Ad hoc networks là điểm biên cuối cùng của thông tin không dây

Ad hoc networks điểm biên cuối thông tin không dây (thông tin vô tuyến) Công nghệ cho phép nodes (điểm nối) mạng truyền trực tiếp với sử dụng thu phát không dây (wireless transceiver) mà không cần sở hạ tầng cố định Ad hoc công nghệ công nghệ thông tin vô tuyến Công nghệ cho phép nút mạng truyền trực tiếp với sử dụng thu phát không dây mà không cần sở hạ tầng cố định ( tạo liên lạc qua nhiều chặng) Đặc điểm mạng Adhoc Một số đặc điểm mạng Ad hoc: - Mỗi máy chủ không đóng vai trò hệ thống cuối mà hoạt động hệ thống trung gian - Mọi nút mạng có khả di động - Topo mạng thay đổi theo thời gian - Các nút di động sử dụng nguồn lượng pin có hạn - Băng thông thông tin vô tuyến hẹp - Chất lượng kênh thay đổi - Không có thực thể tập trung , nói cách khác mạng phân bố Có nhiều thiết bị khác sử dụng mạng Ad hoc, chúng có đặc điểm chung sử dụng nguồn lượng pin cung cấp Năng lượng mà pin cấp cho thiết bị có hạn, hoạt động thu phát vô tuyến , truyền lại dẫn đường tiêu thụ lượng Vì mà cần phải có giao thức lượng có hiệu cao kỹ thuật điều khiển công suất tốt Điều khó làm công nghệ pin phát triển mạnh mẽ nhanh chóng công nghệ sản xuất Chip… điểm coi nhược điểm mạng Ad hoc Những ứng dụng chủ yếu mạng Ad hoc -Mạng không đồng (Heterogeneous network): mạng Ad hoc phổ biến hợp thành từ thiết bị không đồng nhất.Ví dụ: thiết bị điện thoại di động, PDA, laptop… liên lạc với qua mạng ad hoc -Di động : mạng Ad hoc node mạng điện thoại di động -Mạng tán xạ tương đối: nút mạng gần (bị tán xạ mặt địa lý ) cần thiết có mạng Trích dẫn số tiềm mạng ad hoc: -Phân phối thông tin giao thông nhanh quốc lộ, đường cao tốc khu vực độ thị -Truy cập Interet lúc, nơi -Phổ biến thông tin đáng ý theo vùng: chẳng hạn truyền thông tin nơi có siêu thị, máy ATM, ngân hàng… vùng lân cận cho khách du lịch Wireless ad hoc network • Mạng không dây ad hoc dạng phân cấp mạng không dây Gọi mạng ad hoc không phụ thuộc vào cấu có từ trước chẳng hạn định tuyến mạng có dây điểm truy cập quản lý (cơ sở hạ tầng) mạng không dây Thay vào đó, node tham gia định tuyến liệu chuyển tiếp cho nút khác, đó, việc xác định nút chuyển tiếp liệu thực tự động dựa kết nối mạng Ngoài việc định tuyến cổ điển, mạng ad hoc sử dụng ngập lụt để chuyển tiếp liệu • Một mạng ad hoc thường dùng để thiết lập mạng nơi mà tất thiết bị ngang mạng tự liên kết với thiết bị mạng ad hoc khác dãi liên kết(phạm vi) Mạng ad hoc dùng để phương thức hoạt động mạng không dây IEEE 802.11 • Nó đề cập đến khả thiết bị mạng để trì tình trạng thông tin liên kết loại thiết bị phạm vi liên kết (aka "hop") thường xuyên hoạt động tầng hoạt động tầng 2, mạng ad hoc riêng lẻ không hỗ trợ môi trường mạng IP routeable mà thêm tính tầng tầng Phân loại mạng ad hoc: • MANET (mobile ad hoc network) • WMN (wireless mesh network) • WSN (wireless sensor network) Tìm hiểu CSMA/CA Khái niệm: CSMA/CA viết tắt Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance , nghĩa đa truy cập sóng mang phòng chống xung đột Cơ Chế hoạt động : 1- Persistent : a Trạng thái kênh: - Nếu bận, tiếp tục lắng nghe kênh chuyển sang trạng thái idle gửi - Nếu rỗi, gửi b Nếu có xung đột: - Đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên bắt đầu lại P- Persistent: a Trạng thái kênh: - Nếu kênh rỗi, gửi gói tin với xác suất p + Nếu gửi thành công, qua bước 2- kiểm tra xung đột + Nếu gửi không được, đợi slot quay bước - Nếu kênh bận, đợi slot quay lại bước b Kiểm tra xung đột - Nếu xung đột xuất hiện, đợi koangr thời gian ngẫu nhên quay lại bước Non-Persistent a Trạng thái kênh: - Nếu bận: đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên kiểm tra trạng thái lại - Nếu rỗi, gửi gói tin B Nếu có xung đột - Đợi khoảng thời gian bắt đầu tất lại từ đầu Mô tả chế hoạt động: 5.1 Trước giử khung liệu, máy gửi thăm dò trạng thái kênh liệu A Sử dụng chế độ Persistent với backoff trạng thái chueyern sang idle B Sua có tín hiệu idle, máy đợi khaognr thời gian DIFS, gửi frame điều khiển RTS 5.2 Sau nhận RTS đợi khoảng thời gian SIFS, máy nhận gửi frame điều khiển CTS tới máy gửi biết sẵn sang nhận liệu 5.3 Sau máy gửi gửi liệu thức.(Data) 5.4 Máy nhận sau đợi khoảng thời gian SIFS sau gởi thông báo truyền kết gói tin frame nhận Năm quy tắc hoạt động CSMA/CA Trước trạm muốn truyền liệu, trạm phải thông báo cho biết muốn truyền bao lâu, trạm khác biết phải đợi trước truyền Các trạm tham gia đường truyền truyền khoảng thời gian phải chờ kết thúc Các trạm tham gia biết liệu chúng truyền có nhận trạm muốn nhận hay chưa, trừ chúng nhận frame phản hồi ( ACK ) từ trạm nhận Nếu có trạm truyền lúc, chúng chúng gây nhiễu lẫn Trạm truyền nhận biết có trạm truyền với nó không nhận frame ACK từ trạm nhận liệu từ trạm muốn truyền liệu cho Những trạm tham gia đường truyền phải đợi thời gian ngẫu nhiên thử nói lại lần nhận biết có trạm khác giành đường truyền với nó, gây nhiễu Các thành phần quan trọng CSMA/CA Carrier sense DCF ACK frame RTS / CTS Carrier sense  Carrier sense trình lắng nghe xem đường truyền có rảnh hay không  Các trạm xác định trạng thái đường truyền dựa chế : - Kiểm tra lớp vật lí PHY xem có sóng mang hay không - Sử dụng chức chế cảm biến sử dụng sóng mang ảo, vecto định vị mạng NAV ( network allocation vector ) DCF  Là hàm phối hợp phân phối ( distributed coordination function )  Là kĩ thuật MAC, phương pháp truy cập cho phép tất cá trạm wlan đấu tranh để giành đường truyền  DIFS - DCF Interframe Space : giá trị thời gian mà trạm muốn truyền frame phải đợi sau đường truyền rỗi  Sử dụng thuật toán Random Backoff Timer Random backoff timer  Là thuật toán giúp tránh xung đột xảy trạm truyền lúc kiểm tra vật lí cho thấy đường truyền rỗi  Thuật toán chọn giá trị ngẫu nhiên từ đến contention windown ( CW – cửa sổ tranh chấp ) CW khác tùy nhà sản xuất lưu trữ NIC máy trạm backoff time = random x slot time  Sau khoảng thời gian trạm phải chờ thêm sau đường truyền rỗi thời gian DIFS trôi qua, trạm có thời gian radom backoff nhỏ giành quyền truyền frame Frame ACK  Acknowledgement frame frame xác nhận  Trạm nhận sau nhận liệu thành công hồi đáp lại frame ACK cho trạm truyền biết  Truyền frame ACK trường hợp đặc biệt Quá trình truyền phép bỏ qua trình radom backoff phải đợi thời gian ngắn sau nhận frame để truyền frame SIFS  SIFS ( short interframe space ) khoảng thời gian ngắn mà trạm nhận phải đợi  SIFS đảm bảo cho trạm nhận có nhiều hội để truyền trước trạm khác SIFS = DIFS – Slot time RTS / CTS -RTS : Request to send – thông tin trạm gửi để giành quyền sử dụng đường truyền -CTS : Clear to send – sử dụng access point để hồi đáp lại RTS frane máy trạm Điều đảm bảo tất trạm dừng việc truyền lại để nhường đường truyền cho trạm gửi RTS Hidden node Giả sử máy A máy trạm vùng phủ sóng access point nằm tầm với trạm khác Khi A cố gắng giành đường truyền sử dụng frame đặc biệt RTS RTS đến AP, báo cho AP tất trạm khác vùng phủ sóng biết khoảng thời gian cần để trao đổi liệu AP nhận frame RTS đáp lại CTS CTS chứa trường mang thông tin khoảng thời gian cần đủ để A hoàn thành việc trao đổi liệu II.Tổng quan Mobile – Adhoc – Network (MANET) 2.1.MANET ? - MANET viết tắt mạng tùy biến di động (Mobile – Adhoc – Network ) , hay gọi mô hình mạng độc lập IBSSs (Independent Basic Service sets) - Các thiết bị di động máy tính xách tay, với đặc trưng công suất CPU, nhớ lớn, dung lượng đĩa hàng trăm gigabyte, khả âm đa phương tiện hình màu trở nên phổ biến đời sống hàng ngày công việc Đồng thời, yêu cầu kết nối mạng để sử dụng thiết bị di động gia tăng đáng kể, bao gồm việc hỗ trợ sản phẩm mạng vô tuyến dựa vô tuyến hồng ngoại ngày nhiều Với kiểu thiết bị điện toán di động này, người sử dụng di động mong muốn có chia sẻ thông tin - Một mạng tùy biến tập hợp thiết bị di động hình thành nên mạng tạm thời mà không cần trợ giúp quản lý tập trung dịch vụ hỗ trợ chuẩn thường có mạng diện rộng mà thiết bị di động kết nối Các node tự di chuyển thiết lập tùy ý, đó, topo mạng không dây thay đổi cách nhanh chóng dự báo Nó hoạt động kết nối tới Internet MANET mạng có sở hạ tầng nhỏ không yêu cầu sở hạ tầng cố định (như trạm sở) cho hoạt động triển khai nhanh chóng có khả tự cấu hình Các node truyền thông không dây chia sẻ phương tiện - Do MANET mạng mềm dẻo mà thiết lập đâu vào thời điểm mà không cần đến sở hạ tầng tại, bao gồm cấu hình trước người quản trị, người nhận tiềm thương mại lợi mạng ad hoc mang lại MANET dùng quân sự, mạng cảm biến, hoạt động cứu hộ, sử dụng để truyền thông sinh viên khu trường sở, trao đổi thông tin liệu khu thương mại, tự chia sẻ kết nối Internet, dùng buổi hội thảo… - MANET có hai chế độ hoạt động chế độ cở sở hạ tầng (Infrastructure-based Network) chế độ IEEE Ad- hoc Hình 1.1: Chế độ sở hạ tầng MANET - - Chế độ sở hạ tầng: Chế độ mạng bao gồm điểm truy cập AP cố định node di động tham gia vào mạng, thực truyền thông qua điểm truy cập Trong chế độ liên kết thực qua nhiều chặng Hình 1.2: Chế độ IEEE Ad- hoc MANET Chế độ IEEE Ad- hoc: Chế độ node di động truyền thông trực tiếp với mà không cần tới sở hạ tầng Trong chế độ liên kết thực qua nhiều chặng [...]... bao gồm các điểm truy cập AP cố định và các node di động tham gia vào mạng, thực hiện truyền thông qua các điểm truy cập Trong chế độ này thì các liên kết có thể thực hiện qua nhiều chặng Hình 1.2: Chế độ IEEE Ad- hoc trong MANET Chế độ IEEE Ad- hoc: Chế độ này thì các node di động truyền thông trực tiếp với nhau mà không cần tới một cơ sở hạ tầng nào cả Trong chế độ này thì các liên kết không thể thực ... khách du lịch Wireless ad hoc network • Mạng không dây ad hoc dạng phân cấp mạng không dây Gọi mạng ad hoc không phụ thuộc vào cấu có từ trước chẳng hạn định tuyến mạng có dây điểm truy cập quản... tiềm mạng ad hoc: -Phân phối thông tin giao thông nhanh quốc lộ, đường cao tốc khu vực độ thị -Truy cập Interet lúc, nơi -Phổ biến thông tin đáng ý theo vùng: chẳng hạn truyền thông tin nơi có... khó làm công nghệ pin phát triển mạnh mẽ nhanh chóng công nghệ sản xuất Chip… điểm coi nhược điểm mạng Ad hoc Những ứng dụng chủ yếu mạng Ad hoc -Mạng không đồng (Heterogeneous network): mạng Ad