Bài giảng các giao thức định tuyến tìm đường

Giao thức định tuyến mạng MANET Mạng MANET l Mobile Adhoc Network l Gồm thiết bị di động, kết nối không dây l Multi-hop routing Thách thức định tuyến cho mạng MANET l Cần định tuyến động ¡ Topo thay đổi thường xuyên l Cần giữ lượng thông tin điều khiển định tuyến tối thiểu ¡ Wireless à băng thông thấp ¡ Mobile à lượng thấp ¡ Cần giảm thiểu số lượng gói tin điều khiển định tuyến ¡ Cần giảm thiểu lượng thông tin trạng thái lưu nút Các giao thức định tuyến mạng MANET l Topology based routing ¡  Proactive approach, e.g., DSDV ¡  Reactive approach, e.g., DSR, AODV, TORA ¡  Hybrid approach, e.g., Cluster, ZRP l  Position based routing ¡  Location Services: l DREAM, Quorum-based, GLS, Home zone etc ¡  Forwarding Strategy: l Greedy, GPSR, RDF, Hierarchical, etc Routing Protocols l  Reactive (On-demand) protocols ¡ Khám phá đường cần ¡ Quá trình tìm kiếm khởi tạo từ nguồn l  Proactive protocols ¡ Tìm kiếm đường ngắn theo giao thức định tuyến phân tán truyền thống ¡ Cần trình cập nhật thông tin định tuyến thường xuyên Lượng thông tin điều khiển định tuyến lớn l  Vấn đề cân đối phương pháp ¡ Thông lượng để cập nhật trạng thái vs thông lượng để khám phá đường ¡ Định tuyến liệu theo tuyến đường cũ vs trễ khám phá đường Reactive (on-demand) Routing l Mục tiêu: Giảm routing overhead l Không tạo trước cấu trúc định tuyến l 2 phương pháp phát đường ¡ Định tuyến nguồn ¡ Học ngược l Nhược điểm: gây trễ trình khám phá đường Reactive (on-demand) routing: l Định tuyến cần Ưu điểm: ¡ Không cần cập nhật định kỳ query(0) reply(0) ¡ Thích nghi với thay đổi động mạng query(0) query(0) Nhược điểm: reply(0) query(0) query(0) query(0) reply(0) query(0) l  Overhead phát tán thông tin khám phá lớn ¡ Độ trễ đến thời điểm tìm đường lớn Reactive Routing – Định tuyến nguồn l  Nguồn phát tán (kiểu ngập lụt) mạng tin route request có yêu cầu đường đến đích ¡ Phát tán xuất phát từ nguồn ¡ Ngập lụt = nút mạng nhận yêu cầu lần l  Đích trả lời cách gửi tin route reply ¡ Trả lời cách sử dụng đường xác định route request ¡ Thiết lập đường chuyển liệu l  giao thức đặc trưng: DSR and AODV Dynamic Source Routing (DSR) l Cooperative nodes l Relatively small network diameter (5-10 hops) l Detectable packet error l Unidirectional or bidirectional link l Promiscuous mode (optional) Route Discovery B RREQ FORMAT A-B-D-G A-B-D-G A-B A Initiator ID A-B-D-G Target ID A-B-D D A Initiator seq# G Partial route A-C-E A E C A-C H A-C-E A-C-E F A-B-C Route Request (RREQ) A-B-C Route Reply (RREP) Route Discovery is issued with exponential back-off intervals Tóm tắt DSR " Hoàn toàn on-demand, nói chung không gây overhead " Loop-free " source routing " Hỗ trợ liên kết unidirectional bidirectional " Có độ trễ truyền/jitters gây on-demand routing " Đòi hỏi không gian lưu trữ đường caches AODV Routing Protocol S E F A C G B D l  AODV = Ad Hoc On-demand Distance Vector l  Nguồn gửi ngập lụt route request toàn mạng l  Đích D l  Tuyến đường ngược nguồn xác định nút nhận route request l  Mỗi nút forward gói tin request lần (pure flooding) AODV Route Discovery S E F A C G B D l  Nguồn gửi ngập lụt gói tin route request l  Mỗi nút forward gói tin route request lần (pure flooding) AODV Route Discovery S E F A C G B D l  Reverse paths tạo nút nhận gói route request AODV Route Discovery S E F A C G B D l Route reply forwarded via the reverse path AODV Route Discovery S E F A C G B D l Route reply chuyển ngược nguồn sử dụng reverse path … tạo lập forward path l Forward path dùng để vận chuyển liệu từ nguồn đến đích sau Vấn đề hết hạn tuyến đường S E F A C G B D l Đường không sử dụng hết hạn theo timers ¡ Đường lưu bảng định tuyến chưa hết hạn AODV l Một nút trung gian biết đường tới Đích trả lời lại nguồn cách gửi gói tin route reply ¡ Giúp trình tìm đường diễn nhanh l Tuy nhiên hình thức trả lời gây lặp có kết nối bị lỗi ¡ Kết nối bị lỗi từ nút trung gian đến đích nút AODV: Lặp lỗi A B C D E l  Giả sử, C-D bị lỗi nút A (do gói tin Route error từ C bị mất) l  C thực route discovery tìm đường đến D l  Nút A nhận RREQ (qua đường C-E-A) l  Nút A trả lời A biết đường tới D qua B l  Kết tạo đường có lặp từ C-D: C-E-A-B-C AODV: Sử dụng Sequence Numbers l Mỗi nút X có số sequence number ¡ Hoạt động nhãn thời gian ¡ Seq# tăng X gửi gói tin (có thể RREQ RREP) l Mỗi tuyến đường đến X (tại nút Y) có Seq# số Seq# X mà Y biết l Seq# thể tính “tươi” tuyến đường ¡ Càng lớn “tươi” AODV: Sử dụng Sequence Numbers S Y ? Dest seq no = 10 Has a route to D with seq no = RREQ carries 10 Y does not reply, but forwards the RREQ D Seq no = 15 l Tránh lặp: Nút trung gian gửi RREP (thay forward RREQ) có tuyến đường có seq# lớn seq# tin RREQ Tránh lặp DSN = Destination Sequence Number A B C D E 10 All DSN’s are for D l  Sự kiện lỗi liên kết C-D làm cho tăng DSN C (sẽ tăng lên 10) l  Nếu C cần đường đến D, phát tin RREQ với DSN (10) l  A không trả lời DSN [...]... sau này Vấn đề hết hạn của tuyến đường S E F A C G B D l Đường đi không sử dụng sẽ hết hạn theo timers ¡ Đường đi được lưu trong bảng định tuyến khi chưa hết hạn AODV l Một nút trung gian biết đường đi tới Đích sẽ trả lời lại nguồn bằng cách gửi gói tin route reply ¡ Giúp quá trình tìm đường đi diễn ra nhanh hơn l Tuy nhiên hình thức trả lời này có thể gây ra lặp khi có các kết nối bị lỗi ¡ Kết... chứa thông tin đường đi tìm được được gửi bởi đích hoặc nút trung gian có đường đi bộ phận đến đích l  Mỗi nút chứa một Route Cache chứa các bản ghi đường đi mà nuts này học được (nhận được) trong quá trình hoạt động Duy trì đường đi l  Đường đi được duy trì chỉ khi nó vẫn đang được sử dụng l  Phát hiện lỗi: ¡ Kiếm soát tính hợp lệ của các đường đi đang có bằng cách nghe thụ động các quá trình truyền... tăng lên 10) l  Nếu C cần một đường đi đến D, nó sẽ phát bản tin RREQ với DSN (10) l  A sẽ không trả lời vì DSN của nó ... " Loop-free " source routing " Hỗ trợ liên kết unidirectional bidirectional " Có độ trễ truyền/jitters gây on-demand routing " Đòi hỏi không gian lưu trữ đường caches AODV Routing Protocol S E... ¡ Định tuyến liệu theo tuyến đường cũ vs trễ khám phá đường Reactive (on-demand) Routing l Mục tiêu: Giảm routing overhead l Không tạo trước cấu trúc định tuyến l 2 phương pháp phát đường... MANET l Topology based routing ¡  Proactive approach, e.g., DSDV ¡  Reactive approach, e.g., DSR, AODV, TORA ¡  Hybrid approach, e.g., Cluster, ZRP l  Position based routing ¡  Location Services: