Phân tích và đánh giá hoạt động của một số giao thức định tuyến trong mạng MANET

MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG .5 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 1.1 Mạng không dây di động ad-hoc 1.2 Ứng dụng MANET .10 1.3 Các đặc điểm mạng MANET .12 1.4 Phân loại mạng MANET .12 1.4.1 Định tuyến Single-hop 12 1.4.2 Định tuyến Multi-hop 13 1.4.3 Mạng Manet phân cấp (Hierarchical) 13 1.4.4 Mạng Manet kết hợp (Aggregate) 14 1.5 Phân loại giao thức định tuyến mạng MANET 14 1.5.1 Định tuyến dựa vào topo mạng 14 1.5.2 Định tuyến dựa vào vị trí .16 1.6 Những khó khăn mạng MANET 16 1.6.1 Giao diện bán quảng bá SBI 16 1.6.2 Mối liên hệ router MANET cạnh vùng lân cận mở rộng router .16 1.6.3 Thành phần mạng MANET 17 CHƯƠNG II : GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET 18 2.1 Giao thức định tuyến vector cự ly theo yêu cầu tuỳ biến (AODV) 18 2.1.1 Giới thiệu 18 2.1.2 Định dạng gói tin giao thức AODV 18 2.1.2 Hoạt động giao thức định tuyến AODV .20 2.1.3 Cơ chế khám phá tuyến trì tuyến giao thức AODV .23 2.1.4 Đặc điểm giao thức AODV 26 2.1.5 Ưu điểm nhược điểm giao thức AODV 26 2.2 Giao thức định tuyến nguồn động DSR 26 2.2.1 Giới thiệu 26 2.2.2 Định dạng gói tin giao thức DSR 27 2.2.3 Cơ chế khám phá tuyến trì tuyến giao thức DSR 30 2.3 Giao thức định tuyến theo vector khoảng cách đích DSDV 33 2.3.1 Giới thiệu 33 2.3.2 Cơ chế hoạt động 33 2.4 Giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA 34 2.4.1 Giới thiệu 34 2.4.2 Cách thức hoạt động .34 2.5 Giao thức định tuyến vùng ZRP 35 2.6 Giao thức định tuyến trạng thái tối ưu liên kết OLSR 35 2.7 Giao thức định tuyến không dây WRP .35 2.8 So sánh giao thức định tuyến mạng MANET .36 2.8.1 So sánh hai kiểu giao thức định tuyến Proactive Reactive .36 2.8.2 So sánh giao thức kiểu định tuyến .36 2.9 Thông số đánh giá chất lượng giao thức mạng MANET 38 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG KỊCH BẢN VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG MẠNG MANET DỰA VÀO PHẦN MỀM MÔ PHỎNG NS-2 39 3.1 Giới thiệu mô NS-2 .39 3.2 Các thông số hiệu suất đánh giá 39 3.2 Xây dựng kịch chương trình 39 3.2.1 Thiết lập topo mạng .39 3.2.2 Mô di chuyển mạng kịch .40 3.2.3 Mô tải mạng kịch 2: 43 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Chế độ sở hạ tầng MANET .10 Hình 2: Định tuyến Single-hop .12 Hình 3: Định tuyến Multi-hop 13 Hình 4: Mô hình mạng phân cấp 13 Hình 5: Mô hình mạng Aggregate ad-hoc 14 Hình 6: Cấu trúc NS-2 39 Hình 7: Diện tích mạng mô vị trí node mạng 40 Hình 8:Đồ thị biểu diễn tỷ lệ phát gói tin thành công kịch 41 Hình 9:Đồ thị biểu diễn thông lượng kịch 42 Hình 10: So sánh tải định tuyến hai giao thức .43 Hình 11: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức AODV kịch .44 Hình 12: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức DSDV-kịch 45 Hình 13:Đồ thị biểu diễn thông lượng tốc độ 5packet/s 46 Hình 14:Đồ thị biểu diễn thông lượng tốc độ 10 packet/s .47 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Định dạng gói tin Route Request 18 Bảng 2: Định dạng gói tin Route Reply .19 Bảng 3: Định dạng gói tin Route Error 19 Bảng 4: Định dạng lựa chọn Route Request DSR 27 Bảng 5: Định dạng lựa chọn Route Reply DSR 28 Bảng 6: Định dạng lựa chọn Route Error DSR 29 Bảng 7: Định dạng lựa chọn Acknowledgment 29 Bảng 8: Định dạng lựa chọn tuyến nguồn DSR 30 Bảng 9: So sánh hai kiểu giao thức định tuyến Proactive Reactive 36 Bảng 10: Thông số cấu hình kịch cho hai giao thức AODV DSDV .40 Bảng 11: Tỷ lệ phát gói tin thành công kịch .41 Bảng 12:Thông lượng hai giao thức kịch .42 Bảng 13: Tải định tuyến 42 Bảng 14: Thông số cấu hình kịch mô cho hai giao thức AODV DSDV .44 Bảng 15: Tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức AODV 44 Bảng 16:Tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức DSDV .45 Bảng 17: Thông lượng giao thức AODV-kịch 46 Bảng 18: Thông lượng giao thức DSDV-kịch .47 LỜI MỞ ĐẦU Trong năm qua, thiết bị không dây di động phát triển không ngừng có vai trò quan trọng sống người, sử dụng thiết bị không dây để trao đổi liệu hội nghị nơi nào…Do đó, mạng không dây di động, đặc biệt mạng không dây di động ad-hoc ngày phát triển mạnh mẽ trở thành vấn đề nghiên cứu quan trọng lĩnh vực mạng máy tính Kết nối mạng adhoc di động thực để cung cấp hoạt động hiệu thông tin di động vô tuyến cách kết hợp chức định tuyến vào node di động Mạng không dây di động ad-hoc – MANET công nghệ vượt trội đáp ứng nhu cầu kết nối nhờ khả hoạt động không phụ thuộc vào sở hạ tầng mạng cố định, với chi phí hoạt động thấp, triển khai nhanh có tính di động cao Tuy nhiên, mạng MANET chưa ứng dụng rộng rãi thúc đẩy nghiên cứu nhằm cải tiến giao thức định tuyến để mạng đạt hiệu hoạt động tốt Trong đề tài nắm rõ giao thức mạng MANET mô để đánh giá ảnh hưởng tải mạng thay đổi kích thước gói tin Đồ án tốt nghiệp em “Phân tích đánh giá hoạt động số giao thức mạng MANET” Với mục tiêu nghiên cứu số giao thức mạng MANET xây dựng mô đánh giá hoạt động giao thức định tuyến Nội dung đồ án gồm có chương Chương I : Tổng quan mạng MANET Chương II : Các giao thức mạng MANET Chương III : Xây dựng mô đánh giá hoạt động số giao thức mạng MANET dựa phần mềm mô NS-2 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT MANET Mobile Adhoc NETwork Mạng không dây di động ad-hoc IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers AODV Ad hoc On- demand Giao thức vector cự ly theo Distance Vector routing TORA DSR Temporally yêu cầu tùy biến Ordered Giao thức định tuyến theo Routing Algorithm thứ tự tạm thời Dynamic Source Routing Giao thức định tuyến nguồn động DSDV Destination Sequence Giao thức định tuyến theo Distance Vector vector khoảng cách đích OLSR Optimized Link State Giao thức định tuyến theo Routing trạng thái đường liên kết tối ưu WRP Wireless Routing Protocol Giao thức định tuyến không dây ZRP Zone Routing Protocol Giao thức định tuyến vùng DDR distributed dynamic routing Thuật toán định tuyến phân phối động ZHLS Zone-based Hierarchical Giao thức định tuyến trạng Link State routing MNR1 MANET Router RREQ Route Request RREP Route Reply thái liên kết dựa vùng RD Route Discovery Khám phá tuyến RM Route Mantenance Duy trì tuyến MAC Media Access Control TCP Transmission Control Giao Protocol NS-2 Network truyền vận Simualator version MPR thức Multi-Point Relays điều khiển CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY DI ĐỘNG AD-HOC (MANET) 1.1 Mạng không dây di động ad-hoc Mạng không dây di động ad-hoc tập hợp hai hay nhiều thiết bị trang bị khả nối mạng truyền thông không dây Các thiết bị giao tiếp với node khác dải vô tuyến hay thiết bị vô tuyến khác dải vô tuyến chúng Trong trường hợp cần có node trung gian để chuyển tiếp hay hướng gói từ nguồn đến đích Một mạng không dây di động ad-hoc tuỳ biến có khả tự thiết lập thích nghi Nghĩa là, mạng hình thành bị phá vỡ mà không cần quản trị hệ thống Khái niệm “tuỳ biến” hàm ý “có nhiều dạng khác nhau” “có thể di chuyển, đứng độc lập, hay nối mạng” Các node hay thiết bị tuỳ biến phát có mặt thiết bị khác thực bắt tay cần thiết phép truyền thông, chia sẻ thông tin dịch vụ Thiết bị không dây tuỳ biến có nhiều dạng khác (laptop, điện thoại WAP…) nên khả tính toán, lưu trữ truyền thông chúng thay đổi khác thường Các thiết bị tuỳ biến không phát khả kết nối thiết bị/node lân cận mà xác định loại thiết bị thuộc tính tương ứng chúng Mặt khác, mạng không dây tuỳ biến không dựa vào thực thể mạng cố định nên mạng phi cấu trúc, với trạm gốc, định tuyến cố định không cố định Tuy nhiên, hữu tính di động đòi hỏi thông tin định tuyến phải mềm dẻo để đảm bảo khả kết nối linh hoạt