Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)

Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)Đánh giá sự tác động của tốc độ di chuyển và tải dữ liệu đối với hiệu năng định tuyến trong mạng AD HOC (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hồ Thị Hƣờng ĐÁNH GIÁ SỰ TÁC ĐỘNG CỦA TỐC ĐỘ DI CHUYỂN VÀ TẢI DỮ LIỆU ĐỐI VỚI HIỆU NĂNG ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hồ Thị Hƣờng ĐÁNH GIÁ SỰ TÁC ĐỘNG CỦA TỐC ĐỘ DI CHUYỂN VÀ TẢI DỮ LIỆU ĐỐI VỚI HIỆU NĂNG ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN ĐÌNH DŨNG Thái Nguyên - 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện Trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, biết ơn kính trọng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Khoa Cơng nghệ thơng tin thuộc Trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên thầy, giáo nhiệt tình hƣớng dẫn, giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện luận văn Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy TS Nguyễn Đình Dũng, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện sát, nghiên cứu để tơi hồn thành đề tài Tuy nhiên điều kiện lực thân hạn chế, luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn tơi đƣợc hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2019 Học viên Hồ Thị Hƣờng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC 1.1 Giới thiệu mạng ad hoc 1.1.1 Khái niệm mạng ad hoc 1.1.2 Đặc điểm mạng ad hoc 1.1.3 Ứng dụng mạng ad hoc 1.2 Chuẩn IEE 802.11 giao thức tầng MAC mạng ad hoc 1.2.1 Vấn đề trạm ẩn mạng không dây IEEE 802.11b 1.2.2 DCF CSMA/CA tầng MAC 1.2.3 Mạng ad-hoc với IEEE 802.11b 11 1.3 Một số chiến lƣợc định tuyến mạng ad hoc 15 1.3.1 Định tuyến tìm đƣờng trƣớc tìm đƣờng theo yêu cầu 15 1.3.2 Định tuyến cập nhật định kỳ cập nhật theo kiện 16 1.3.3 Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp 16 1.3.4 Định tuyến với kỹ thuật tính tốn tập trung tính tốn phân tán 17 1.3.5 Định tuyến nguồn định tuyến chặng 17 1.3.6 Định tuyến đơn đƣờng định tuyến đa đƣờng 18 1.4 Đánh giá hiệu mạng ad hoc 18 1.5 Tổng kết Chƣơng 20 CHƢƠNG MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHỔ BIẾN TRONG MẠNG AD HOC 22 2.1 Yêu cầu giao thức thuật toán định tuyến mạng ad hoc 22 2.2 Giao thức định tuyến DSDV 23 2.2.1 Tổng quan giao thức định tuyến DSDV 23 2.2.2 Bảng định tuyến thông tin quảng bá đƣờng 24 2.2.3 Tần suất quảng bá đƣờng 26 2.2.4 Hoạt động giao thức DSDV Tầng 29 2.3 Giao thức định tuyến AODV 30 2.3.1 Giới thiệu giao thức AODV 30 2.3.2 Cơ chế hoạt động giao thức AODV 32 2.4 Giao thức định tuyến DSR 38 2.4.1 Tổng quan giao thức DSR 38 2.4.2 Thủ tục tìm đƣờng DSR 39 2.4.3 Thủ tục trì đƣờng DSR 42 2.5 Tổng kết Chƣơng 43 CHƢƠNG MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG ĐỊNH TUYẾN 45 3.1 Tổng quan mô mạng 45 3.1.1 Khái niệm mô mạng 45 3.1.2 Các thành phần mô 45 3.2 Giới thiệu phần mềm mô NS2 47 3.2.1 Kiến trúc NS2 48 3.2.2 Mô kiện rời rạc NS2 50 3.2.3 Cấu hình mạng ad hoc NS2 51 3.3 Mục đích phạm vi việc đánh giá hiệu giao thức 53 3.4 