Tìm hiểu giải pháp kết hợp của TCP-Reno và Vegas với giao thức định tuyến ZRP trên mạng MANET

70 745 5
Tìm hiểu giải pháp kết hợp của TCP-Reno và Vegas với giao thức định tuyến ZRP trên mạng MANET

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Ngày nay dưới sự phát triển nhanh chóng của mạng tùy biến không dây di động (MANET) nhờ vào sự gia tăng của các thiết bị máy tính cá nhân, các thiết bị di động và đã có rất nhiều quan tâm và nghiên cứu của các nhà khoa học trong lĩnh vực này. Mạng MANET được xem như là một mạng lưới đặc biệt, ở đó tất cả các nút có thể giao tiếp với nhau thông qua việc chuyển tiếp các gói tin nhờ vào các nút trung gian. Tuy nhiên chính vì mang tính di động và tự do di chuyển, độc lập với nhau đã làm cho việc truyền dữ liệu, thông tin gặp nhiều khó khăn. Giao thức điều khiển truyền (TCP), là một giao thức được thiết kế để sử dụng việc truyền dữ liệu đáng tin cậy từ điểm này đến điểm khác, đã sử dụng rất hiệu quả trên mạng có dây, những năm gần đây cũng đã có nhiều nghiên cứu và đánh giá hiệu quả của nó trên mạng MANET. Tuy nhiên vấn đề bất lợi của TCP đối với mạng MANET chính là thường xuyên bị tổn thất và mất gói tin bởi nhiều nguyên nhân như: tắc nghẽn mạng, liên kết thất bại, phân vùng… Nhiều phiên bản TCP được ứng dụng trong mạng MANET như TCP-Vegas, TCP-VegasA, TCP-Newvegas, TCP-VegasW, TCP-Reno, TCP-Veno... Tuy nhiên khi kết hợp giữa giao thức truyền dữ liệu và giao thức định tuyến một cách phù hợp trong mạng MANET sẽ cải thiện và nâng cao đáng kể hiệu năng sử dụng cũng như giảm thiểu các lỗi trong quá trình truyền nhận dữ liệu. Chính vì lẽ đó, với đề tài “Tìm hiểu giải pháp kết hợp của TCP-Reno và Vegas với giao thức định tuyến ZRP trên mạng MANET” với mục đích nghiên cứu nhằm tìm ra những kết hợp hiệu quả nhất là điều cần thiết và cấp bách trong việc góp phần nâng cao hiệu năng sử dụng mạng MANET. Mục đích nghiên cứu Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề hiệu năng của giao thức TCP cải tiến kết hợp các giao thức định tuyến trên MANET, tuy nhiên vấn đề làm thế nào để kết hợp hiệu quả và tìm ra phương án tối ưu về hiệu năng vẫn còn đang được rất nhiều quan tâm của các nhà nghiên cứu. Nhiều nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu suất truyền tin khi kết hợp với giao thức định tuyến như: giao thức định tuyến theo yêu cầu AODV có ưu điểm là gửi yêu cầu định tuyến khi có yêu cầu gửi dữ liệu đến nút đích và chưa có bất kỳ con đường nào từ nó đến đích, điều này giúp làm giảm chi phí định tuyến rất nhiều so với việc định kỳ trao đổi thông điệp định tuyến như các giao thức định tuyến chủ động; giao thức định tuyến DSDV định tuyến dạng hop-by-hop, sử dụng bảng dữ liệu định tuyến nhanh chóng thiết lập tuyến đường truyền tin từ nút nguồn đến nút đích và duy trì tuyến đường với hai cơ chế cập nhật định tuyến nhanh và cập nhật định tuyến định kỳ; DSR có hai cơ chế định tuyến cơ bản là cơ chế khám phá tuyến đường và cơ chế duy trì tuyến đường; Với cơ chế của giao thức định tuyến ZRP nhờ sự kết hợp của hai cơ chế giao thức định tuyến chủ ứng và phản ứng, giao thức này có thể tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh tham số bán kính vùng phù hợp. Ngoài ra, các giao thức truyền tin cải tiến cũng được phát triển với việc điều chỉnh kích thước cửa sổ dựa vào thời gian khứ hồi RTT (TCP-Vegas) hoặc dựa vào các ACK hồi đáp như TCP-Reno. Nếu có một sự kết hợp tốt giữa giao thức truyền tin với giao thức định tuyến cũng góp phần cải thiện thông lượng, nâng cao hiệu suất truyền tin trên mạng Mobile Ad-hoc. Chính vì vây tôi muốn nghiên cứu đề tài“Tìm hiểu giải pháp kết hợp của TCP-Reno và Vegas với giao thức định tuyến ZRP trên mạng MANET” nhằm đánh giá rõ ràng và cụ thể việc kết hợp giữa giao thức truyền dữ liệu và định tuyến góp phần nâng cao hiệu năng sử dụng mạng MANET. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Luận văn này sẽ đi sâu nghiên cứu lý thuyết của hai giao thức TCP cải tiến là Reno và Vegas kết hợp với giao thức định tuyến ZRP trên MANET. Đồng thời đánh giá hiệu năng của từng kết hợp này dựa vào phương pháp mô phỏng bằng NS-2 sau đó sử dụng phần mềm Trace Graph để phân tích kết quả. Từ đó có thể đánh giá, lựa chọn phương án tối ưu góp phần đảm bảo truyền thông tin cậy và hiệu quả. Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu, phân tích và tổng hợp tài liệu có liên quan từ các nguồn như: các bài báo, sách, giáo trình trong và ngoài nước. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết để nắm được những yêu cầu, nội dung cụ thể cần giải quyết cho đề tài. Đề tài này đánh giá việc kết hợp giữa giao thức truyền dữ liệu và định tuyến góp phần nâng cao hiệu năng sử dụng trên mạng MANET. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Mạng MANET được ứng dụng trong tình huống khẩn cấp như thiên tai, thảm hoạ do con người gây ra, các xung đột quân sự, các tình huống y tế khẩn cấp… nơi mà không thể hoặc khó có thể xây dựng cơ sở hạ tầng cố định. Để góp phần thúc đẩy phát triển ứng dụng công nghệ thông tin trong những môi trường này thì việc nghiên cứu để kết hợp giao thức truyền tin với giao thức định tuyến cũng góp phần cải thiện hiệu suất truyền thông cũng là một vấn đề cần thiết hiện nay. Cấu trúc của luận văn Luận văn bao gồm phần: mở đầu, chương 1, chương 2, chương 3, kết luận và tài liệu tham khảo. Chương 1 trình bày Tổng quan về mạng MANET gồm các phần giới thiệu, phân loại các giao thức định tuyến và vấn đề điều khiển lưu thông trên MANET nhằm xây dựng kiến thức chung để nghiên cứu chính trong luận văn. Chương 2 nghiên cứu sự kết hợp của các giao thức TCP cải tiến và giao thức định tuyến trên mạng MANET cụ thể là tìm hiểu các hoạt động của giao thức truyền tin TCP-Reno, TCP-Vegas, giao thức định tuyến ZRP và việc kết hợp giữa giao thức truyền tin và giao thức định tuyến trên MANET. Chương 3 từ nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết của chương 2 chúng tôi thực hiện mô phỏng giao thức truyền tin kết hợp giao thức định tuyến từ đó đưa ra kết quả đánh giá hiệu năng trên MANET. Kết luận nêu lên những kết quả đạt được và định hướng phát triển của đề tài luận văn.

B GIO DC V O TO I HC HU TRNG I HC KHOA HC Lấ TH BCH PHNG Tìm hiểu giải pháp kết hợp TCP-Reno Vegas với giao thức định tuyến ZRP mạng MANET CHUYấN NGNH: KHOA HC MY TNH M S: 60.48.01.01 LUN VN THC S KHOA HC MY TNH Hu, 2015 MC LC Li cam oan Li cm n Mc lc Danh mc cỏc ch vit tt Danh mc cỏc bng Danh mc cỏc hỡnh v, th M U Lý chn ti Mc ớch nghiờn cu i tng v phm vi nghiờn cu Phng phỏp nghiờn cu í ngha khoa hc v thc tin Cu trỳc ca lun Chng TNG QUAN V MNG MANET 1.1 Cu trỳc mng MANET 1.1.1 Gii thiu tng quỏt v mng MANET 1.1.2 Phng thc hot ng ca MANET 1.1.3 Mt s c im chớnh v nhng thỏch thc phi i mt mng MANET 1.1.4 Mt s ng dng ca MANET 1.2 Phõn loi giao thc nh tuyn trờn MANET 1.2.1 Giao thc nh tuyn theo bng ghi 10 1.2.2 Giao thc nh tuyn iu khin theo yờu cu 11 1.2.3 Giao thc nh tuyn kt hp 11 1.3 Vn iu khin lu thụng trờn MANET 12 1.3.1 C ch hot ng ca TCP: 13 1.3.2 Cỏc yu t nh hng n hiu sut TCP MANET 16 1.3.3 Mt s gii phỏp ci thin hiu nng ca TCP MANET 18 1.4 Tiu kt chng 19 Chng S KT HP CA CC GIAO THC TCP CI TIN V GIAO THC NH TUYN ZRP 21 2.1 Hot ng ca TCP Reno v Vegas 21 2.1.1 Giao thc truyn tin TCP Reno 21 2.1.2 Giao thc truyn tin TCP Vegas 24 2.2 Hot ng ca giao thc nh tuyn vựng (ZRP) 28 2.2.1 Gii hn phm vi vựng ca ZRP 29 2.2.2 Cu trỳc ca ZRP 30 2.2.3 nh tuyn ca ZRP 31 2.2.4 Vic bo trỡ tuyn ca ZRP 32 2.2.5 C ch truy - iu khin ca ZRP 34 2.3 nh hng ca s kt hp gia TCP v giao thc nh tuyn 35 2.3.1 nh hng TCP trờn mng khụng dõy 35 2.3.2 nh hng ca TCP trờn MANET 35 2.3.3 nh hng ca TCP vi AODV, DSR v DSDV 36 2.4 ỏnh giỏ hiu nng ca s kt hp gia giao thc TCP vi mt s c ch nh tuyn ZRP 38 2.4.1 u im ca ZRP 38 2.4.2 ỏnh giỏ hiu nng ca ZRP so vi mt s giao thc nh tuyn 38 2.4.3 Hot ng ca ZRP vi TCP Reno v Vegas 41 2.5 Tiu kt chng 43 Chng THIT K V CI T Mễ HèNH TRONG PHN MM Mễ PHNG 44 3.1 Mụi trng mụ phng NS-2 44 3.1.1 Gii thiu chng trỡnh mụ phng NS-2 44 3.1.2 Kin trỳc ca NS2 45 3.1.3 Cỏc phn mm dựng kt hp vi NS-2 47 3.1.4 Cỏch to tin tcl thc hin mụ phng 48 3.2.Thit k mụ hỡnh v ci t mụ phng 52 3.3 Phõn tớch kt qu v ỏnh giỏ hiu nng kt hp TCP-Reno, Vegas vi ZRP 54 3.3.1 T l phỏt gúi tin thnh cụng 55 3.3.2 Thụng lng 56 3.3.3 T l ri gúi tin 58 3.3.4 tr trung bỡnh End-to-End 59 3.4 Tiu kt chng 60 KT LUN 61 TI LIU THAM KHO 62 DANH MC CC CH VIT TT CBR Constant Bit Rate Tc bit c nh ACK Acknowledgement data Segment hi ỏp networks AODV Ad-hoc On-demance Distance nh tuyn vector khong cỏch theo yờu Vector routing cu BRP Broadcast Resolution Protocol Giao thc cho vựng biờn CBQ Class Based Queueing Hng i da trờn lp CWND Congestion Window Ca s tt nghn DSDV Destination Sequence Giao thc vector khong cỏch ch ng Distance Vector routing DSR Dynamic Source Routing Giao thc nh tuyn ngun phn ng FTP File Transfer Protocol Giao thc truyn tin HBT High priority Best effort Lu lng n lc ti a cú u tiờn cao Traffic nht IARP Intrazone Routing Protocol Giao thc nh tuyn bờn vựng ID Identifier Mó nhn dng IEEE Institute of Electrical and Vin k thut in in t Electronic Engineers IERP Interzone routing protocol Giao thc nh tuyn bờn ngoi vựng IETF Internet Engineering Task Nhúm nghiờn cu IETF Force IP Internet Protocol Giao thc internet LAN Local Area Network Mng cc b MAC Media Access Control iu khin truy cp ng truyn MANET Mobile Ad-hoc Network Mng tựy bin di ng MMS MPLS Network Simulation Mụ phng mng MPLS MPLS Multicast-Protocol Label Chuyn mch nhón a giao thc Switching NAM Network Animator Minh mng NFS Network FileSystems Cỏc tin h thng mng NS Network Simulator Mụ phng mng NDP Neighbor Discovery Protocol Giao thc khỏm phỏ lỏng ging OSPF Open Shortest Path First ng dn ngn nht m u tiờn PAN Personal Area Network Mng cỏ nhõn PDA Personal Digital Assistants Thit b h tr cỏ nhõn RED Random Early Detection Hng i Dũ sm ngu nhiờn RERR Route Error Li tuyn RREP Route Reply Hi ỏp tuyn RREQ Route Request Yờu cu tuyn RT Realtime Traffic Lu lng thi gian thc RTT Round Trip Time Thi gian mt vũng i v SBT Simple Best Effort Traffic Lu lng n lc ti a n gin SPF Shortest Path First ng dn ngn nht u tiờn SSTH Slowstart Threshold Ngng bt u chm ST Signaling Traffic Lu lng tớn hiu TCP Transmission Control Giao thc iu khin truyn ti Protocol TTL Time-To-Live Thi gian tn ti UDP User Datagram Protocol Giao thc gúi ngi dựng VBR Variable Bit Rate Tc bit thay i c VINT Virtual Internet Testbed D ỏn VINT WAN Wide Area Network Mng din rng WIFI Wireless Fidelity Mng khụng dõy dựng internet WLAN Wireless Local Area Network Mng cc b khụng dõy ZRP Zone Routing Protocol Giao thc nh tuyn vựng DANH MC CC BNG S hiu bng Tờn bng Trang Bng 3.1 Cỏc tham s thc hin mụ phng 53 Bng 3.2 T l phỏt gúi tin thnh cụng 56 Bng 3.3 Thụng lng t c ca cỏc giao thc 57 Bng 3.4 T l gúi tin ri 58 Bng 3.5 tr End-to-End ca cỏc giao thc 60 DANH MC CC HèNH V, TH S hiu hỡnh Tờn hỡnh v Hỡnh 1.1 Mụ hỡnh mng MANET Hỡnh 1.2 Mụ hỡnh hot ng MANET Hỡnh 1.3 ng dng mng MANET lnh vc quõn s Hỡnh 1.4 Phõn loi cỏc giao thc nh tuyn 10 Hỡnh 1.5 Khuụn dng d liu TCP 13 Hỡnh 1.6 Mụ hỡnh kt ni yờu cu-tr li 16 Hỡnh 2.1 S c ch hot ng ca TCP Reno 24 Hỡnh 2.2 C ch iu khin ca s truyn tin ca TCP Vegas 26 Hỡnh 2.3 S c ch hot ng ca TCP Vegas 27 Hỡnh 2.4 Vớ d v vựng nh tuyn vi Pi=2 29 Hỡnh 2.5 Cu trỳc ca ZRP 30 Hỡnh 2.6 nh tuyn vựng ca nỳt S 33 Hỡnh 2.7 Vựng nh tuyn ca nỳt I 33 Hỡnh 2.8 Vựng nh tuyn ca nỳt T 34 Hỡnh 2.9 T l cung cp gúi tin 39 Hỡnh 2.10 Thụng lng trung bỡnh 40 Hỡnh 2.11 tr end-to-end trung bỡnh 40 Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh tng quỏt ca NS2 45 Hỡnh 3.2 Lung cỏc s kin cho file Tcl chy NS 47 Hỡnh 3.3 Thụng lng t c ca cỏc giao thc 57 Hỡnh 3.4 T l gúi tin gi thnh cụng 58 Hỡnh 3.5 tr trung bỡnh End-to-End 59 Trang M U Lý chn ti Ngy di s phỏt trin nhanh chúng ca mng tựy bin khụng dõy di ng (MANET) nh vo s gia tng ca cỏc thit b mỏy tớnh cỏ nhõn, cỏc thit b di ng v ó cú rt nhiu quan tõm v nghiờn cu ca cỏc nh khoa hc lnh vc ny Mng MANET c xem nh l mt mng li c bit, ú tt c cỏc nỳt cú th giao tip vi thụng qua vic chuyn tip cỏc gúi tin nh vo cỏc nỳt trung gian Tuy nhiờn chớnh vỡ mang tớnh di ng v t di chuyn, c lp vi ó lm cho vic truyn d liu, thụng tin gp nhiu khú khn Giao thc iu khin truyn (TCP), l mt giao thc c thit k s dng vic truyn d liu ỏng tin cy t im ny n im khỏc, ó s dng rt hiu qu trờn mng cú dõy, nhng nm gn õy cng ó cú nhiu nghiờn cu v ỏnh giỏ hiu qu ca nú trờn mng MANET Tuy nhiờn bt li ca TCP i vi mng MANET chớnh l thng xuyờn b tn tht v mt gúi tin bi nhiu nguyờn nhõn nh: tc nghn mng, liờn kt tht bi, phõn vựng Nhiu phiờn bn TCP c ng dng mng MANET nh TCP-Vegas, TCP-VegasA, TCP-Newvegas, TCP-VegasW, TCP-Reno, TCP-Veno Tuy nhiờn kt hp gia giao thc truyn d liu v giao thc nh tuyn mt cỏch phự hp mng MANET s ci thin v nõng cao ỏng k hiu nng s dng cng nh gim thiu cỏc li quỏ trỡnh truyn nhn d liu Chớnh vỡ l ú, vi ti Tỡm hiu gii phỏp kt hp ca TCP-Reno v Vegas vi giao thc nh tuyn ZRP trờn mng MANET vi mc ớch nghiờn cu nhm tỡm nhng kt hp hiu qu nht l iu cn thit v cp bỏch vic gúp phn nõng cao hiu nng s dng mng MANET Mc ớch nghiờn cu Hin ó cú nhiu nghiờn cu v hiu nng ca giao thc TCP ci tin kt hp cỏc giao thc nh tuyn trờn MANET, nhiờn lm th no kt hp hiu qu v tỡm phng ỏn ti u v hiu nng cũn ang c rt nhiu quan tõm ca cỏc nh nghiờn cu Nhiu nghiờn cu gii phỏp nõng cao hiu sut truyn tin kt hp vi giao thc nh tuyn nh: giao thc nh tuyn theo yờu cu AODV cú u im l gi yờu cu nh tuyn cú yờu cu gi d liu n nỳt ớch v cha cú bt k ng no t nú n ớch, iu ny giỳp lm gim chi phớ nh tuyn rt nhiu so vi vic nh k trao i thụng ip nh tuyn nh cỏc giao thc nh tuyn ch ng; giao thc nh tuyn DSDV nh tuyn dng hop-by-hop, s dng bng d liu nh tuyn nhanh chúng thit lp tuyn ng truyn tin t nỳt ngun n nỳt ớch v trỡ tuyn ng vi hai c ch cp nht nh tuyn nhanh v cp nht nh tuyn nh k; DSR cú hai c ch nh tuyn c bn l c ch khỏm phỏ tuyn ng v c ch trỡ tuyn ng; Vi c ch ca giao thc nh tuyn ZRP nh s kt hp ca hai c ch giao thc nh tuyn ch ng v phn ng, giao thc ny cú th ti u húa bng cỏch iu chnh tham s bỏn