder Radha, “CLIX: Network Coding and Cross Layer Information Exchange of Wireless Video,” IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), October 2006. [12] T. Huovila, P. Lassila, J. Manner and A. Penttinen, “State of the Art Analysis of Wireless Mesh Technologies 2006,” ABI project technical report. [13] S. Shakkottai, T. S. Rappaport, P. C. Karlsson, “Cross-Layer Design for Wireless Networks,” IEEE Communications Magazine, Volume 41, No. 10, October 2003, pp. 74-80. [14] Vijay T. Raisinghani, Sridhar Iyer, “Cross-layer design optimizations in wireless protocol stacks,” Computer Communications (Elsevier), v 27, n 8, 20 May 2004, p 720-4 DOI:10.1016/j.comcom.2003.10.011 [15] X. Lin, N. B. Shroff, R. Srikant, “A Tutorial on Cross-Layer Optimization in Wireless Networks,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications on " Non- Linear Optimization of Communication Systems,” vol. 24, Issue 8, June 2006, pp. 1452- 1463. [16] Jun Yuan, Zongpeng Li, Wei Yu, Baochun Li, “A Cross-Layer Optimization Framework for Multihop Multicast in Wireless Mesh Networks,” in IEEE Journal on Selected Areas in Communicatoins (JSAC), 24(11):2092-2103, November 2006. [17] L. Iannone, S.Fdida, “MRS: A Simple Cross-Layer Heuristic to Improve Throughput Capacity in Wireless Mesh Networks,” In proceedings of Conext 2005 Conference. Toulouse (France), October 2005. [18] Arup Acharya, Ajay Bakre, B.R.Badrinath, “IP Multicast Extensions for Mobile Internetworking,” In IEEE INFOCOM 1996. [19] M. Scott Corson, Stephen G. Batsell, “A Reservation Based Multicast RBM Routing Protocol for Mobile Networks,” Initial Route Construction phase, ACM Baltzer Journal of Wireless Networks. [20] Elena Pagani, Gian Paolo Rossi, “Reliable Broadcast in Mobile Multihop Packets Network,” In ACM MOBICOM, pp34-42, 1997. [21] R. Bruno, M. Conti, and E. Gregori. “Mesh networks: commodity multihop ad hoc networks,” IEEE Communications Magazine, 43(3):123–131, 2005. [22] P. A. Chou, Y. Wu, and K. Jain. “Practical network coding”. In Proceedings of 41st Annual Allerton Conference on Communication,Control, and Computing, October 2003. [23] S Y. R. Li, R. W. Yeung, and N. Cai, “Linear network coding,” IEEE Transactions on Information Theory, 49:371-381, 2003. . các giải pháp đều không thích hợp cho mạng mesh không dây. Luận văn đề xuất một phương pháp mới nhằm tăng hiệu năng cho các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây. Phương pháp đề xuất là. truyền thống; Thiết kế liên tầng và mã mạng tuyến tính, từ đó đề xuất phương pháp mới tăng hiệu năng cho các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây; phương pháp là sự kết hợp của kỹ thuật thiết. Abstract: Nêu tầm quan trọng và các vấn đề thách thức của các ứng dụng multicast trong mạng mesh không dây; Giới thiệu công nghệ mạng mesh không dây WMN và các phương pháp multicast truyền thống; Thiết