Các thông số thiết lập mô 54 3.5 Mô đánh giá ảnh hƣởng tốc độ di chuyển 56 3.5.1 Ảnh hƣởng tốc độ di chuyển 56 3.5.2 Ảnh hƣởng thời gian tạm dừng 61 3.6 Mô đánh giá ảnh hƣởng tải liệu 66 3.6.1 Ảnh hƣởng số lƣợng kết nối 66 3.6.2 Tác động số lƣợng nút 72 3.7 Tổng kết Chƣơng 77 KẾT LUẬN 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 MỞ ĐẦU Trong mơ hình mạng 4GN, xoay quanh hệ thống mạng lõi Internet, với mạng viễn thông tế bào, mạng viễn thông vệ tinh, mạng không dây diện rộng, mạng khơng dây cục bộ, có xuất mạng ad hoc Sự xuất cho thấy tầm quan trọng mạng ad hoc công nghệ mạng truyền thông đại khả ứng dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh vực khác từ hỗ trợ tác chiến quân đội; dự báo cảnh báo thiên tai, thảm họa; ứng dụng thƣơng mại, gia đình, văn phòng, giáo dục giải trí; theo dõi điều hành giao thông tới dịch vụ theo dõi chăm sóc sức khỏe cho ngƣời Trong nhiều năm qua, nghiên cứu để giải vấn đề mạng ad hoc trải từ tầng Ứng dụng tới tầng Vật lý mô hình OSI đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nhằm đƣa mạng ad hoc có khả ứng dụng ngày rộng rãi phục vụ sống ngƣời Do tính chất di động nhƣ khả thêm rời bỏ kết nối mạng tự nút mạng di động nên topo mạng ad hoc thƣờng xuyên thay đổi Thêm vào đó, khơng có định tuyến cố định mạng ad hoc Vì vậy, giao thức định tuyến mạng ad hoc cần đƣợc thiết kế để thích ứng với tính chất đặc biệt Trong thời gian qua, có nhiều giao thức định tuyến dành cho mạng ad hoc đƣợc nghiên cứu công bố Việc đánh giá tính hiệu mức độ phù hợp giao thức định tuyến mơ hình mạng ad hoc thực tế khó triển khai nghiên cứu mạng ad hoc lý kinh tế cơng nghệ, sản phẩm thị trƣờng thiết bị mạng ad hoc chƣa thực hồn thiện Vì vậy, phần lớn nghiên cứu đánh giá hiệu định tuyến dành cho mạng ad hoc tập trung vào việc sử dụng hệ thống mơ Mục đích đề tài nghiên cứu lý thuyết hoạt động giao thức định tuyến thực nghiệm hệ thống mô tác động tốc độ di chuyển tải liệu hiệu số giao thức định tuyến phổ biến mạng ad hoc Qua đó, rút kết luận khuyến nghị việc sử dụng giao thức định tuyến phù hợp mơ hình mạng ad hoc điều kiện cụ thể Luận văn đƣợc bố cục nhƣ sau: Phần mở đầu giới thiệu ý nghĩa, mục tiêu nghiên cứu bố cục luận văn Trong Chƣơng 1, vấn đề tổng quan mạng ad hoc, chuẩn giao thức tầng MAC dành cho mạng ad hoc, chiến lƣợc định tuyến dành cho mạng ad hoc vấn đề đánh giá hiệu mạng ad hoc đƣợc trình bày Nội dung Chƣơng trình bày chi tiết chế hoạt động số giao thức thuật toán định tuyến phổ biến mạng ad hoc Chƣơng trình bày vấn đề mơ mạng máy tính cơng cụ mô NS-2, kết mô phân tích đánh giá hiệu số giao thức định tuyến dƣới góc nhìn mức độ ảnh hƣởng tốc độ di chuyển tải liệu Cuối phần kết luận hƣớng phát triển luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC 1.1 Giới thiệu mạng ad hoc 1.1.1 Khái niệm mạng ad hoc Mạng ad hoc [4] tập nút di động có khả tự kết nối tự tổ chức để hình thành mạng mà không cần thiết bị hạ tầng mạng sở đóng vai trò trung gian để thu/phát tín hiệu chuyển tiếp liệu Do nút di động sử dụng công nghệ truyền thông không dây truyền thơng phạm vi giới hạn nên cần có hỗ trợ nút lân cận để chuyển tiếp gói liệu Các nút mạng ad hoc thông thƣờng kết nối với khoảng thời gian để trao đổi thông tin Trong trao đổi thông tin, nút di chuyển, đó, mạng phải đáp ứng đƣợc yêu cầu truyền liệu hình trạng mạng thay đổi liên tục Các nút mạng phải có chế tự tổ chức thành mạng để thiết lập đƣờng truyền liệu mà khơng cần hỗ trợ từ bên ngồi Trong mơ hình này, nút mạng đóng vai trò nút đầu cuối để chạy chƣơng trình ứng dụng ngƣời sử dụng định tuyến để chuyển tiếp gói tin cho nút mạng khác Thuật ngữ “Ad hoc” áp dụng cho mạng khơng dây mơ tả mạng khơng có sở hạ tầng cố định, hình trạng mạng đƣợc tạo thành nút mạng Chế độ “Ad hoc” chuẩn IEEE 802.11 hoạt động theo mô hình này, hỗ trợ để thiết lập mạng đơn chặng Các mạng di động không dây kiểu không cấu trúc mở rộng khái niệm “Ad hoc” đa chặng theo nghĩa: nút mạng định tuyến chuyển tiếp gói tin nhận đƣợc từ nút mạng khác Nói cách khác, đƣờng chuyển tiếp gói tin từ nút nguồn tới nút đích chứa nút trung gian khác Các nút trung gian đọc thông tin phần header gói tin liệu chuyển tiếp chúng tới chặng đƣờng đƣợc hình thành Hình 1.1 Một ví dụ mạng ad hoc Hình 1.1 minh họa mạng ad hoc Trong ví dụ này, gói tin từ nút nguồn máy tính cần chuyển tới nút đích điện thoại thơng minh khơng nằm phạm vi truyền nút nguồn Vì vậy, cần có trợ giúp nút trung gian để chuyển tiếp gói tin từ nút nguồn tới nút đích Để thực đƣợc công việc này, nút mạng phải sử dụng giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ad hoc 1.1.2 Đặc điểm mạng ad hoc Do ad hoc mạng không dây hoạt động không cần hỗ trợ hạ tầng mạng sở sở truyền thông đa chặng thiết bị di động vừa đóng vai trò thiết bị đầu cuối, vừa đóng vai trò định tuyến nên mạng ad hoc có số đặc điểm bật sau [1]:  Cấu trúc động  Chất lƣợng liên kết hạn chế  Các nút mạng có tài nguyên hạn chế  Độ bảo mật thấp mức độ vật lý Đây đặc điểm ảnh hƣởng nhiều đến hiệu mạng ad hoc Để triển khai đƣợc mạng ad hoc thực tế, thiết kế mạng ad hoc phải giải đƣợc thách thức sinh đặc điểm nêu mạng ad hoc 1.1.3 Ứng dụng mạng ad hoc Ngày nay, mạng ad hoc có nhiều ứng dụng đời sống, kinh tế, xã hội ngƣời Mơ hình mạng phù hợp tình cần triển khai hệ thống mạng cách nhanh chóng, linh động thƣờng xuyên có biến đổi cấu trúc mạng Mạng ad hoc có tiềm ứng dụng lớn lĩnh vực sau:  Ứng dụng thƣơng mại  Ứng dụng quân  Ứng dụng phòng chống thiên tai, thảm họa  Ứng dụng giáo dục  Ứng dụng quản lý giao thông  Ứng dụng mạng cảm biến 68 Tỷ lệ truyền gói thành cơng (%) AODV DSDV DSR 120 100 80 60 40 20 10 12 14 Số lƣợng kết nối 16 18 Hình 3.9 Biểu đồ Tỉ lệ truyền gói thành cơng theo Số lượng kết nối  Trễ đầu cuối trung bình Số liệu trễ đầu cuối trung bình truyền gói tin liệu giao thức đƣợc đƣa Bảng 3.12 mối tƣơng quan thay đổi trễ đầu cuối trung bình ba giao thức đƣợc minh họa biểu đồ Hình 3.10 Số lƣợng kết nối Trễ truyền gói tin trung bình (ms) AODV DSDV DSR 28.2 25.4 311.4 61.8 69.6 668.4 10 202 273.6 1933 12 625.4 858.8 3768.6 14 1041.2 1308 4400.8 16 1625 1741.4 5119.4 18 2272.8 2260.6 5987.2 Trung bình 836.6 933.9 3169.8 Bảng 3.12 Trễ đầu cuối trung bình theo Số lượng kết nối 69 nghìn Trễ đầu cuối trung bình (ms) AODV DSDV DSR 6 10 12 14 Số lƣợng kết nối 16 18 Hình 3.10 Biểu đồ Trễ đầu cuối trung bình theo Số lượng kết nối Dữ liệu hình ảnh Bảng 3.12 Hình 3.10 cho thấy tải liệu (số lƣợng kết nối) tăng lên, thời gian trễ trung bình truyền gói tin liệu từ nút nguồn tới nút đích giao thức DSR tăng mạnh Mức độ tăng trễ đầu cuối giao thức AODV giao thức DSDV thấp Giá trị trễ đầu cuối trung bình hai giao thức xấp xỉ nhỏ trễ đầu cuối giao thức DSR  Thông lƣợng Số liệu thông lƣợng giao thức đƣợc đƣa Bảng 3.13 mối tƣơng quan thay đổi thông lƣợng đƣợc minh họa Hình 3.11 Dữ liệu hình ảnh Bảng 3.13 Hình 3.11 cho thấy số lƣợng kết nối tăng lên, thông lƣợng giao thức có xu hƣớng giảm Với tải liệu thấp trung bình (nhỏ 12 kết nối), thông lƣợng giao thức AODV lớn giao thức DSDV nhỏ Tuy nhiên, tải liệu 70 tăng cao, giao thức DSDV lại đạt đƣợc thông lƣợng cao giao thức DSR có thơng lƣợng thấp số giao thức Thông lƣợng (kbps) Số lƣợng kết nối AODV DSDV DSR 29 25.6 27.4 28.2 25.6 26.4 10 26.2 24.8 23.2 12 22.2 22.2 17.6 14 19.8 20.2 15.6 16 17.8 18.8 14.4 18 15.2 16.6 11.2 Trung bình 22.6 22.0 19.4 Bảng 3.13 Thơng lượng theo Số lượng kết nối AODV DSDV DSR Thông lƣợng (kpbs) 35 30 25 20 15 10 10 12 14 Số lƣợng kết nối 16 18 Hình 3.11 Biểu đồ Thông lượng theo Số lượng kết nối 71  Tải định tuyến Số liệu tải định tuyến (số lƣợng gói tin điều khiển) giao thức đƣợc đƣa Bảng 3.14 mối tƣơng quan thay đổi tải định tuyến đƣợc minh họa Hình 3.12 Tải định tuyến (nghìn gói) Số lƣợng kết nối AODV DSDV DSR 47.6 47.3 46 76.8 60.7 68.9 10 128.9 74.2 107.7 12 183.5 88.6 128.2 14 206.3 101.3 168.5 16 219.2 113.9 167.8 18 245.4 127.3 211.1 Trung bình 158.2 87.6 128.3 Bảng 3.14 Tải định tuyến theo Số lượng kết nối nghìn Tải định tuyến (số gói) AODV DSDV DSR 270 240 210 180 150 120 90 60 30 10 12 14 Số lƣợng kết nối 16 18 Hình 3.12 Biểu đồ Tải định tuyến theo Số lượng kết nối 72 Dữ liệu đồ thị Bảng 3.14 Hình 3.12 cho thấy số lƣợng luồng liệu tăng lên, tải định tuyến giao thức AODV DSR tăng Tuy nhiên tải định tuyến giao thức DSDV biến đổi không đáng kể thấp so với tải định tuyến hai giao thức AODV DSR Tải định tuyến giao thức AODV cao ba giao thức 3.6.2 Tác động số lượng nút Để kiểm nghiệm tác động số lƣợng nút mạng đến hiệu mạng sử dụng giao thức định tuyến AODV, DSDV DRS, mô đƣợc thực với thông số chung đƣợc thiết lập Bảng 4.1 Số lƣợng nút đƣợc thiết lập giá trị thay đổi từ 20 đến 30, 40, 50, 60 70 nút Tốc độ di chuyển nút mạng 30 (m/s) Thời gian tạm dừng lần di chuyển 10 giây Số lƣợng kết nối truyền liệu cặp nút nguồn-đích 10 Kết tham số hiệu đƣợc đƣa Bảng 3.15 – Bảng 3.18 đƣợc tính trung bình từ kết 10 lần chạy mô với topo mạng lƣu lƣợng khác đƣợc sinh ngẫu nhiên  Tỷ lệ truyền gói tin liệu thành cơng Dữ liệu biểu đồ tƣơng quan tỷ lệ truyền gói tin liệu thành công thay đổi số lƣợng nút mạng đƣợc đƣa Bảng 3.15 Hình 3.13 Dữ liệu hình ảnh Bảng 3.15 Hình 3.13 cho