kớnh vựng phự hp Ngoi ra, cỏc giao thc truyn tin ci tin cng c phỏt trin vi vic iu chnh kớch thc ca s da vo thi gian kh hi RTT (TCP-Vegas) hoc da vo cỏc ACK hi ỏp nh TCP-Reno Nu cú mt s kt hp tt gia giao thc truyn tin vi giao thc nh tuyn cng gúp phn ci thin thụng lng, nõng cao hiu sut truyn tin trờn mng Mobile Ad-hoc Chớnh vỡ võy tụi mun nghiờn cu tiTỡm hiu gii phỏp kt hp ca TCP-Reno v Vegas vi giao thc nh tuyn ZRP trờn mng MANET nhm ỏnh giỏ rừ rng v c th vic kt hp gia giao thc truyn d liu v nh tuyn gúp phn nõng cao hiu nng s dng mng MANET i tng v phm vi nghiờn cu Lun ny s i sõu nghiờn cu lý thuyt ca hai giao thc TCP ci tin l Reno v Vegas kt hp vi giao thc nh tuyn ZRP trờn MANET ng thi ỏnh giỏ hiu nng ca tng kt hp ny da vo phng phỏp mụ phng bng NS-2 sau ú s dng phn mm Trace Graph phõn tớch kt qu T ú cú th ỏnh giỏ, la chn phng ỏn ti u gúp phn m bo truyn thụng tin cy v hiu qu Phng phỏp nghiờn cu Tỡm hiu, phõn tớch v tng hp ti liu cú liờn quan t cỏc ngun nh: cỏc bi bỏo, sỏch, giỏo trỡnh v ngoi nc Tỡm hiu c s lý thuyt nm c nhng yờu cu, ni dung c th cn gii quyt cho ti ti ny ỏnh giỏ vic kt hp gia giao thc truyn d liu v nh tuyn gúp phn nõng cao hiu nng s dng trờn mng MANET í ngha khoa hc v thc tin Mng MANET c ng dng tỡnh khn cp nh thiờn tai, thm ho ngi gõy ra, cỏc xung t quõn s, cỏc tỡnh y t khn cp ni m khụng th hoc khú cú th xõy dng c s h tng c nh gúp phn thỳc y phỏt trin ng dng cụng ngh thụng tin nhng mụi trng ny thỡ vic nghiờn cu kt hp giao thc truyn tin vi giao thc nh tuyn cng gúp phn ci thin hiu sut truyn thụng cng l mt cn thit hin Cu trỳc ca lun Lun bao gm phn: m u, chng 1, chng 2, chng 3, kt lun v ti liu tham kho Chng trỡnh by Tng quan v mng MANET gm cỏc phn gii thiu, phõn loi cỏc giao thc nh tuyn v iu khin lu thụng trờn MANET nhm xõy dng kin thc chung nghiờn cu chớnh lun Chng nghiờn cu s kt hp ca cỏc giao thc TCP ci tin v giao thc nh tuyn trờn mng MANET c th l tỡm hiu cỏc hot ng ca giao thc truyn tin TCP-Reno, TCP-Vegas, giao thc nh tuyn ZRP v vic kt hp gia giao thc truyn tin v giao thc nh tuyn trờn MANET Chng t nghiờn cu trờn c s lý thuyt ca chng chỳng tụi thc hin mụ phng giao thc truyn tin kt hp giao thc nh tuyn t ú a kt qu ỏnh giỏ hiu nng trờn MANET Kt lun nờu lờn nhng kt qu t c v nh hng phỏt trin ca ti lun (to mụ phng v gỏn vo bin ns_, u tiờn l quỏ trỡnh thit lp mng c bn NS script bt u bng vic to mt instance cho i tng Simulator (i tng instance mụ phng) Bc 2: thit lp tin h tr trace_bbtr.tr lu du vt set tracefd [open trace_bbtr.tr w] $ns_ trace-all $tracefd Bc 3: to i tng topo lu vt ca tt c cỏc nỳt phm vi set topo [new Topography] Bc 4: topo b phỏ v to thnh li v giỏ tr mc nh ca gii quyt li l Mt giỏ tr khỏc cú th c thụng qua mt tham s th n load_flatgrid {} $topo load_flatgrid $val(x) $val(y) Bc 5: to i tng God (General Operations Director) s dng lu tr thụng tin tng th v trng thỏi ca mụi trng, mng hoc cỏc nỳt Th tc create-god c nh ngha $NS2_HOME/tcl/mobility/com.tcl set god_ [create-god $val(nn)] Bc 6: trc to nỳt chỳng ta phi cu hỡnh cho chỳng Cu hỡnh ca nỳt cú l bao gm kiu a ch (phng/phõn tng) vớ d kiu ca giao thc nh tuyn Ad-hoc, tng liờn kt, tng MAC, IfQ, $ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) \ -llType $val(ll) \ -macType $val(mac) \ -ifqType $val(ifq) \ -ifqLen $val(ifqlen) \ -antType $val(ant) \ -propType $val(prop) \ 49 -phyType $val(netif) \ -channe -channel [new $val(chan)] \ -topoInstance $topo \ -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace OFF \ -movementTrace OFF Bc 7: to cỏc nỳt di chuyn ngu nhiờn for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} { set node_($i) [$ns_ node] $node_($i) random-motion # Disable random motion } Bc 8: thit lp ta ban u cho cỏc nỳt, (X, Y, mc nh Z = 0) Vớ d: $node_(0) set X_ 5.0 $node_(0) set Y_ 2.0 $node_(0) set Z_ 0.0 $node_(1) set X_ 390.0 $node_(1) set Y_ 385.0 $node_(1) set Z_ 0.0 50 Bc 9: thit lp nỳt di chuyn nh vớ d sau: Ti thi im 50.0s nỳt bt u di chuyn n ớch (x = 25, y = 20) vi tc di chuyn 40m/s ng dng ny s dng thay i hng v tc ca cỏc nỳt di chuyn $ns_ at 50.0 "$node_(1) setdest 25.0 20.0 40.0 Bc 10: thit lp lung truyn ti gia hai nỳt nh sau: TCP kt ni gia node_(0) v node_(1) set tcp [new Agent/TCP] $tcp set class_ set sink [new Agent/TCPSink] $ns_ attach-agent $node_(0) $tcp $ns_ attach-agent $node_(1) $sink $ns_ connect $tcp $sink set ftp [new Application/FTP] $ftp attach-agent $tcp $ns_ at 100.0 "$ftp start" Bc 11: xỏc nh thi gian dng li kt thỳc mụ phng v cỏc nỳt to li m rng cỏc thnh phn ca mng Nh trng hp sau õy ti thi im 100.0s mụ phng s dng li Cỏc nỳt ng li ti thi im 100.0002s $ns_halt l c gi, th tc stop{} c gi xut tin vt v úng li for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} { $ns_ at 100.0 "$node_($i) reset"; } $ns_ at 100.0001 "stop" $ns_ at 100.0002 "puts \"NS EXITING \" ; $ns_ halt" 51 proc stop {} { global ns_ tracefd nf $ns_ flush-trace close $tracefd close $nf } Bc 12: lnh cui cựng bt u mụ phng puts "Starting Simulation \n" $ns_ run 3.2 Thit k mụ hỡnh v ci t mụ phng ỏnh giỏ hiu nng kt hp gia giao thc truyn v giao thc nh tuyn c th l kt hp ca TCP-Reno v Vegas vi giao thc nh tuyn ZRP trờn mng MANET, tụi thc hin ci t thut toỏn v thc hin mụ phng thụng qua chng trỡnh mụ phng mng NS2 phiờn bn NS2.34 Trong nghiờn cu ny tụi thc hin hai kch bn ú l giao thc truyn TCP-Reno kt hp vi giao thc nh tuyn ZRP, TCP-Vegas kt hp vi ZRP, sau ú so sỏnh, ỏnh giỏ v a phng ỏn la chn ti u, 52 Cỏc tham s thc hin mụ phng nh sau: Bng 3.1: cỏc tham s thc hin mụ phng Tham s STT Giỏ tr Giao thc nh tuyn ZRP Giao thc truyn tin Reno, Vegas Tng MAC 802.11 Kớch thc gúi tin 512bytes Phm vi di chuyn ca nỳt 1000mx1000m S nỳt 40 Thi gian mụ phng 100s Mụ hỡnh di ng Random Waypoint Mobility Bỏn kớnh phỏt súng ca nỳt 250m 10 Bỏn kớnh di chuyn ca nỳt 500m 11 Tc di chuyn ti a 40m/s 12 Bỏn kớnh vựng node 13 Tham s , , ln lt 1, v 14 Phn mm mụ phng NS-2 phiờn bn 2.34 Chng trỡnh mụ phng c thc hin vi s lng 40 nỳt mng v t di chuyn vi phm vi 1000mx1000m, Tc ti a 40m/s, hng i ti cỏc trm l DropTail cú di l 50 segment, trm vụ tuyn s dng chun MAC/802_11 Mi mụ phng c s dng cỏc giao thc truyn tin TCP Reno, Vegas Thi gian mụ phng l 100s 53 Kch bn mụ phng c th hin hỡnh 3.3: Hỡnh 3.3 Kch bn mụ phng 3.3 Phõn tớch kt qu v ỏnh giỏ hiu nng kt hp TCP-Reno, Vegas vi ZRP T cỏc kt qu t c sau thc hin mụ phng, tụi s dng phn mm TraceGraph phõn tớch kt qu lu vt qua cỏc file lu vt v thc hin phõn tớch bi cỏc s liu sau: - T l phỏt gúi tin thnh cụng - Thụng lng - T l gi gúi tin thnh cụng/giõy n cỏc nỳt ớch sut thi gian mụ phng - T l ri gúi tin (PLR-Packet Loss Rates) - S gúi tin ri quỏ trỡnh truyn cỏc gúi d liu: PLR= (DroppedPackets/HighestPacketID)x100 - tr trung bỡnh (AD-Average End-to-End Delay) - Thi gian trung bỡnh cn thit mt gúi tin c truyn thnh cụng t nỳt ngun n nỳt ớch 54 3.3.1 T l phỏt gúi tin thnh cụng Qua quan sỏt kch bn mụ phng, cỏc nỳt di chuyn vi tc cao 10~40m/s, dn n s liờn kt gia cỏc nỳt mng thay i thng xuyờn, s liờn kt b phỏ v gia tng ũi hi ZRP thc hin nh tuyn li ng truyn, s gúi nh tuyn ó chim dng bng thụng lm gim s gúi tin chuyn phỏt trờn ton mng Vỡ vy, ng cong biu din s gúi tin truyn phỏt thnh cụng cú mc dao ng ln Biu hỡnh 3.4 cho thy t l phỏt gúi tin ca TCP Reno t cao nht cú lỳc lờn n 560 packet/TIL, cao hn so vi TCP Vegas 540 packet/TIL v cng cú lỳc thp nht l 190 packet/TIL, thp hn so vi TCP Vegas 200 packet/TIL Cỏc s liu cho thy giao thc truyn TCP Reno ó chng t u th tng kớch thc ca s truyn d liu nờn t l phỏt gúi tin thnh cụng ụi lỳc cú giỏ tr t c khỏ cao, nhiờn cỏc nỳt mng liờn tc thay i v vic nh tuyn li cỏc tuyn ng cng chớnh l im bt li ca giao thc ny t l phỏt gúi tin thnh cụng li thp hn so vi TCP Vegas Hỡnh 3.4 T l gúi tin gi thnh cụng 55 So sỏnh gia hai biu , TCP Reno kt hp vi ZRP cú mc dao ng ln hn TCP Vegas kt hp ZRP (hỡnh 3.4), chớnh vỡ vy tng s gúi tin t c s dng TCP Reno l 33941, vi t l t c l 90,70%, thp hn so vi Vegas Khi TCP Vegas kt hp ZRP, biu