MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PROACTIVE và REACTIVE CHO MẠNG MANET (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PROACTIVE VÀ REACTIVE CHO MẠNG MANET DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AODV Ad hoc On- Demand Distance Vector CGSR Clusterhead Gateway Switch Routing DC Diffusion Computation DSDV Destination Sequence Distance Vector DSR Dynamic Source Routing DV Distance Vector FSR Fisheye State Routing HARP Hybrid Ad hoc Routing Protocol LS Link State MANET Mobile Ad hoc Network OLSR Optimized Link State Routing TORA Temporally Orderd Routing Algorithm WRP Wireless Routing Protocol ZRP Zone Routing Protocol AS DBF ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/69 CHƯƠNG TÌM HIỂU MẠNG MANET 1.1 Định nghĩa Manet (Mobile Ad Hoc Network) tập hợp node mạng không dây, node thiết lập thời điểm nơi Mạng Manet khơng dùng sở hạ tầng Nó hệ thống tự trị mà máy chủ di động kết nối đường vơ tuyến di động tự do, thường hoạt động router Hình 1- : Mobile Ad-hoc Network 1.2 Lịch sử phát triển Mobile Ad-hoc Network trước gọi mạng vơ tuyến gói, tài trợ, phát triển DARPA đầu thập niên 1970 Sau mạng mới: SUSAN ( Survivable Adaptive Network) đề xuất DARPA vào năm 1983 để hỗ trợ mạng quy mô lớn hơn, mạnh mẽ Thời gian này, Ad-hoc sử dụng để mô tả loại mạng tiêu chuẩn IEEE802.11 Mobile Ad-hoc Network định nghĩa IETF ( Internet Engineering Task Force) Mạng Manet vùng tự trị ( AS) router (đó node) Mơ đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/69 kết nối với liên kết khơng dây, node di chuyển cách tự nên kiến trúc mạng thay đổi liên tục mà khơng thể dự đốn trước 1.3 Đặc điểm mạng Manet  Ưu điểm:  Cấu hình mạng thay đổi liên tục trình truyền liệu  Do việc sử dụng kênh truyền không dây dẫn đến hạn chế dung lượng băng thông  Do chất lan truyền sóng vơ tuyến nên chịu ảnh hưởng mát gói liệu lớn, chịu delay lớn mạng cố định  Các node mạng mạng Ad hoc sử dụng nguồn lượng chủ yếu pin.Vì tiết kiệm lượng tiêu chuẩn quan trọng việc thiết kế hệ thống  Nhược điểm:  Nguồn pin có hạn  Tính bảo mật thấp 1.4 Các định tuyến mạng Manet Trong mạng thơng tin vơ tuyến nói chung mạng Ad hoc nói riêng nút mạng có khả di chuyển nên topo mạng thay đổi theo thời gian Đặc điểm gây khó khăn việc truyền tải gói tin Riêng mạng Ad hoc gói tin muốn đến đích phải truyền qua nhiều trạm nút mạng để gói tin đến đích nút mạng phải sử dụng phương pháp định tuyến Giao thức định tuyến có chức năng:  Tìm, chọn đường tốt  Chuyển gói tin đến đích Mơ đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/69 1.4.1 Định tuyến Bellman-Ford:  Nhiều lược đồ định tuyến trước xây dựng cho mạng không dây Ad hoc dựa thuật toán Bellman-Ford Các lược đồ nghiên cứu giải vấn đề lược đồ Distance Vector (DV) Trong thuật toán Bellman-Ford, nút trì bảng định tuyến hay ma trận chứa thông tin khoảng cách thông tin nút đường ngắn tới đích bất kỳ, khoảng cách chiều dài ngắn từ nút đến đích  Để cập nhật thông tin đường ngắn nút thường xuyên trao đổi bảng định tuyến với nút bên cạnh  Dựa bảng định tuyến từ nút lận cận đó, nút biết khoảng cách ngắn từ nút lân cận tới nút đích Do đó, với nút đích, nút xuất phát chọn nút trung gian cho chặng cho khoảng cách từ qua nút trung gian tới nút đích nhỏ  Các thơng tin tính tốn lưu trữ vào bảng định tuyến nút trao đổi vòng cập nhật định tuyến  Định tuyến có ưu điểm đơn giản tính tốn hiệu đặc điểm phân bố Tuy nhiên nhược điểm hội tụ chậm topo mạng thay đổi có xu hướng tạo vòng lặp định tuyến đặc biệt điều kiện liên kết không ổn định 1.4.2 Định tuyến tìm đường:  Các giao thức DSDV ( Destination Sequenced Distance Vector) WRP ( Wireless Routing Protocol) dựa DBF để cung cấp định tuyến lặp tự Cho dù vấn đề giải tồn vấn đệ độ thiếu xác định tuyến DBF, vấn đề suy gây suy giảm hiệu suất mạng Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4/69  Nguyên nhân dẫn đến thiếu xác nút mạng khơng có thơng tin trạng thái toàn mạng dẫn đến định đưa tối ưu phạm vi cục bộ, khơng đảm bảo giải pháp tối ưu môi trường di động  Thêm vào DBF trì đường tới đích, thiếu khả thích nghi với lõi liên kết yêu cầu nghiên cứu mở rộng cho hỗ trợ multicasting 1.4.3 Định tuyến On-demand:  Định tuyến On-demand biết đến DC (Diffusion Computation) sử dụng mạng không dây Trong lược đồ định tuyến On-demand, nút xây dựng đường cách chất vấn tất nút mạng Gói chất vấn tìm ID trung gian lưu giữ phần Path Khi dò tìm đường chất vấn, nút đích hay nút biết đường tới đích tră lời phúc vấn cách phúc đáp ”source router” cho nơi gửi Do nhiều phúc đáp nên có nhiều đường tính tốn trì  Sau tính tốn đường nút liên kết bắt đầu chất vấn, phúc đáp khác nên cập nhât định tuyến Mặc dù tiếp cận dựa sở DC có xác cao phản ứng nhanh với thay đổi mạng phụ trợ điều khiển mức thường xuyên yêu cầu flooding đặc biệt tính di động cao lưu lượng dày đặc phân bố  Kết giao thức định tuyến On-demand phù hợp với mạng không dây, băng thông rộng lưu lượng nhỏ 1.4.4 Định tuyến vùng:  Định tuyến vùng giao thức định tuyến khác thiết kế môi trường Ad hoc Đây giao thức lai định tuyến On-demand với giao thức tồn Mơ đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/69  Trong định tuyến vùng nút xác định nguồn riêng nút khoảng cách định Định tuyến vùng trung gian sử dụng định tuyến On-demand để tìm đường  Ưu điểm: Khả mở rộng cấp độ nhu cầu lưu trữ cho bảng định tuyến giảm xuống Tuy nhiên gần giống với định tuyến On-demand nên định tuyến vùng gặp phải vấn đề trễ kết nối điểm kết thúc với gói u cầu Mơ đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6/69 CHƯƠNG GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PROACTIVE, REACTVE VÀ PHẦN MỀM NS-2 2.1 Các giao thức định tuyến 2.1.1 Định tuyến theo bảng (proactive) Trong phương pháp định tuyến theo bảng, node mạng MANET liên tục đánh giá tuyến đến node để trì tính tương thích, cập nhật thơng tin định tuyến Vì node nguồn đưa đường dẫn định tuyến cần Trong giao thức này, tất node cần trì thơng tin cấu hình mạng Khi cấu hình mạng thay đổi, cập nhật truyền lan mạng nhằm thông báo thay đổi Hầu hết giao thức định tuyến theo bảng chọn đường dẫn ngắn mạng hữu tuyến truyền thống Các thuật toán định tuyến theo bảng sử dụng cho node cập nhật trạng thái mạng trì tuyến có lưu lượng hay không Một số loại giao thức định tuyến Proactive:  OLSR (Optimized Link State Routing) :Trạng thái liên kết tối ưu  DSDV(Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector): giao thức định tuyến vector khoảng cách đích  CGSR(Clusterhead Gateway Routing Switch)  WRP(Wireless Routing Protocol): Giao thức định tuyến không dây + Ưu điểm: thời điểm đường sẵn sàng nên độ trễ bắt đầu gửi gói nhỏ Mơ đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/69 +Nhược điểm: lãng phí băng thơng đường truyền 2.1.2 Định tuyến theo yêu cầu (reactive) Các đường dẫn tìm tìm kiếm cần thiết, hoạt động tìm kiếm bao gồm xác định tuyến Trong mạng MANET, tuyến hoạt động ngừng tính di động node So với giao thức định tuyến theo bảng, giao thức định tuyến theo yêu cầu thường có tiêu đề trao đổi thơng tin định tuyến nhỏ Ví dụ số định tuyến theo yêu cầu gồm:  Giao thức định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing)  Giao thức định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV ( Ad hoc Ondemand Distance Vector routing)  Giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA ( Temporally Ordered Routing Algorithm) +Ưu điểm: không gây tổn hại đến băng thông + Nhược điểm: độ trễ cao thời gian thiết lập đường  Giao tuyến định tuyến lai ghép +Các giao thức định tuyến lai ghép đề xuất để kết hợp đặc tính ưu điểm giao thức định tuyến theo bảng theo yêu cầu +Một số ví dụ giao thức định tuyến lai ghép:  Giao thức định tuyến vùng ZRP ( Zone Routing Protocol)  Giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa vùng ZHLS ( Zone-based Hierarchical Link State Routing) Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 8/69  Giao thức định tuyến tùy biến lai HARP ( Hybrid Ad hoc Routing Protocol), v.v… 2.2 Giao thức DSDV ( Destination Sequence Distance Vector) - DSDV giao thức định tuyến vector khoảng cách theo bảng - Mỗi node mạng thu thập thông tin định tuyến từ node lận cận tính đường ngắn đến node mạng - Sau tạo bảng định tuyến quảng bá bảng định tuyến đến node lân cận - Mục nhập có thơng tin địa IP nút, số thứ tự biết cuối số hop để đến nút + Ưu điểm:  DSDV có đường dẫn vòng lặp tự  DSDV có q trình đếm số thứ tự nút vô hạn  Băng thơng q trình truyền khơng bị giới hạn  Trong giao thức DSDV khơng có trì nhiều đường dẫn đến nút đích mà đường dẫn đến đích Vì khơng gian nút giảm đấng kể + Nhược điểm:  Quảng cáo DSDV dễ gây lãng phí tài nguyên  DSDV khơng hỗ trợ truyền đa đường  Khó trì hỗn thời gian truyền quảng cáo bảng định tuyến  Đối với mạng lớn khó trì bảng định tuyến tiêu thụ băng thơng nhiều nút khơng có đồng CHƯƠNG Bảng định tuyến - Cấu trúc bảng định tuyến cho giao thức đơn giản Mỗi mục bảng có số thứ tự tăng lên nút gửi cập nhật thông điệp - Bảng định tuyến cập nhật định kì cấu trúc liên kết mạng thay đổi Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 55/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 56/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 57/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 58/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 59/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 60/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 61/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 62/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 63/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 64/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 65/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 66/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 67/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 68/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 69/69 Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ... Multicast.Sau rõ kiểu nút người dùng lựa chọn giao thức định tuyến đặc biệt khác sử dụng giao thức định tuyến mặc định Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 28/69... Ad hoc Đây giao thức lai định tuyến On-demand với giao thức tồn Mô đánh giá giao thức định tuyến Proactive Reactive ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/69  Trong định tuyến vùng nút xác định nguồn riêng... đường  Giao tuyến định tuyến lai ghép +Các giao thức định tuyến lai ghép đề xuất để kết hợp đặc tính ưu điểm giao thức định tuyến theo bảng theo yêu cầu +Một số ví dụ giao thức định tuyến lai