mạng Vậy MANET (mobile ad hoc network) tập hợp node mạng không dây, node thiết lập thời điểm nơi Mạng MANET không dùng sở hạ tầng Nó hệ thống tự trị mà máy chủ di động kết nối đường vô tuyến di chuyển tự do, thường hoạt động router MANET có hai chế độ hoạt động chế độ cở sở hạ tầng (Infrastructurebased Network) chế độ IEEE Ad- hoc Hình 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 MN MN MN MN Hình 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 1.2 Ứng dụng MANET Công nghệ mạng adhoc di động tương tự mạng vô tuyến gói di động (Mobile Packet Radio Networking), mạng lưới di động (Mobile Mesh Networking) kết nối mạng vô tuyến, nhiều chặng, di động (Mobile, Multihop, Wireless Networking) Vấn đề trội kết nối mạng di động với nhấn mạnh hoạt động giao thức IP di động mở rộng dần yêu cầu công nghệ kết nối di động 2.5 Giao thức định tuyến vùng ZRP Giao thức ZRP giao thức sử dụng hỗn hợp hai kiểu tương tác dự đoán trước Nó chia mạng thành nhiều vùng định tuyến rõ hai giao thức riêng biệt hoạt động vùng định tuyến Giao thức thứ nhất, IARP hoạt động vùng định tuyến lấy khoảng cách ngắn đường định tuyến đến tất node mạng vùng Khi có thay đổi cấu trúc mạng thông tin cập nhật truyền vùng định tuyến liên quan toàn mạng Giao thức thứ hai, IERP giao thức tương tác, sử dụng để tìm đường định tuyến vùng định tuyến, node mạng đích không nằm vùng định tuyến Giao thức quảng bá RREQ đến tất node mạng nằm đường biên vùng định tuyến Thủ tục lặp lại node mạng yêu cầu tìm thấy tin trả lời gửi đến node nguồn 2.6 Giao thức định tuyến trạng thái tối ưu liên kết OLSR Giao thức OLSR biến đổi định tuyến trạng thái đường liên kết truyền thống, giúp cho trình thao tác mạng Adhoc cải thiện Đặc tính bật OLSR sử dụng chuyển tiếp đa điểm MPRs để hạn chế tràn ngập dung lượng mạng dụng lượng cập nhật trạng thái đường liên kết Mỗi node tính lượng MPRs từ thiết lập lân cận Bộ MPR lựa chọn node có nhu cầu quảng bá tin nhắn, truyền tin nhắn việc thiết lập MPR đảm bảo tin nhắn nhận node có số chặn Kể từ trở đi, có node truyền quảng bá thông điệp node lân cận MPR truyền lại thông điệp Các node lân cận khác không nằm MPR xử lý thông điệp mà không truyền quảng bá lại Hơn nữa, thông tin định tuyến trạng thái đường liên kết thay đổi node liệt kê kết nối có node lân cận 2.7 Giao thức định tuyến không dây WRP WRP thuộc lớp thuật toán tìm đường dẫn Để tránh toán phải tính đến vô phải cưỡng node thực định tuyến liên tục kiểm tra thông tin trước tất node lân cận báo cáo Điều loại bỏ việc lặp lại không xác định cho độ hội tụ tuyến nhanh xảy cố đường thông Trong WRP, node cần biết tồn node lân cận từ số tin đặc biệt Nếu node gởi gói, phải gửi tin HELLO khoảng thời gian xác định để đảm bảo thông tin kết nối phản ánh cách xác Ngược lại, việc thiếu thiếu tin từ node xác định cố đường thông vô tuyến gây nên cảnh báo sai Khi node thu tin HELLO từ node mới, thông tin node thêm vào bảng định tuyến nó, gởi đến node thông tin bảng định tuyến WRP phải trì bốn bảng, là: Bảng cự ly, Bảng định tuyến, Bảng chi phí đường truyền, Bảng ghi danh sách phát lại tin (MRL) Bảng ghi cự ly cho biết số chặng node node đích Bảng ghi định tuyến cho biết node chặng Bảng ghi chi phí đường thông phản ánh độ trễ theo đường thông cụ thể MRL chứa số thứ tự tin cập nhật, đếm số tin truyền lại, việc nhận biết vector cờ cần thiết, danh sách thông tin cập nhật gởi tin cập nhật Các tin MRL cập nhật tin cần phát lại node lân cận phải biết điều Để đảm bảo thông tin định tuyến xác, node phải gởi tin cập nhật định kỳ đến node lân cận Bản tin cập nhật chứa thông tin cập nhật (danh sách node đích, khoảng cách đến đích, node trước node đích) danh sách đáp ứng mà node xác định phải nhận biết để cập nhật Một node gửi tin cập nhật sau xử lý thông tin cập nhật từ node lân cận hay phát có thay đổi đường truyền Khi cố đường thông xảy ra, node phát cố gởi tin cập nhật đến node lân cận chúng, node hiệu chỉnh thực thể Bảng ghi cự ly, đồng thời kiểm tra đường dẫn khả thi thông qua node khác 2.8 So sánh giao thức định tuyến mạng MANET 2.8.1 So sánh hai kiểu giao thức định tuyến Proactive Reactive Proactive Protocols Reactive Protocols Cố gắng trì kết nối, cập nhật thông Một tuyến xây dựng cần thiết tin định tuyến từ node mạng Liên tục cập nhật thông tin định tuyến Không cập nhật thông tin định kỳ Kiểm định kỳ cấu trúc liên kết soát thông tin không lan truyền, trừ không sảy có thay đổi cấu trúc liên kết Phải chịu đáng kể mức tiêu thụ lưu lượng Không phải chịu mức tiêu thụ đáng kể điện lưu lượng điện so với giao thức định tuyến bảng Độ trễ gói tin so với Độ trễ gói tin nhiều so giao thức định tuyến theo yêu cầu với giao thức định tuyến bảng tuyến đường cần phải xây dựng Một tuyến đường kết nối với node Không có sẵn khác mạng luôn có sẵn Bảng 9: So sánh hai kiểu giao thức định tuyến Proactive Reactive 2.8.2 So sánh giao thức kiểu định tuyến a) So sánh giao thức định tuyến theo bảng Các giao thức định tuyến WRP, DSDV FSR dạng điển hình kiểu giao thức định tuyến theo bảng Các so sánh, đánh giá thực theo tiêu chí khía cạnh như: phương pháp cập nhật thông tin định tuyến, kỹ thuật chống lặp vòng độ phức tạp giao thức Phương pháp cập nhật thông tin định tuyến: Các giao thức định tuyến WRP, DSDV FSR giao thức định tuyến theo bảng có đặc tính cập nhật khác Giao thức WRP DSDV sử dụng phương pháp cập nhật theo kiện để trì thông tin định tuyến, FSR trao đổi thông tin node lân cận tần suất phụ thuộc vào khoảng cách node Vì vậy, FSR có lượng thông tin cập nhật hai giao thức Kỹ thuật chống lặp vòng: Kỹ thuật chống lặp giao thức điện thoại theo bảng WRP, DSDV FSR khác WRP ghi lại thông tin node liền kề dọc đường dẫn định tuyến bảng định tuyến node Vì vậy, WRP tránh lặp vòng phải bổ sung thông tin tiêu đề DSDV sử dụng chuỗi đích để tránh lặp vòng FSR sử dụng đặc tính tránh lặp vòng kế thừa từ thuật toán định tuyến trạng thái liên kết Độ phức tạp giao thức: Độ phức tạp thông tin thời gian ba giao thức WRP, DSDV FSR tương tự WRP có độ phức tạp lưu trữ lớn DSDV bổ sung thông tin chống lặp vòng Cả hai phương pháp cập nhật theo chu kỳ cập nhật theo kiện ứng dụng WRP DSDV Vì vậy, hiệu giao thức phụ thuộc chặt vào kích cỡ mạng mô hình di chuyển node FSR giao thức định tuyến trạng thái liên kết nên độ phức tạp lưu trữ lớn FSR có lợi để hỗ trợ định tuyến đa đường chất lượng dịch vụ b) So sánh giao thức định tuyến theo yêu cầu DSR, AODV TORA giao thức định tuyến theo yêu cầu đề xuất cho mạng MANET nhằm giảm thông tin tiêu đề cải thiện khả mở rộng Các tiêu chí đặt để so sánh gồm: Lượng thông tin tiêu đề định tuyến, cập nhật thông tin lỗi đường dẫn, chống lặp vòng hiệu định tuyến Lượng thông tin tiêu đề định tuyến: DSR thực phương pháp định tuyến nguồn lưu trữ tạm thời thông tin định tuyến, sử dụng kỹ thuật tràn lụt gói để tìm tuyến AODV sử dụng kỹ thuật tìm kiếm tuyến tương tự DSR lưu trữ thông tin định tuyến cho bước nhảy node tuyến hoạt động Vì vậy, AODV có lượng tiêu đề thông tin định tuyến nhỏ đem lại khả mở rộng tốt kích thước ghi tuyến bị giới hạn Cập nhật thông tin lỗi đường dẫn: Trong hai giao thức định tuyến AODV DSR, node thông báo tới nguồn để khởi tạo lại hoạt động tìm tuyến lỗi đường dẫn xảy TORA sử dụng thuật toán đảo ngược liên kết để tái cấu trúc bảng định tuyến node phát lỗi liên kết hướng Cả AODV DSR sử dụng phương pháp tràn lụt để thông tin tới tất node khác lỗi liên kết, TORA tràn lụt thông tin tới node lân cận liên kết lỗi Kỹ thuật chống lặp vòng: Giao thức định tuyến AODV sử dụng số thứ tự để tránh lặp vòng, DSR sử dụng địa trường ghi tuyến gói tin liệu TORA sử dụng trọng số đơn node tuyến hoạt động để chống vòng lặp Tuy nhiên, TORA yêu cầu thêm đồng node liên quan, tượng dao động xảy phối hợp node để thực tác vụ Hiệu giao thức: Hiệu giao thức DSR AODV so sánh dựa mô hình mô Kết mô trường hợp kịch có số lượng node lớn, hiệu giao thức DSR tốt AODV tiêu đề định tuyến tốn tài nguyên Đối với mô hình có số lượng node nhỏ, tải tốc độ di chuyển thấp, DSR có hiệu tốt AODV Nhưng lượng tải tăng lên, hiệu DSR suy giảm rõ rệt thấp so với giao thức AODV 2.9 Thông số đánh giá chất lượng giao thức mạng MANET a) Tỷ lệ gói nhận được: Là tỷ lệ số gói nhận nút mạng đích số gói gửi từ lớp ứng dụng b) Phần tải thông tin định tuyến: Cho biết hiệu sử dụng băng thông giao thức định tuyến c) Trễ từ đầu cuối đến đầu cuối: Là thời gian mà gói tin truyền mạng từ nút mạng nguồn đến nút mạng đích d) Thông lượng từ đầu cuối đến đầu cuối: Thông lượng khối lượng thông tin truyền đường truyền đơn vị thời gian (Kbps) e) Đường truyền dẫn tối ưu: Là đường truyền dẫn ngắn hai nút mạng f) Tải mạng: Tải thật mà mạng đáp ứng, thể qua thông số: kích thước gói tin, số lượng kết nối, tốc độ gửi gói tin g) Kích cỡ mạng: Được thể qua số lượng nút mạng, kích thước vùng mô CHƯƠNG III: XÂY DỰNG KỊCH BẢN VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG MẠNG MANET DỰA VÀO PHẦN MỀM MÔ PHỎNG NS-2 3.1 Giới thiệu mô NS-2 NS-2 phần mềm mô kiện riêng biệt , có mục tiêu nghiên cứu nhằm vào mạng Nó hỗ trợ đáng kể cho mô TCP, định tuyến giao thức multicast không dây có dây Mô mạng thường sử dụng giao thức IP Phần mềm hỗ trợ NAM dùng để hình dung mô Cấu trúc phần mềm mô NS-2 biểu diễn hình 14 OTCL: Tcl interpreter NS Simulatior Library Event Scheduler Objects Network Component Objects Network Setup Helping Modules Hình 6: Cấu trúc NS-2 NAM results Analysis 3.2 Các thông số hiệu suất Ssimulation đánh giá.Network animator Hiệu xuất khái niệm độ công việc mà hệ thống thực Đối với Trace lĩnh vực nghiên cứu cácfile giao thức mạng MANET, hiệu xuất bao gồm độ đo thông dụng : tính sẵn sàng , thông lượng, độ trễ gói tin, Trong đề tài, sử dụng graph độ đo sau để Trace đánh giá hiệu xuất hoạt động giao thức định tuyến thay đổi tốc độ chuyển gói tin: - Tỷ lệ phátMicrosoft gói tin Excel thành công : tỷ lệ số gói tin phát thành công tới đích so với số gói tin gửi từ đích - Thông lượng: tổng số gói tin liệu nhận chia cho tổng thời gian mô Tải định tuyến: tỷ số gói tin định tuyến “truyền” gói tin liệu “gửi” đích đến 3.2 Xây dựng kịch chương trình Đồ án tập chung vào nghiên cứu hai giao thức Giao thức định tuyến vector cự ly theo yêu cầu tuỳ biến (AODV) Giao thức định tuyến theo vector khoảng cách đích DSDV 3.2.1 Thiết lập topo mạng Tôi lựa chọn khu vực mô theo hình vuông với kích thước 1000m x 1000m Sử dụng chuẩn 802.11 vùng thu phát sóng tối đa 250m, mạng mô 50 node phân bố ngẫu nhiên toàn diện tích mô với tọa độ node (x,y,z) z=0 ( mặt phẳng ) Sử dụng 14 node nguồn phát 20 kết nối Hình 7: Diện tích mạng mô vị trí node mạng Vị trí ban đầu nút khởi tạo ngẫu nhiên nhằm làm tăng tính khách quan trình mô Tổng quan mạng mô với tham số cấu hình chung, cấu hình di chuyển cấu hình truyền liệu thể bảng 3.2.2 Mô di chuyển mạng kịch Sử dụng file giao thức định tuyến : demoaodv.tcl;demodsdv.tcl Với thông số kịch sau: Thông số Giá trị Số node 50 Thời gian mô 30s Phạm vi truyền dẫn 250m Kích thước môi trường 1000m x 1000m Loại lưu lượng CBR Kích thước gói tin 512bytes Tốc độ gửi gói tin packet/s Mobility Model Random Waypoint Kiểu- kích thước hàng đợi DropTail-50 Số lượng kết nối 20 Số nguồn 14 Thời gian tạm dừng 10s, 20s, 30s Bảng 10: Thông số cấu hình kịch cho hai giao thức AODV DSDV a) Tỷ lệ phát gói tin thành công Bảng lệ phát thành kịch 10s 20s 30s DSDV AODV Tổng số gói tin gửi 148 152 Gói tin truyền thành công 20 145 Tỷ lệ % 13.51% 95.39% Tổng số gói tin gửi 355 352 Gói tin truyền thành công 92 335 Tỷ lệ % 25.91% 95.17% Tổng số gói tin gửi 560 553 Gói tin truyền thành công 191 530 Tỷ lệ % 34.10% 95.84% 11: Tỷ gói tin công Hình 8:Đồ thị biểu diễn tỷ lệ phát gói tin thành công kịch Giao thức AODV có khả chuyển gói tin tốt 90% gói tin tốc độ cao hầu hết ổn định Giao thức DSDV có tỷ lệ gói tin nhận thấp giao thức AODV thông số di chuyển cao Khi thông số di chuyển cao, việc xây dựng bảng định tuyến giao thức phức tạp, tỷ lệ gói tin nhận tương đối thấp Khi thông số di chuyến thấp, tỷ lệ gói tin nhận vủa giao thức DSDV cải thiện đáng kể b) Thông lượng AODV DSDV 10s Thông lượng 2.4 0.69 20s Thông lượng 5.3 2.0 30s Thông lượng 8.31 3.65 Bảng 12:Thông lượng hai giao thức kịch Hình 9:Đồ thị biểu diễn thông lượng kịch Khi node thông số di chuyển thấp, thông lượng hai giao thức tương đương Khi thông số di chuyển tăng lên, thông lượng giao thức AODV cao hẳn so với giao thức DSDV Thông lượng giao thức DSDV thấp, tỷ lệ nhận gói tin thành công giao thức tỷ lệ thuận với thông lượng c) Tải định tuyến AODV DSDV 10s Tải định tuyến 6.72 2.5 20s Tải định tuyến 5.11 2.47 30s Tải định tuyến 3.90 2.31 Bảng 13: Tải định tuyến Hình 10: So sánh tải định tuyến hai giao thức Lượng thông tin định tuyến DSDV ổn định, số lượng thông tin định tuyến giao thức AODV có khác Vì giao thức DSDV giao thức định tuyến dựa bảng định tuyến, cập nhật thông tin định tuyến theo chu kỳ nên số gói tin định tuyến ổn định Giao thức AODV khởi tạo thông tin định tuyến có yêu cầu, đông thời giao thức sử dụng gói tin quảng bá HELLO tới node lân cận 3.2.3 Mô tải mạng kịch 2: Khi đánh giá tải mạng , ta thay đổi kích thước gói tin số luồng CBR, nhiên thay đổi tốc độ gói tin phản ánh xác Trong kịch này,ta sử dụng tình 1packet/s, 5packet/s, 10packet/s Thông số Giá trị Số node 50 Thời gian mô 30s Phạm vi truyền dẫn 250m Kích thước môi trường 1000m x 1000m Loại lưu lượng CBR Kích thước gói tin 512bytes Tốc độ gửi gói tin packet/s, packet/s, 10 packet/s Mobility Model Random Waypoint Kiểu- kích thước hàng đợi DropTail-50 Số lượng kết nối 20 Số nguồn 14 Thời gian tạm dừng 10s, 20s, 30s Bảng 14: Thông số cấu hình kịch mô cho hai giao thức AODV DSDV a) Tỷ lệ phát gói tin thành công mô giao thức AODV packet/s 5packet/s 10packet/s 10s 20s 30s Tổng số gói tin gửi 152 36 23 Gói tin truyền thành công 145 29 18 Tỷ lệ % 95.39% 80.5% 78.26% Tổng số gói tin gửi 352 76 48 Gói tin truyền thành công 335 62 39 Tỷ lệ % 95.17% 83.78% 81.25% Tổng số gói tin gửi 553 113 63 Gói tin truyền thành công 530 95 51 Tỷ lệ % 95.84% 84.07% 80.95% Bảng 15: Tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức AODV Hình 11: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức AODV kịch Khi tốc độ gửi gói tin packet/s tỷ lệ gói tin nhận lớn 93% Nhưng tốc độ gửi gói tin packet/s 10 packet/s giao thức AODV bỏ nhiều gói tin Tỷ lên phần trăm gói tin nhận giảm nhiều so với giao thức DSDV b) Tỷ lệ phát gói tin thành công mô giao thức DSDV packet/s 5packet/s 10packet/s 10s 20s 30s Tổng số gói tin gửi 148 40 24 Gói tin truyền thành công 20 Tỷ lệ % 13.51% 15% 12.5% Tổng số gói tin gửi 355 76 47 Gói tin truyền thành công 92 28 19 Tỷ lệ % 25.91% 36.84% 40.42% Tổng số gói tin gửi 560 115 65 Gói tin truyền thành công 191 47 27 Tỷ lệ % 34.10% 40.86% 41.53% Bảng 16:Tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức DSDV Hình 12: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ phát gói tin thành công giao thức DSDV-kịch Khi tốc độ gửi gói tin packet/s tỷ lệ phát gói tin Nhưng tốc độ gửi gói tin packet/s 10 packet/s giao thức DSDV có tỷ lệ phát gói tin thành công tăng rõ rệt, thông số di chuyển b) Thông lượng Thông lượng giao thức AODV packet/s 10packet/s 10s Thông lượng 0.49 0.19 20s Thông lượng 0.99 0.53 30s Thông lượng 1.50 0.85 Bảng 17: Thông lượng giao thức AODV-kịch Hình 13:Đồ thị biểu diễn thông lượng tốc độ 5packet/s Thông lượng giao thức DSDV packet/s 10 packet/s 10s Thông lượng 0.19 0.11 20s Thông lượng 0.53 0.35 30s Thông lượng 0.85 0.51 Bảng 18: Thông lượng giao thức DSDV-kịch Khi tốc độ truyền mức packet/s thông lượng giao thức AODV không bị ảnh hưởng nhiều thông số di chuyển Với tốc độ cao hơn, thông lượng bị giảm Hình 14:Đồ thị biểu diễn thông lượng tốc độ 10 packet/s Ở tốc độ CBR thấp, thông lượng AODV không bị ảnh hưởng nhiều thông số di chuyển Với tốc độ CBR cao hơn, thông lượng giảm thông số di chuyển tăng Đây kết số lượng gói tin bị rơi nhiều KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN A) Kết đề tài Đề tài nghiên cứu cách chi tiết giao thức định tuyến điển hình mạng MANET giao thức AODV,DSR,DSDV,TORA Kết hợp với lý thuyết thực nghiệm mô giao thức mạng để phân tích đánh giá ảnh hưởng tải mạng thay đổi kích thước gói tin Cụ thể xem xét chi tiết hoạt động hai giao thức điển hình : DSDV AODV Các giao thức có giải thuật định tuyến khác nhau: DSDV sử dụng thuật toán vector khoảng cách, AODV giao thức phản ứng dựa vector khoảng cách Kết mô cho kết luận sau: Giao thức AODV cho kết thu nhận gói tin tốt trường hợp có tải mạng khác nhau.Giao thức AODV sử dụng lượng lớn tin định tuyến Giao thức DSDV cho kết thu nhận gói tin tốt có node di chuyển mạng Nhưng có nhiều node mạng di chuyển giao thức DSDV thu nhận gói tin so với giao thức AODV Giao thức DSDV sử dụng lượng tin nhỏ B) Hướng phát triển đề tài Do hạn chế mặt thời gian nên đề tài tập chung nghiên cứu hai giao thức AODV DSDV Trong thời gian tới nghiên cứu giao thức lại DSR,TORA,OLSR Và số vấn đề cần giải : - Chất lượng dịch vụ (QoS) - Vấn đề bảo mật Một số vấn đề hiệu mạng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hoàng Cẩm, Trịnh Quang Các giải pháp định tuyến tối ưu mạng di động không dây tuỳ biến Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông Tháng năm 2006 [2] Trần Đình Hóa Đánh giá hiệu giao thức định tuyến mạng AdHoc Luận văn cao học Hà nội -2010 [3] Sajjad Ali & Asad Ali Performance Analysis of AODV, DSR and OLSR in MANET Sweden - 2009 [4] Demokritos University of Thrace NS-2 Tutorial [5] Elizabeth M Belding-Royer Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing 17 February 2003 [6] Georgy Sklyarenko.AODV Routing Protocol Takustr 9, D-14195 Berlin, Đức [7] David B Johnson David A Maltz Josh Broch DSR: The Dynamic Source Routing Protocol for Multi-Hop Wireless Ad Hoc Networks [8] C Perkins, E Belding-Royer, S Das (2003), Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing, IETF Mobile Ad Hoc Network Working Group, Internet Draft, work in progress, 19 October 2003 [9] Charles E Perkins;Pravin Bhagwat Highly dynamic Destination Sequenced Distance Vector routing (dsdv) for mobile Computers 1994 [10] Janardhana Raju M Koteswar Rao N Ramesh V Subbaiah P.“Performance Comparison and Analysis of DSDV and AODV for MANET” [...]... các giao thức định tuyến trong mạng MANET Ta có thể phân loại các giao thức định tuyến như sau: Giao thức định tuyến Multihop ad-hoc Dựa trên topo mạng Các giao thức định tuyến reactive AODV, TORA, DSR,FSR … Dựa trên vị trí Các giao thức định tuyến proactive Các giao thức định tuyến hybrid ZRP, H ARP, OLSR, DSDV, OSPFMANET, WRP Hình 7: Phân loại giao thức địnhFSR tuyến 1.5.1 Định tuyến dựa vào topo mạng. .. vùng định tuyến và chỉ rõ hai giao thức riêng biệt hoạt động giữa các vùng định tuyến Giao thức thứ nhất, IARP hoạt động trong các vùng định tuyến và lấy được khoảng cách ngắn nhất và đường định tuyến đến tất cả node mạng trong vùng Khi có sự thay đổi cấu trúc mạng thì thông tin cập nhật chỉ được truyền trong các vùng định tuyến liên quan chứ không phải toàn mạng Giao thức thứ hai, IERP là giao thức. .. đáng kể và điện năng nào về lưu lượng và điện năng so với giao thức định tuyến bảng Độ trễ của gói tin đầu tiên ít hơn so với Độ trễ của gói tin đầu tiên nhiều hơn so giao thức định tuyến theo yêu cầu với giao thức định tuyến bảng vì một tuyến đường cần phải được xây dựng Một tuyến đường kết nối với một node Không có sẵn khác trong mạng luôn luôn có sẵn Bảng 9: So sánh hai kiểu giao thức định tuyến Proactive... Proactive và Reactive 2.8.2 So sánh các giao thức trong từng kiểu định tuyến a) So sánh các giao thức định tuyến theo bảng Các giao thức định tuyến WRP, DSDV và FSR là các dạng điển hình của kiểu giao thức định tuyến theo bảng Các so sánh, đánh giá được thực hiện theo các tiêu chí trên các khía cạnh cơ bản như: phương pháp cập nhật thông tin định tuyến, kỹ thuật chống lặp vòng và độ phức tạp giao thức ... giao thức định tuyến kiểu Reactive không phát broadcast các thay đổi của bảng định tuyến theo thời gian, nên tiết kiệm được tài nguyên mạng Vì vậy, loại giao thức này có thể sử dụng trong các mạng lớn, các node di chuyển nhiều Các giao thức định tuyến kiểu Reactive: - Định tuyến nguồn động DSR - Giao thức vector cự ly theo yêu cầu tùy biến AODV - Giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA Các giao. .. tìm đường định tuyến giữa các vùng định tuyến, khi node mạng đích không nằm trong vùng định tuyến Giao thức sẽ quảng bá RREQ đến tất cả node mạng nằm ở đường biên trong vùng định tuyến Thủ tục này được lặp lại cho đến khi node mạng yêu cầu được tìm thấy và bản tin trả lời được gửi đến node nguồn 2.6 Giao thức định tuyến trạng thái tối ưu liên kết OLSR Giao thức OLSR là sự biến đổi của định tuyến trạng... chỉ trong các hoàn cảnh sau: - Chỉ số thứ tự trong bảng định tuyến được đánh dấu như là không hợp lệ - Chỉ số thứ tự đích trong RREP lớn hơn bản sao chỉ số thứ tự đích của node và giá trị được biết là hợp lệ Chỉ số thứ tự là như nhau, nhưng tuyến được đánh dấu không hoạt động Chỉ số thứ tự là như nhau, nhưng giá trị hop count mới nhỏ hơn chỉ số hop count trong mục bảng định tuyến Nếu mục bảng định tuyến. .. thời TORA Các giao thức định tuyến kiểu Proactive là các giao thức kết hợp việc phát hiện tuyến đi và duy trì tuyến đi bằng cách gửi các gói cập nhật định tuyến Trong kiểu định tuyến này, một node luôn luôn duy trì thông tin định tuyến đến tất cả các node khác trong mạng Thông tin định tuyến được phát broashcast trên mạng theo một khoảng thời gian quy định để giúp cho bảng định tuyến luôn luôn cập... tin đến Trong kiểu định tuyến này, mạng được chia thành các zone Mỗi node duy trì cả thông tin về kiến trúc mạng trong zone của nó và thông tin về các zone lân cận Có nghĩa là giao thức định tuyến kiểu Hybrid sử dụng giao thức định tuyến Proactive trong zone của nó và Reactive giữa các zone Do đó, đường đi đến mỗi node trong cùng một zone được xác lập mà không cần phải định tuyến ra ngoài zone, trong. .. discovery và route maintenance thì được sử dụng để tìm kiếm, duy trì đường đi giữa các node của các zone với nhau Các giao thức định tuyến kiểu Hybrid: - Giao thức định tuyến vùng ZRP - Thuật toán định tuyến phân phối động DDR Giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa trên vùng ZHLS 1.5.2 Định tuyến dựa vào vị trí Các gói được chuyển đi dựa vào vị trí địa lý của các node chuyển tiếp, các node lân cận của ... đánh giá hoạt động số giao thức mạng MANET Với mục tiêu nghiên cứu số giao thức mạng MANET xây dựng mô đánh giá hoạt động giao thức định tuyến Nội dung đồ án gồm có chương Chương I : Tổng quan mạng. .. trưng hai số ID: node ID Zone ID 1.5 Phân loại giao thức định tuyến mạng MANET Ta phân loại giao thức định tuyến sau: Giao thức định tuyến Multihop ad-hoc Dựa topo mạng Các giao thức định tuyến reactive... Các giao thức định tuyến proactive Các giao thức định tuyến hybrid ZRP, H ARP, OLSR, DSDV, OSPFMANET, WRP Hình 7: Phân loại giao thức địnhFSR tuyến 1.5.1 Định tuyến dựa vào topo mạng Trong mạng