c th hin cú mc dao ng nh hn so vi TCP Reno kt hp ZRP, vi 32428 s lng gúi tin gi thnh cụng nh hn so vi TCP Reno, nhiờn t l hiu sut li t cao hn ú l 91,65% (th hin bng 3.2) Bng 3.2 T l phỏt gúi tin thnh cụng TT Giao thc s dng Tng s gúi tin S gúi tin gi T l% TCP Reno 37420 33941 90,70% TCP Vegas 35381 32428 91,65% T hỡnh 3.3, 3.4 v bng 3.2 ta cú th thy giao thc truyn TCP cú vai trũ quan trng vic thay i t l phỏt gúi tin thnh cụng n ớch 3.3.2 Thụng lng Qua biu hỡnh 3.3 ca c hai kch bn mụ phng ta thy thụng lng ca c hai giao thc u khụng n nh S dao ng rt ln t 250 pkts/s i vi TCP Reno v 200 pkts/s i vi TCP Vegas 56 Hỡnh 3.3 Thụng lng t c ca cỏc giao thc Thụng lng ca TCP Reno th hin s lng ln hn (trung bỡnh 225 pkts/s, bng 3.3) chng t vic tng kớch thc ca s liờn tc ca giao thc ny ó nh hng rt ln n vic chim gi ng truyn gõy thng xuyờn tt nghn mng, biu hỡnh 3.3 TCP Reno ó th hin vi thi gian 100s mụ phng mng cú ớt nht ln thụng lng tr v mc ti thi im th 3s, 17s, 69s (hin tng tt nghn mng) Thụng lng TCP Vegas th hin s lng nh hn (trung bỡnh 196 pkts/s, bng 3.3), TCP Vegas khú cú c hi tng kớch thc ca s nh vo cỏc tham s alpha, beta phự hp Biu hỡnh 3.3 cng th hin hin tng tt nghn mng cng ớt xy (1 ln) ti thi im 44s so vi TCP Reno Bng 3.3 Thụng lng t c ca cỏc giao thc TT Giao thc s dng Thụng lng TCP Reno 225 TCP Vegas 196 57 3.3.3 T l ri gúi tin Biu hỡnh 3.4 th hin t l gúi tin ri ca cỏc giao thc TCP Reno v Vegas kt hp vi giao thc nh tuyn ZRP Hỡnh 3.4 T l gúi tin ri So sỏnh cỏc kt qu cho thy t l gúi tin ri ca TCP Reno nhiu hn so vi TCP Vegas th hin s liu 18,63% so vi 17,98% (bng 3.4) S liu trờn chng t rng TCP Vegas cú th ngn nga cỏc gúi tin b mt quỏ trỡnh truyn thụng nh vo vic theo dừi cỏc RTT iu chnh kớch thc ca s tng gim phự hp Trỏi li TCP Reno li liờn tc tng kớch thc ca s ca nú cho n phỏt hin du hiu tt nghn mng, chớnh iu ny ó lm cho t l gúi tin ri cao hn so vi TCP Vegas Bng 3.4 T l gúi tin ri TT Giao thc s dng S gúi tin chung S gúi tin ri TCP Reno 37420 6974 18,63% TCP Vegas 35381 6365 17,98% 58 T l 3.3.4 tr trung bỡnh End-to-End tr trung bỡnh chu nh hng ln bi di ca tuyn ng truyn tin cng nh cỏc b m ti cỏc nỳt, nu gúi tin n b m nhiu thỡ thi gian ch ti cỏc b m s tng lờn Vi c ch ca mỡnh TCP Vegas c gng trỡ mt lng nh cỏc gúi tin hng i thỡ TCP Reno ó chim mt lng ln cỏc gúi tin b m Mc khỏc, tc di chuyn ca cỏc nỳt mng mc cao 10~40m/s dn n s liờn kt gia cỏc nỳt mng thay i thng xuyờn, vic nh tuyn cng tr nờn khú khn hn, chớnh nhng yu t ny lm cho tr trung bỡnh tng cao Hỡnh 3.5 tr trung bỡnh End-to-End biu hỡnh 3.5 tr ca TCP Reno tng rt cao, cú lỳc lờn n 12s, chng t vic tng liờn tc kớch thc ca s ó lm cho bng thụng trờn ng truyn tng cao, kộo theo tr trung bỡnh ca TCP Reno cao: 0.1757s Ngc li TCP Vegas cú tr trung bỡnh rt thp: 0.0914s (bng 3.5) nh vo vic iu khin kớch thc ca s tng gim phự hp 59 Bng 3.5 tr End-to-End ca cỏc giao thc TT Giao thc s dng tr trung bỡnh TCP Reno 0.1757 TCP Vegas 0.0914 3.4 Tiu kt chng Khi mụ phng hai giao thc TCP Reno, Vegas kt hp giao thc nh tuyn ZRP, ó ỏnh giỏ c s khỏc bit hiu sut ca c hai da vo cỏc thụng s: T l phỏt gúi tin thnh cụng, thụng lng, t l ri gúi tin v tr trung bỡnh End to End Vi hai kch bn mụ phng cho thy TCP Vegas kt hp vi giao thc nh tuyn ZRP cú hiu sut tt hn nh vo c ch c lng bng thụng mt cỏch tinh vi o lng tt nghn mng v iu chnh kớch thc ca s phự hp Tuy nhiờn TCP Vegas cú mt nhc im l vic tn dng thụng lng trờn ng truyn cha c ti u, cũn mc thp hn so vi TCP Reno 60 KT LUN Tỡm hiu tng quan v mng tựy bin khụng dõy di ng (MANET), v phng thc hot ng cng nh mt s c im chớnh v nhng thỏch thc phi i mt mng MANET; Tỡm hiu cỏc giao thc nh tuyn v iu khin lu thụng Lun ó gii thiu nhng nghiờn cu v c ch hot ng ca giao thc TCP Reno v Vegas; ng thi phõn tớch mt s u, nhc im ca cỏc giao thc kt hp tt vi giao thc nh tuyn ZRP trờn cỏc mụi trng ỏp dng khỏc nhm m bo hiu qu truyn thụng Trờn c s ú ó trỡnh by nhn xột kt hp cỏc bin th ca TCP vi ZRP Lun ó thit k v ci t mụ hỡnh mụ phng mng vi cỏc giao thc truyn tin, giao thc nh tuyn trờn phn mm mụ phng NS-2 Kch bn cú s lng nỳt mng l 40, tc di chuyn ca cỏc nỳt ti a 40m/s Kt qu thu c cho thy giao thc truyn tin TCP Vegas kt hp giao thc nh tuyn ZRP cú t l phỏt gúi tin thnh cụng, t l ri gúi tin thp v tr trung bỡnh thp hn so vi TCP Reno Tuy nhiờn TCP Vegas cha tn dng ht thụng lng trờn ng truyn so vi TCP Reno Hng phỏt trin ca lun Tip tc tỡm hiu v mụ phng vic kt hp thờm gia cỏc giao thc truyn tin ci tin khỏc nh TCP Vegas-W, TCP Vegas A vi giao thc nh tuyn ZRP nhm tỡm kt hp ti u vi mc ớch nõng cao hiu nng s dng MANET 61 TI LIU THAM KHO Ting Vit Mc Quc Bo (2014), Nghiờn cu mt s gii phỏp nõng cao hiu nng ca TCP-Reno v Vegas kt hp giao thc nh tuyn AODV trờn mng MANET, Lun Thc s Cụng ngh thụng tin, Trng i hc Quy nhn Vừ Thanh Tỳ (2012), Mng v truyn d liu nõng cao, Nh xut bn i hc Hu Ting Anh 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 Avni Khatkar, Yudhvir Singh (2012), Performance Evaluation of Hybrid Routing Protocols in Mobile Adhoc Networks, Advanced Computing & Communication Technologies, pp 542 545 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 Dongkyun Kim, Hanseok Bae, and C K Toh (2007), Improving TCP-Vegas Performance Over MANET Routing Protocols, Vehicular Technology, IEEE Transactions on (Volume:56, Issue: 1), IEEE, pp 372 377 Dongkyun Kim, Juan-Carlos Cano and P Manzoni (2006), A comparison of the performance of TCP-Reno and TCP-Vegas over MANET, Wireless Communication Systems, IEEE, pp 495 - 499 Erlend Larsen (2012), TCP in MANET challenges and Solutions Norwegian Defence Research Establishment (FFI) Gupta, Anuj K., Harsh Sadawarti, and Anil K Verma (2011), "Review of various Routing Protocols for MANET." International Journal of Information and Electronics Engineering 1, no 3, pp 251-259 62 10 H M El-Sayed (2005), Performance Evaluation of TCP in mobile Ad hoc networks The Second International Conference on Innovations in Information Technology 11 Jitendranath Mungara, M.N SreeRangaRaju (2011), Optimized ZRP for MANET and its Applications, International Journal of Wireless & Mobile Networks(IJWMN) Vol 3, No 3, pp 84-94 12 Karthik sadasivam (2003), Tutorial for Simulation-based Performance Analysis of MANET Routing Protocols in ns-2 13 Nicklas Beijar (2002), Zone Routing Protocol (ZRP), Networking Laboratory, Helsinki University of Technology, P.O Box 3000, FIN-02015 HUT, Finland 14 Savita Gandhi SMIEEE1, Nirbhay Chaubey MIEEE2, Naren Tada3, Srushti Trivedi3 (2012), Scenario-based Performance Comparison of Reactive, Proactive & Hybrid Protocols in MANET, Computer Communication and Informatics (ICCCI), IEEE, pp 1-5 15 Siddeeq, Y Ameen and Ibrahim, A Ibrahimi (March 2011), MANET Routing Protocols Performance Evaluation with TCP Taho, Reno and New-Reno, International Journal of u- and e- Service, Science and Technology, Vol 4, no 1, pp 37-49 16 Stylianos Papanastasiou (2006), Investigating TCP performance in mobile ad hoc networks PhD thesis, University of Glasgow 63 [...]... cửa sổ với một tốc độ không phụ thuộc RTT, điều chỉnh kích thước cửa sổ theo độ trễ lúc không có lỗi, đánh dấu các gói tin ở bộ định tuyến, cải tiến bộ định tuyến, xây dựng cơ chế điều khiển lỗi cho những liên kết nhiều lỗi… 20 Chương 2 SỰ KẾT HỢP CỦA CÁC GIAO THỨC TCP CẢI TIẾN VÀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ZRP Khi có sự kết hợp giữa giao thức truyền tin và giao thức định tuyến trên mạng MANET phù hợp sẽ... gọi là giao thức định tuyến lai (Hybrid) Giao thức này phù hợp với những mạng quy mô, kích thước lớn, mật độ các nút mạng dày đặc Trong giao thức định tuyến này, mạng được chia thành các vùng Mỗi nút duy trì cả thông tin về kiến trúc mạng trong vùng của nó và thông tin về các vùng láng giềng Đều đó có nghĩa là giao thức Hybrid sử dụng giao thức định tuyến phản ứng giữa các vùng và giao thức định tuyến. .. (hình 1.4): Giao thức định tuyến theo bảng ghi còn gọi là chủ ứng (Table-Driven Routing Protocol), Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu còn gọi là phản ứng (OnDemand Routing Protocol) và giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol) 9 Hình 1.4 Phân loại các giao thức định tuyến 1.2.1 Giao thức định tuyến theo bảng ghi Giao thức định tuyến theo bảng ghi còn được gọi là giao thức chủ ứng... và giảm chi phí truyền thông Chính vì vậy cũng đã có nhiều nghiên cứu nhằm cải tiến và phát triển các giao thức định tuyến cũng như giao thức truyền tin và nghiên cứu sự kết hợp giữa các giao thức này để góp phần nâng cao hiệu năng trên MANET Trong chương này sẽ nghiên cứu tìm hiểu hoạt động của giao thức định tuyến ZRP kết giao thức truyền tin như TCP Reno, Vegas góp phần nâng cao hiệu suất trên MANET. .. như : Giao thức CBRP (Cluster Based Routing Protocol), giao thức AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector), giao thức DSR (Dynamic Source Routing), Associativity - Based Routing ( ABR), Signal Stability Routing (SSR), Location Aided Routing (LAR) 1.2.3 Giao thức định tuyến kết hợp Giao thức định tuyến lai là sự kết hợp của cả hai cơ chế giao thức định tuyến chủ ứng (Proactive) và giao thức định tuyến. .. thông tin định tuyến, trong khi đó định tuyến phản ứng cũng không có hiệu quả trong độ trễ yêu cầu tuyến dài Định tuyến phản ứng cũng kém hiệu quả trong tràn toàn bộ mạng để xác định tuyến Giao thức định tuyến vùng (ZRP) giải quyết vấn đề bằng cách kết hợp các đặc tính tốt nhất của cả hai phương pháp Vì vậy ZRP có thể được phân loại như giao thức định tuyến lai giữa phản ứng và chủ ứng Trong mạng Ad... Hoạt động của TCP Reno và Vegas TCP có hai cải tiến cơ bản là TCP-Reno và Vegas, đã có nhiều nghiên cứu đánh giá rằng TCP Vegas thường nhanh hơn so với giao thức TCP-Reno trong mạng cố định Hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu để tìm các TCP cải tiến phù hợp với mục đích cải thiện hiệu năng trên mạng MANET 2.1.1 Giao thức truyền tin TCP Reno TCP-Reno là một giao thức giao vận cải tiến của TCP được... do đó việc thúc đẩy nghiên cứu giao thức phù hợp nhằm mục đích đạt được ổn định việc định tuyến Giao thức định tuyến được phân thành ba loại chính như: giao thức chủ ứng, giao thức phản ứng, giao thức định tuyến lai Bên cạnh đó việc nghiên cứu giao thức điều khiển truyền thông TCP phù hợp với mạng này cũng là một thách thức không nhỏ Ngoài các vấn đề truyền thống của mạng không dây thì môi trường tuỳ... nhiều trường hợp Giao thức định tuyến vùng (ZRP) kết hợp những ưu điểm của các phương pháp giao thức chủ ứng và phản ứng bằng cách duy trì một bản đồ cấu trúc liên kết up-to-date của một trung tâm vùng trên mỗi nút Trong vùng này các tuyến có sẵn ngay lập tức, với đích nằm bên ngoài vùng, ZRP áp dụng một thủ tục khám phá tuyến có thể có lợi từ thông tin định tuyến cục bộ của vùng Định tuyến chủ ứng... chế hoạt động của TCP Vegas 27 dup ACK If Δ ≤ then w = w + 1/w else if Δ ≥  then w = w - 1/w else w=w 2.2 Hoạt động của giao thức định tuyến vùng (ZRP) Giao thức định tuyến cho mạng tùy biến di động phải đối mặt với những thách thức của việc thường xuyên thay đổi cấu trúc liên kết, năng lượng cho việc truyền tải thấp và các liên kết bất đối xứng Cả hai giao thức định tuyến chủ ứng và phản ứng đã ... TCP với giao thức định tuyến, để có giải pháp tốt hơn, luận văn tìm hiểu kết hợp TCP-Reno Vegas với giao thức định tuyến ZRP MANET 2.4.3 Hoạt động ZRP với TCP Reno Vegas ZRP có lợi giao thức định. .. kết hợp giao thức TCP cải tiến giao thức định tuyến mạng MANET cụ thể tìm hiểu hoạt động giao thức truyền tin TCP-Reno, TCP -Vegas, giao thức định tuyến ZRP việc kết hợp giao thức truyền tin giao. .. (LAR) 1.2.3 Giao thức định tuyến kết hợp Giao thức định tuyến lai kết hợp hai chế giao thức định tuyến chủ ứng (Proactive) giao thức định tuyến phản ứng (Reactive) hay gọi giao thức định tuyến lai

Ngày đăng: 14/12/2015, 21:34

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan