Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG ADHOC 3 1.1Giới thiệu chương 3 1.2Giới thiệu và phân loại mạng không dây 3 1.3Phân loại theo định dạng và kiến trúc mạng 5 1.3.1Phân loại theo công nghệ truy cập đường truyền 6 1.3.2Phân loại theo ứng dụng mạng 7 1.4Mạng không dây Adhoc 7 1.4.1Đặc điểm của mạng không dây Adhoc 7 1.5Các ứng dụng của mạng Adhoc 10 1.5.1Ứng dụng trong quân đội 11 1.5.2Các ứng dụng trong cuộc sống 11 1.6Vấn đề an ninh 12 1.7Tổng kết chương 1 12 CHƯƠNG 2: HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC GIAO THỨC PROACTIVE TRONG MẠNG ADHOC. 13 2.1 Giới thiệu chương 13 2.2 Giới thiệu các giao thức định tuyến 13 2.3 Giao thức định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV 15 2.3.1 Tìm đường 15 2.3.2 Thiết lập đường đảo chiều 16 2.3.3 Thiết lập đường chuyển tiếp 17 2.3.4 Quản lý bảng định tuyến 18 2.3.5 Duy trì tuyến 19 2.3.6 Xử lý lỗi, hết hạn và xóa bỏ tuyến 20 2.3.7 Quản lý kết nối nội vùng 21 2.4 Giao thức định tuyến nguồn động DSR 22 2.4.1 Định tuyến nguồn 22 2.4.2Cơ chế phát hiện đường đi RD: 23 2.4.3Duy trì tuyến 25 2.5 Giao thức định tuyến vector khoảng cách DSDV (Destination Sequence Distance Vector) 26 2.5.1 Mô tả 26 2.5.2 Đặc điểm 27 2.6 Giải thuật chọn đường 27 2.7 Giải thuật chọn đường cho mạng Adhoc 28 2.8 Tổng kết chương 30 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM NS2 VÀ ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG MẠNG 31 3.1 Giới thiệu chương 31 3.2 Đại cương về NS2 31 3.2.1 Chức năng của NS 31 3.2.2 Kiến trúc của NS 31 3.2.3 Sử dụng phần mềm NS2 để mô phỏng mạng 35 3.2.4 Thực hiện mô phỏng mạng không dây trong NS2 39 3.3 Tổng kết chương 41 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 42 4.1 Giới thiệu chương 42 4.2 Kết quả mô phỏng 42 4.2.1 Throughput 42 4.2.2 Delay 44 4.2.3 Packet loss 45 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG ADHOC 1.1 Giới thiệu chương Ở chương đầu tiên này chúng ta tìm hiểu về các vấn đề : Giới thiệu và phân loại mạng không dây. Mạng Adhoc. Các ứng dụng của mạng Adhoc. Vấn đề an ninh trong mạng. 1.2 Giới thiệu và phân loại mạng không dây Những năm gần đây, công nghệ thông tin đã có những bước tiến vượt bậc và được áp dụng vào hầu hết các mặt của đời sống xã hội như kinh tế, giáo dục, y tế, quân sự… Xã hội càng phát triển thì nhu cầu tìm hiểu và cập nhật thông tin ngày càng tăng, con người muốn được kết nối với thế giới ở bất kỳ chỗ nào, bất kỳ nơi đâu. Điều đó giải thích tại sao mạng không dây lại được ra đời và phát triển mạnh. Ngày nay, chúng ta có thể bắt gặp mạng không dây ở nhiều nơi như những văn phòng, tòa nhà, các công ty, các tổ chức, tại các trường học, bệnh viện hay thậm chí là các quán cà phê, quán ăn nhanh. Nhờ những cải tiến nhanh chóng trong công nghệ mạng không dây và sự ra đời của các dịch vụ và ứng dụng không dây mới, phạm vi truyền thông không dây đã có những thay đổi đáng kể. Với sự nổi lên của các mạng tế bào thế hệ thứ ba làm tăng tốc độ truyền dữ liệu, cho phép cung cấp các dịch vụ dữ liệu di động đa dạng với tốc độ cao hơn. Trong khi đó thì các chuẩn mới cho sóng vô tuyến phạm vi ngắn như Bluetooth, 802.11, HiperLAN và truyền hồng ngoại đang hỗ trợ để tạo phạm vi rộng hơn cho các ứng dụng mới tại các hộ gia đình hay xí nghiệp, cho phép truyền thông không dây dữ liệu đa phương tiện được tốt hơn. Nói chung, khái niệm mạng không dây ám chỉ mạng sử dụng phương tiện truyền là sóng hồng ngoại hoặc vô tuyến điện để chia sẻ thông tin và các tài nguyên giữa các thiết bị. Nhiều kiểu thiết bị không dây đang được sử dụng phổ biến ngày nay như các thiết bị cá nhân cầm tay (PDA), các máy tính xách tay (notebook, netbook), các máy điện thoại di động, cảm biến không dây (wireless sensor), các thiết bị nhận vệ tinh… Truyền thông không dây có các đặc tính như sau: Nhiễu cao hơn trong khi độ tin cậy thấp hơn Các tín hiệu hồng ngoại chịu nhiễu từ ánh sang mặt trời và các nguồn nhiệt và có thể bị che chắn bởi nhiều loại vật cản. Các tín hiệu vô tuyến điện thường có thể xuyên qua nhiều loại vật cản tuy nhiên chúng có thể bị nhiễu bởi các thiết bị điện và điện tử. Truyền quảng bá đồng nghĩa với việc tất cả các thiết bị có khả năng gây nhiễu cho nhau. Tự nhiễu bởi đặc tính truyền đa đường (multipath fading) Băng thông và tốc độ truyền thấp hơn Thông thường tốc độ truyền của mạng không dây chậm hơn và không ổn định so với mạng có dây, dẫn đến độ trễ và biến động trễ (jitter) cao hơn.
Mục lục CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD-HOC 1.1 Giới thiệu chương Ở chương tìm hiểu vấn đề : o Giới thiệu phân loại mạng không dây o Mạng Ad-hoc o Các ứng dụng mạng Ad-hoc o Vấn đề an ninh mạng 1.2 Giới thiệu phân loại mạng không dây Những năm gần đây, công nghệ thông tin có bước tiến vượt bậc áp dụng vào hầu hết mặt đời sống xã hội kinh tế, giáo dục, y tế, quân sự… Xã hội phát triển nhu cầu tìm hiểu cập nhật thông tin ngày tăng, người muốn kết nối với giới chỗ nào, nơi đâu Điều giải thích mạng không dây lại đời phát triển mạnh Ngày nay, bắt gặp mạng không dây nhiều nơi văn phòng, tòa nhà, công ty, tổ chức, trường học, bệnh viện hay chí quán cà phê, quán ăn nhanh Nhờ cải tiến nhanh chóng công nghệ mạng không dây đời dịch vụ ứng dụng không dây mới, phạm vi truyền thông không dây có thay đổi đáng kể Với lên mạng tế bào hệ thứ ba làm tăng tốc độ truyền liệu, cho phép cung cấp dịch vụ liệu di động đa dạng với tốc độ cao Trong chuẩn cho sóng vô tuyến phạm vi ngắn Bluetooth, 802.11, HiperLAN truyền hồng ngoại hỗ trợ để tạo phạm vi rộng cho ứng dụng hộ gia đình hay xí nghiệp, cho phép truyền thông không dây liệu đa phương tiện tốt Nói chung, khái niệm mạng không dây ám mạng sử dụng phương tiện truyền sóng hồng ngoại vô tuyến điện để chia sẻ thông tin tài nguyên thiết bị Nhiều kiểu thiết bị không dây sử dụng phổ biến ngày thiết bị cá nhân cầm tay (PDA), máy tính xách tay (notebook, netbook), máy điện thoại di động, cảm biến không dây (wireless sensor), thiết bị nhận vệ tinh… Truyền thông không dây có đặc tính sau: Nhiễu cao độ tin cậy thấp o Các tín hiệu hồng ngoại chịu nhiễu từ ánh sang mặt trời nguồn nhiệt bị che chắn nhiều loại vật cản Các tín hiệu vô tuyến điện thường xuyên qua nhiều loại vật cản nhiên chúng bị nhiễu thiết bị điện điện tử o Truyền quảng bá đồng nghĩa với việc tất thiết bị có khả gây nhiễu cho Tự nhiễu đặc tính truyền đa đường (multi-path fading) Băng thông tốc độ truyền thấp o Thông thường tốc độ truyền mạng không dây chậm o không ổn định so với mạng có dây, dẫn đến độ trễ biến động trễ (jitter) cao Các điều kiện mạng biến đổi cao thất thường o Tỉ lệ mát liệu cao nhiễu o Việc di chuyển người dùng dẫn đến việc bị ngắt kết nối thường xuyên o Sự thay đổi kênh người dùng di chuyển vòng quanh o Năng lượng nhận giảm dần theo khoảng cách Các tài nguyên tính toán lượng bị hạn chế o Sức mạnh tính toán, nhớ, kích thước ổ đĩa, dung lượng pin bị hạn chế việc giới hạn kích cỡ thiết bị, trọng lượng chi phí o Sự hạn chế tần số với quy định khắt khe o Sự khan đắt phổ o Giới hạn kích cỡ thiết bị dẫn tới việc kết bị giới hạn giao diện người dùng hình Độ bao phủ dịch vụ bị hạn chế o Do việc giới hạn công suất phát thiết bị mạng dẫn đến khoảng cách truyền bị hạn chế, việc thực thi dịch vụ mạng không dây phải đối mặt với nhiều ràng buộc chịu nhiều thách thức so với mạng có dây Thực bảo mật khó o Do giao diện sóng vô tuyến bị truy cập người phạm vi phủ sóng thiết bị phát, đảm bảo an ninh mạng không dây khó thực thi Hiện có nhiều kiểu mạng không dây tồn phân loại theo nhiều cách đa dạng phụ thuộc vào tiêu chuẩn lựa chọn cho việc phân loại 1.3 Phân loại theo định dạng kiến trúc mạng Các mạng không dây chia thành hai kiểu lớn dựa cách làm mạng khởi tạo kiến trúc mạng bên Người ta phân loại thành: Mạng dựa sở hạ tầng: Mạng dựa sở hạ tầng tạo nút mạng có kết nối không dây, di động, chúng truyền thông với cách trực tiếp thông qua nút thuộc mạng có dây (nút cố định), nút đồng thời đóng vai trò nút cổng, qua nút mạng không dây kết nối với máy tính mạng có dây Internet Lấy ví dụ mạng gồm số nút di động không dây kết nối với một vài AP (Access Point), AP kết nối với mạng LAN có dây Internet WLAN thuộc kiểu Mạng sở hạ tầng (Ad-hoc): Trong trường hợp mạng tạo cách động thông qua việc kết hợp tập tùy ý nút độc lập Không có xếp trước bất chấp vai trò xác định nút Thay đó, nút đưa định cách độc lập dựa tình mạng không cần sử dụng sở hạ tầng mạng tồn trước Lấy ví dụ, hai máy tính trang bị với cạc mạng không dây thiết lập mạng độc lập chúng nằm phạm vi thiết bị Trong mạng Ad-hoc, nút thực chức tương đương với định tuyến, cộng tác với nút khác để thực việc phát bảo đảm 1.3.1 tuyến tới nút mạng Phân loại theo công nghệ truy cập đường truyền Phụ thuộc vào chuẩn xác định (tần số, phương pháp truyền sóng điều khiển truy cập đường truyền… ) mạng không dây phân loại sau: Các mạng GSM Các mạng TDMA Các mạng CDMA Các mạng vệ tinh Các mạng Wi-fi (802.11) Các mạng Hyperlan2 Các mạng Bluetooth Các mạng hồng ngoại Phân loại theo ứng dụng mạng o o o o o o o o 1.3.2 Các mạng không dây phân loại dựa đối tượng sử dụng mạng ứng dụng mà mạng cung cấp, ví dụ: Các mạng doanh nghiệp Các mạng gia đình Các mạng quân Các mạng cảm biến Các mạng xe cộ tự động 1.4 Mạng không dây Ad-hoc 1.4.1 Đặc điểm mạng không dây Ad-hoc o o o o o Mạng Ad-hoc gồm tảng di động, nút mà chúng tự di chuyển Các nút máy bay, tàu, xe… chí người thiết bị nhỏ có nhiều máy chủ router Mạng Ad-hoc thống tự động nút di động Hệ thống hoạt động độc lập có cổng vào giao diện với mạng cố định Các nút mạng Adhoc trang bị truyền thông không dây thu nhận sử dụng anten phát song theo hướng, hướng cao, hay số kết hợp Mạng Ad-hoc hay gọi mạng tùy biến không dây, tên đầy đủ Wireless Ad-hoc Network, tập hợp nhiều thiết bị/ nút mạng với khả nối mạng giao tiếp không dây với mà không cần hỗ trợ quản trị trung tâm Mỗi nút mạng tùy biến không dây hoạt động vừa máy chủ vừa thiết bị định tuyến Mạng loại gọi tùy biến nút sẵn sàng chuyển tiếp liệu cho nút khác, việc định xem nút thực việc chuyến tiếp liệu dựa tình trạng kết nối mạng Điều trái ngược với công nghệ cũ, mà nhiệm vụ chuyển tiếp liệu thực số nút chuyên biệt, thường có phần cứng đặc biệt xếp thành loại thiết bị định tuyến, thiết bị chuyển mạch, hub, tường lửa Cấu hình tối thiểu khả triển khai nhanh chóng làm cho mạng tùy biến không dây thích hợp cho tình khẩn cấp thảm họa, xung đột quân sự, cấp cứu y tế Topo mạng tùy biến không dây nói chung động, tình trạng kết nối nút mạng thay đổi theo thời gian tùy theo chuyển động nút, xuất nút việc rời khỏi mạng Do đó, giao thức định tuyến hiệu cần thiết phép nút giao tiếp với Các thiết bị nút mạng tùy biến phải có khả phát có mặt thiết bị khác để giao tiếp chia sẻ thông tin Ngoài ra, phải có khả xác định loại dịch vụ thuộc tính tương ứng Do nút liên tục thay đổi, thông tin định tuyến phải thay đổi theo để phản ánh thay đổi tình trạng đường kết nối Hình 1.1 Mạng Ad-hoc Hình 1.2: So sánh mạng Ad-hoc với mạng có sở hạ tầng Một số đặc điểm Ad-hoc: o Chức topo: nút di chuyển tự do, topo mạng thường multihop thay đổi ngẫu nhiên nhanh chóng vào thời điểm đoán trước, bao gồm liên kết hai chiều theo đường dẫn o Băng thông hạn chế, khả thay đổi liên kết: Liên kết không dây tiếp tục có công suất thấp loại khác Ngoài ra, thông qua việc thực giao tiếp không dây sau tính toán ảnh hưởng người truy cập, nhiễu song, tiếng ồn can thiệp có điều kiện… thường nhỏ nhiều so với khả truyền tối đa song vô tuyến o Hạn chế lượng hoạt động: Một vài tất nút mạng Ad-hoc dựa vào lượng yếu cạn kiệt Đối với nút, quan trọng thiết kế hệ thống tiêu chí tối ưu hóa o bảo tồn lượng Giới hạn an ninh vật lý: Mạng di động không dây thường dễ bị đe dọa an minh vật lý cáp cố định Khả nghe trộm, giả mạo từ chối truy cập dịch vụ nên xem xét cẩn thận Đặc điểm Ad-hoc sử dụng phân quyền cho nút mạng Các nút mạng tự xếp triển khai, mạng Ad-hoc đường truyền chuyên dụng, không dùng đường truyền cố định hay đường truyền vật lý Một số kỹ thuật liên quan hay dùng: o o o Tính không đồng thiết bị Đặc trưng lưu lượng mạng Di chuyển nút tuyến Ưu điểm mạng Ad-hoc: Trong mạng sở hạ tầng, trạm trung gian thu phát sóng yếu tố quan trọng định chất lượng mạng Ad-hoc nút mạng kết nối thông qua nút mạng, nút di chuyển tự cấu trúc mạng có tính chất động cao làm giảm bớt phụ thuộc vào sở hạ tầng, làm cho mạng dễ phát triển, tốc độ phát triển mạng nhanh Thách thức mạng Ad-hoc: Chi phí cho việc sử dụng phổ tần số, việc định tuyến, hiệu sử dụng nguồn điện, giao thức điều khiển truyền, định vị cung cấp truy cập dịch vụ 1.5 Các ứng dụng mạng Ad-hoc Một số ứng dụng công nghệ mạng Ad-hoc bao gồm ứng dụng công nghiệp thương mại liên quan đến trao đổi liệu điện thoại di động Ngoài ra, dựa mạng lưới điện thoại di động hoạt động mạnh mẽ, thay phương pháp rẻ tiền cải tiến thiết bị dựa sở hạ tầng mạng 1.5.1 Ứng dụng quân đội Mạng Ad-hoc cho quân đội, nút phên nhóm theo chất tự nhiên chúng chúng thực nhiệm vụ cụ thể Xu hướng di động theo nhóm Do đó, đưa mô hình chuyển động theo nhóm, vấn đề mạng Ad-hoc trở nên cụ thể hơn, cho phép phát triển giải pháp tối ưu 1.5.2 Các ứng dụng sống Mạng Ad-hoc lý tưởng trường hợp sẵn sở hạ tầng thông tin, nhiên lại cần phải thành lập trạm tạm thời nhằm trao đổi thông tin hợp tác làm việc Cứu hộ: vùng thiên tai, thảm họa, khó có sở hạ tầng thông tin vững chắc, hệ thống có trước bị hỏng bị phá hủy hoản toàn Mỗi xe cảnh sát, cứu hỏa, cứu thương… trang bị thiết bị đầu cuối di động, phần mạng Ad-hoc Mỗi nhân viên mang theo thiết bị đầu cuối di động, thiết bị đầu cuối liên kết với nhau, hình thành nên mạng tạm thời nhằm trao đổi thông tin Cấu hình mạng thay đổi theo thời điểm khác Ngoài ra, thiết bị đầu cuối di động không cung cấp chức gửi nhận tin mà chuyển tiếp thông tin, đóng vai trò router Internet Hội thảo: tất người hội thảo dùng thiết bị di động để tạo thành mạng Ad-hoc suốt thời gian Các thiết bị truyền thông với nhau, truyền nhận liệu sử dụng hội thảo, hội thảo kết thúc, thiết bị tắt nguồn, mạng bị hủy bỏ Đời sống ngày: Môi trường mạng môi trường không dây cấu trúc túy, sở hạ tầng cáp, thiết bị đầu cuối tự cấu hình để thành lập mạng, mà quản lý tập trung Mạng tự chia nhỏ thành mạng con, trộn lẫn cách động 1.6 Vấn đề an ninh Các mạng không dây nói chung dễ bị đe dọa an ninh mạng cố định Một số cấp độ bảo mật thường áp dụng mạng không dây để giảm bớt mối đe dọa Không có liên kết mã hóa tầng mạng, vấn đề xúc router xác thực trước trao đổi điều khiển thông tin mạng Một số cấp độ xác thực khác nhau, từ an ninh chia sẻ phương pháp tiếp cận đơn giản đầy đủ Để hỗ trợ phương thức làm việc nhóm, số chế độ xác thực tùy chọn hóa để sử dụng Ad-hoc 1.7 Tổng kết chương Chương đề cập đến vấn đề tổng quát mạng Ad-hoc từ lịch sử hình thành, khái niệm Đặc biệt chương đề cập giới thiệu số công nghệ sử dụng mạng Ad-hoc từ công nghệ phổ biến Bluetooth đến công nghệ triển khai tương lai UWB, FSO hứa hẹn đem lại tương lai tươi sang cho mạng không dây nói chung mạng Ad-hoc nói riêng Hình cho thấy phân cấp lớp Otcl phận NS, điều giúp cho ta hiểu rõ thành phần mạng Gốc phân cấp lớp TclObject lớp gốc tất đối tượng thư viện OTcl (lịch biểu, thành phần mạng, định đối tượng khác bao gồm NAM) Tương tự lớp gốc OTcl NsObject lớp gốc tất đối tượng thành phần mạng điều khiển gói tin mà tạo đối tượng cấu thành mạng nút liên kết Các thành phần mạng lại chia thành hai lớp gồm có Connector Classifier dựa vào số đường dẫn liệu đầu Các đối tượng cơ mạng có đường dẫn liệu đầu lớp Connector, đối tượng chuyển đổi có nhiều đường dẫn liẹu đầu lớp Classifier Nút: Một nút đối tượng hỗn hợp bao gồm toàn đối tượng nút đối tượng phân loại hình dưới: Hình 4.2: Cấu trúc nút mạng Có hai loại nút NS Một nút Unicast có phân loại địa thực việc định tuyến Unicast phân loại cổng Một nút Multicast bổ sung sung thêm phân loại để phân loại gói tin Multicast từ gói tin Unicast phân loại Multicast để thực định tuyến Multicast Trong NS nút Unicast nút mặc định, để tạo nút Multicast người dùng phải khai báo rõ ràng kịch Otcl đầu vào sau tạo đối tượng lịch biểu Khi tất nút tạo nút Multicast Sau đó, rõ kiểu nút người dùng lựa chọn giao thức định tuyến đặc biệt khác sử dụng giao thức định tuyến mặc định Liên kết: Một liên kết đối tượng cấu thành khác NS Khi người dùng tạo liên kết sử dụng hàm thành viên duplex-link đối tượng mô Hai liên kết Simplex theo hai hướng tạo ra: Hình 4.3: Liên kết Simplex Một điều cần lưu ý hàng đợi đầu nút thực thực phần đối tượng liên kết duplex-link Các gói tin lấy từ hàng đợi đưa tới đối tượng Delay đóng vai trò độ trễ mối liên kết, gói tin bị thả hàng đợi gởi tới đối tượng Null/ Agent giải phóng Cuối đối tượng TTL tính toán thông số time to live cho gói tin nhận cập nhật trường TTL gói tin Tracing: Trong NS hoạt động mạng mô ta xung quanh liên kết Simplex Nếu mô định hướng mô tả hoạt động mạng (Sử dụng $ns trace-allfile $ns namtrace-allfile) Các liên kết tạo sau dòng lệnh chèn đối tượng trace hình dưới: Hình 4.4: Chèn đối tượng trace Người dùng tạo đối tượng trace đặc biệt giwuax nút nguồn với nút đích sử dụng câu lệnh creat-trace (type file src dst) Khi đối tượng trace chèn nhận gói tin ghi vào file trace đặc biệt mà không tiêu thụ thời gian mô gởi gói tin đến đối tượng mạng 3.2.3 Sử dụng phần mềm NS-2 để mô mạng 3.2.3.1 Cơ Tcl Để sử dụng kịch Tcl dấu nhắc dòng lệnh ta gõ “tclsh” Để thoát khỏi chế độ soạn thảo gõ “exit” o Khai báo biến: Để khai báo biến Tcl ta sử dụng câu lệnh set vừa để khai báo vừa để gán giá trị cho biến Ví dụ: set x 10 có nghĩa khai báo biến x với giá trị khởi tạo x =10 Kí tự “$” sử dụng để chứa giá trị biến o Biểu thức toán học Set value [expr $x1 + ($x2*3)] Ví dụ set c [expr $a+$b] Trong ví dụ từ khóa expr thông báo sau biểu thức toán học tất phép toán chứa tính toán trước Như ví dụ có nghĩa khai báo biến c với giá trị o o o o o khởi tạo c =a+b In chuỗi hình Puts “chuỗi cần in ra” Ví dụ: puts “in bang dinh tuyen” Cấu trúc điều khiển: If {điều kiện} then { .} for {set i 0} { $i < 10}{incr i}{ } Khai báo thủ tục Proc tên thủ tục {arg1 arg2 }{} Làm việc với file Mở file để ghi: Set fl [open “try” “w”] Ghi liệu lên file đóng file Puts $fl “ghi du lieu len file” Close $fl Đọc liệu từ file Set fl [open “try” “r”] Set 11 [gets $fl] Puts “doc tai dong : $11 3.2.3.2 Các bước kịch mô NS-2 Một kịch mô NS-2 thông thường bao gồm bước sau: Thiết đặt giao thức Khởi tạo tác nhân vận chuyển Khởi tạo lưu lượng soure/sink Chèn thông báo lỗi cần Khởi tạo lịch biểu kiện Cú pháp: Set ns [new Simulator] Lịch biểu kiện: $ns at Bắt đầu lịch biểu: $ns run Mở file cho trace data Set nf [open out nam w] $ns namtrace-all $nf o o Hoặc $ns namtrace-all-wireless $nf Bật tracing liên kết đặc biệt $ns namtrace-queue $n0 $n1 Thủ tục để đóng file bắt đầu phần mềm NAM Proc finish {} Global ns nf { $ns flush-trace Close $nf Exec nam out.nam & Exit } Khởi tạo topo mạng Nút: set n0 [$ns node] Set n1 [$ns node] Các liên kết hàng đợi $ns duplex-link $n0 $n1 Kiểu hàng đợi có thể: DropTail, RED, CBQ, FQ, SFQ, DRR Khởi tạo tác nhân UDP gắn với nút n0 $ns attach-agent $n0 $n1 $udp Khởi tạo nguồn lưu lượng CBR gắn với udp0 Set cbr [new application/traffic/cbr] $cbr attach-agent $udp Khởi tạo tác nhân rỗng để làm suy giảm lưu lượng Set null [new agent/null] $ns attach-agent $n2 $null Kết nối chúng $ns connect $udp $null Thực thi lịch biểu kiện $ns at 0.5 “$cbr start” $ns at 3.5 “$cbr stop” Khởi tạo tác nhân TCP gắn với nút n0 Set tcp [new agent/tcp] #ns attach-agent $n0 $tcp Khởi tạo nguồn lưu lượng FIP gắn với tcp0 Set tcp [new agent/tcp] $ns attach-agent $n0 #tcp Khởi tạo TCPSink để làm suy giảm lưu lượng Set sink [new agent/tcpsink] $ns attach-agent $n2 $sink Thực thi lịch biểu kiện $ns at 0.5 “$FTP start” $ns at 3.5 “FTP stop” Thiết đặt định tuyến Unicast $ns rtproto Kiểu : Static, Session, DV, cost , multi-path Multicast: $ns multicast (ngay sau [new Simulator]) set ns [new Simulator-multicast on] $ns mrtproto Kiểu CtrMcast, DM, ST, BST Chèn thông báo lỗi Khởi tạo modul lỗi Set loss_module [new errrormodel] $loss_module set rate_0.01 $loss_module unit pkt $loss_module ranvar [new random variable/uniform] $loss_module drop-target [new agent/null] Chèn module lỗi $ns lossmodule $loss_module $n0 $n1 3.2.4 Thực mô mạng không dây NS-2 Tạo kịch mô mạng không dây đơn giản Giống mô khác NS, trước tiên tạo file tcl có tên doan.tcl Khi bắt đầu mô mạng cần định nghĩa cho thành phần mạng, định nghĩa cho thông số khác … Kịch doan.tcl bắt đầu với danh sách thông số khác mô tả sau: set val(chan) Channel/WirelessChannel ; # channel type set val(prop) Propagation/TwoRayGround ; # radio-propagation model set val(ant) Antenna/OmniAntenna ; # Antenna type set val(ll) LL ; # Link layer type set val(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# Interface queue type set val(ifqlen) 50 ; # max packet in ifq set val(netif) Phy/WirelessPhy ; # network interface type set val(mac) Mac/802_11 ; # MAC type set val(rp) DSDV ; # ad-hoc routing protocol set val(nn) ; # number of mobilenodes Bắt đầu tạo trường hợp mô phỏng: Set ns_[new Simulator] Cài đặt hỗ trợ trace việc mở file testAODV.tr gọi thủ tục trace-all Set tracefd [open testAODV.tr w] $ns_trace-all $tracefd Cung cấp với giá trị biên độ $val(x) $val(y) Tiếp theo cần tạo nút di động: Các nút API tạo sửa lại API sử dụng để tạo nút di động Trước tiên cần cấu hình nút trước tạo chúng #Configure nodes $ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) \ -llType $val(ll) \ -macType $val(mac) \ -ifqType $val(ifq) \ -ifqLen $val(ifqlen) \ -antType $val(ant) \ -propType $val(prop) \ -phyType $val(netif) \ -topoInstance $topo \ -channelType $val(chan) \ -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace OFF \ -movementTrace OFF Tiếp theo thiết lập luồng lưu lượng nút: #Set a TCP connection between node_(2) and node_(4) Set tcp [new Agent/TCP/Newreno] $tcp set class_ Set sink [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $node_(2) $tcp $ns attach-agent $node_(4) $sink $ns connect $tcp $sink Set ftp [new Application/FTP] $ftp attach-agent $tcp $ns at 10.0 “$ftp start” Kế đến cần xác lập kết nối nút Cần định nghĩa thời gian mô kết thúc thông tin cho nút di động #Telling nodes when the simulation ends for {set i 0} {$i < $val(nn) } { incr i } { $ns at $val(stop) "$node_($i) reset"; } # ending nam and the simulation $ns at $val(stop) "$ns nam-end-wireless $val(stop)" $ns at $val(stop) "stop" proc stop {} { global ns tracefd namtrace $ns flush-trace close $tracefd close $namtrace } $ns run 3.3 Tổng kết chương CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 4.1 Giới thiệu chương Ở chương trình bày nội dung sau: o o Kết mô định tuyến AODV, DSDV, DSR Kết mô throughput, delay, packet loss định tuyến o với node Kết mô throughput, delay, packet loss định tuyến với node o So sánh hiệu định tuyến, đưa kết luận 4.2 Kết mô 4.2.1 Throughput Hình 4.1: Kết mô THROUGHPUT với node Hình 4.2 Kết mô THROUGHPUT với node Từ hình 4.1 4.2 ta thấy rằng, thông lượng truyền định tuyến không sai biệt, AODV DSDV có mức cao 0.62 Mbit/s, DSR 0.6 Mbit/s Đối với mạng node, định tuyến truyền gần ổn định, giao thức định tuyến gặp vấn đề mạng nhiều node di động AODV cho thấy khả truyền tin tốt ổn định nhất, DSDV có khả truyền tin cao lại không ổn định hơn, số gói tin nhận đích đến không cao AODV Ngược lại, DSR có khả truyền tin thấp nhất, số gói tin nhận đích đến cao DSDV DSDV giao thức không ổn định nhất, yêu cầu truyền gói tin theo định kỳ mà không cần để ý đến số lần thay đổi hình dạng mạng 4.2.2 Delay Hình 4.3: Kết mô DELAY với node Hình 4.4: Kết mô DELAY với node Từ hình 4.3 4.4 ta thấy DSDV giao thức có độ delay thấp nhất, cao DSR AODV trung bình Bởi DSDV không để ý đến số lần thay đổi mạng nên delay trung bình giao thức so với giao thức lại DSDV giao thức định tuyến theo bảng, giữ định tuyến đến tất node bảng mà yêu cầu tìm đường lại từ đầu có cố gửi gói tin xảy Ngược lại, DSR có delay trung bình cao hơn, DSR giao thức định tuyến động, node di chuyển với tốc độ cao, mà giao thức lại hoạt động theo giao thức on demand, thời gian để tìm đường lại sau có cố, mà DSR có thời gian delay cao AODV giao thức tồn hai giao thức trên, hoạt động theo thuật toán on demand nên delay thấp DSDV, ngược lại hoạt động theo định tuyến vector khoảng cách nên không delay cao DSR 4.2.3 Packet loss Hình 4.5: Kết mô packet loss với node Hình 4.6 : Kết mô với node Từ hình 4.5 4.6 ta thấy DSDV giao thức có lượng packet loss nhiều nhất, DSR, trung bình AODV Packet loss có liên quan với thời gian sống Time To Live gói tin Nếu giao thức tốn nhiều thời gian để xác định đích đến gói tin có thời gian sống lại, điều dễ dàng ảnh hưởng đến độ tin giao thức Trong trường hợp này, updates bảng định tuyến định kỳ DSR 4.3 Kết luận chương Theo kết mô cho thấy, DSDV định tuyến có thông lượng cao DSR xấp xỉ AODV chi phí đường truyền thấp Tỉ lệ gói tin nhận AODV tốt định tuyến lại Mất tin DSR DSDV DSDV giao thức tốn nhiều băng thông hơn, phải update quảng bá thường xuyên Trong AODV tốt DSDV, chứa bảng định tuyến node tốn băng thông DSDV tốt mạng có quy mô nhỏ, không phù hợp với mạng có quy mô lớn [...]... ưu nhất cho mạng Ad-hoc Đồng thời, các thuật toán định tuyến cũng vậy, có ưu điểm cũng có nhược điểm Tuy nhiên, chức năng chính của các giao thức ta đang tìm hiểu là tìm được đường đi tới đích, không phải tìm đường ngắn nhất hay tối ưu nhất được đáp ứng CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM NS2 VÀ ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG MẠNG 3.1 Giới thiệu chương Ở chương này ta tìm hiểu sơ bộ về phần mềm mô phỏng mạng NS2(Network... từ mỗi nút mạng đến mọi nút mạng khác trong mạng Các giao thức loại này yêu cầu mỗi nút mạng luôn duy trì một hoặc nhiều bảng ghi để lưu trữ thông tin định tuyến, và chúng đáp ứng những thay đổi trong topo mạng bằng cách phát quảng bá rộng rãi các thông tin cập nhật tuyến qua mạng để duy trì tầm kiểm soát mạng một cách liên tục, duy trì một cái nhìn nhất quán về mạng Các vùng nào khác nhau về số bảng... gian này là không đáng kể đối với mạng có cấu trúc cố định nói chung (bao gồm cả mạng có dây), nhưng đối với mạng Ad-hoc thời gian này rất đáng kể, có thể gây ra mất gói tin trước khi tìm được định tuyến hợp lý Ngoài ra, bản tin quảng cáo định kỳ cũng là nguyên nhân gây ra lãng phí tài nguyên mạng 2.6 Giải thuật chọn đường Thuật toán định tuyến/ tìm đường là một bộ phận của tầng mạng có nhiệm vụ quyết... TRONG MẠNG AD-HOC 2.1 Giới thiệu chương Chương này đề cập đến các chủ đề: o o Tổng quan về định tuyến trong mạng Ad-hoc Vấn đề định tuyến và sự phân loại các giao thức định tuyến trong mạng Ad-hoc o Hoạt động của một số giao thức định tuyến Proactive trong mạng Ad-hoc 2.2 Giới thiệu các giao thức định tuyến Vấn đề định tuyến cơ bản là vấn đề tìm đường đi ngắn nhất cho một gói tin được gửi từ một nút mạng. .. truyền lên đó Thuật toán tìm đường đòi hỏi các tính chất sau: • • • • • Tính chính xác Tính đơn giản Khả năng mở rộng Tính ổn định Tính công bằng và tối ưu 2.7 Giải thuật chọn đường cho mạng Ad-hoc Mạng tùy biến không dây là một tập hợp gồm nhiều hơn một thiết bị/ nút mạng với khả năng nối mạng qua các giao tiếp không dây với nhau mà không theo một hạ tầng định sẵn Mỗi nút trong mạng Ad-hoc hoạt động... trạng kết nối mạng Topo của mạng Ad-hoc nói chung là động, do sự chuyển động của nút, sự xuất hiện của nút mới và việc nút cũ rời khỏi mạng Các nút mạng phải thường xuyên khám phá topo: nghe thông báo về sự xuất hiện của nút khác, thông báo về sự xuất hiện của bản thân Các giao thức định tuyến kế thừa các giải thuật định tuyến truyền thống nhưng tối ưu/ thay đổi để phù hợp với đặc điểm mạng Ad-hoc... dụng trong mạng tùy biến không dây đa hop có tốc độ di chuyển cao của những nút di động Sử dụng DSR, mạng có khả năng tự cấu hình và tự tổ chức hoàn toàn, không yêu cầu có sự tồn tại của cơ sở hạ tầng mạng hoặc sự quản trị mạng Các nút mạng hợp tác để chuyển tiếp các gói dữ liệu cho mỗi nút khác để cho phép sự truyền thong qua nhiều hop giữa các nút trong mạng di chuyển hoặc tham gia hoặc rời mạng, và... đổi cấu trúc mạng và lỗi Dùng trong các định tuyến OLSR, DSDV On demand (reactive) routing - Tìm đường khi có yêu cầu bằng cách gửi gói tin Route - - request đi toàn mạng Nhược điểm: độ trễ để tìm kiếm đường đi lớn và quá nhiều - gói tin trên mạng khi yêu cầu đường đi Dùng trong các định tuyến AODV, Dynamic source routing 2.8 Tổng kết chương Qua việc nghiên cứu một số giao thức trong mạng Ad-hoc ta... giao thức được thiết kế cho mạng Ad-hoc cần được đảm bảo các tiêu chí sau: o Thích ứng nhanh khi topo mạng thay đổi Trong trường hợp các nút mạng di chuyển nhanh, yêu cầu kết nối tăng lên thì các giao thức hoạt động theo cơ chế tiếp cận tập trung sẽ giảm hiệu quả rõ rệt do phải tốn thời gian để thu thập thông tin về trạng thái hiện tại và phát tán lại nó trong khi đó cấu hình mạng có thể đã thay đổi khác... Các thành phần của mạng: Mục đích phần này sẽ trình bày về các thành phần NS, hầu hết là các thành phần cấu thành mạng Hình 4.1: sự phân cấp lớp đối tượng Otcl Hình 6 cho thấy sự phân cấp lớp Otcl bộ phận của NS, điều này sẽ giúp cho ta hiểu rõ các thành phần của mạng Gốc của sự phân cấp là lớp TclObject là lớp gốc của tất cả các đối tượng thư viện OTcl (lịch biểu, các thành phần mạng, bộ định giờ và