thấy số lƣợng nút mạng tăng lên, tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức AODV khơng thay đổi nhiều, tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức DSDV có xu hƣớng tăng số lƣợng nút mạng tăng từ 20 đến 50 có xu hƣớng giảm số lƣợng nút từ 60 nút trở lên, tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức DSR giảm số lƣợng nút mạng tăng lên Hiệu tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức AODV 73 đạt đƣợc cao số giao thức Khi số lƣợng nút mạng tăng lớn 40 nút, tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức DSR thấp Số lƣợng nút Tỷ lệ truyền gói thành cơng (%) AODV DSDV DSR 20 85.8 56 75.4 30 84.8 60.4 67 40 84.2 68.8 65.6 50 81.4 74 52.2 60 85.8 72.8 46.2 70 81.6 63.8 27.6 Trung bình 83.9 66.0 55.7 Bảng 3.15 Tỉ lệ truyền gói thành cơng theo Số lượng nút mạng Tỷ lệ truyền gói thành cơng (%) AODV DSDV DSR 100 80 60 40 20 20 30 40 50 Số lƣợng nút 60 70 Hình 3.13 Biểu đồ Tỉ lệ truyền gói thành cơng theo Số lượng nút mạng 74  Trễ đầu cuối trung bình Số liệu trễ đầu cuối trung bình truyền gói tin liệu giao thức đƣợc đƣa Bảng 3.16 mối tƣơng quan thay đổi tham số hiệu đƣợc minh họa Hình 3.14 Số lƣợng nút Trễ truyền gói tin trung bình (ms) AODV DSDV DSR 20 277 361.2 1704.2 30 285.6 407.8 2794.8 40 312 464.4 3199.6 50 352.6 724.4 6085.8 60 288 981.4 8190.8 70 419.8 1698 16414.6 Trung bình 322.5 772.9 6398.3 Bảng 3.16 Trễ đầu cuối trung bình theo Số lượng nút nghìn Trễ đầu cuối trung bình (ms) AODV DSDV DSR 18 15 12 20 30 40 50 Số lƣợng nút 60 70 Hình 3.14 Biểu đồ Trễ đầu cuối trung bình theo Số lượng nút mạng 75 Dữ liệu Bảng 3.16 biểu đồ Hình 3.14 cho thấy số lƣợng nút mạng tăng lên, thời gian trễ trung bình truyền gói tin liệu từ nút nguồn tới nút đích giao thức DSR tăng nhanh Đối với giao thức AODV giao thức DSDV, thời gian trễ không bị tác động nhiều Khi số lƣợng nút mạng tiếp tục tăng ngƣỡng lớn 60 nút, trễ đầu cuối trung bình giao thức DSDV có xu hƣớng tăng Giao thức AODV có trễ đầu cuối trung bình nhỏ số giao thức  Thơng lƣợng Dữ liệu hình ảnh Bảng 3.17 Hình 3.15 cho thấy số lƣợng nút mạng tăng lên, thông lƣợng giao thức AODV không thay đổi nhiều; thông lƣợng giao thức DSDV có xu hƣớng tăng số lƣợng nút mạng tăng từ 20 đến 50 có xu hƣớng giảm số lƣợng nút từ 60 nút trở lên; thông lƣợng giao thức DSR giảm số lƣợng nút mạng tăng lên Thông lƣợng giao thức AODV đạt đƣợc cao số giao thức Khi số lƣợng nút mạng tăng lớn 30 nút, thông lƣợng giao thức DSR thấp Thông lƣợng (kbps) Số lƣợng nút AODV DSDV DSR 20 25 16.2 21.4 30 25 17.6 18.8 40 24.8 20.4 18.4 50 23.8 21.8 14.6 60 25.4 21.4 13 70 24 18.6 7.4 Trung bình 24.7 19.3 15.6 Bảng 3.17 Thơng lượng theo Số lượng nút mạng 76 AODV DSDV DSR Thông lƣợng (kpbs) 30 25 20 15 10 20 30 40 50 Số lƣợng nút 60 70 Hình 3.15 Biểu đồ Thông lượng theo Số lượng nút mạng  Tải định tuyến Tải định tuyến (nghìn gói) Số lƣợng nút AODV DSDV DSR 20 94.4 66.4 94 30 128.1 71.7 93.4 40 145.6 80.9 114.3 50 189.9 100.3 158.9 60 176.5 111.3 182 70 213.2 122.3 255.5 Trung bình 158.0 92.2 149.7 Bảng 3.18 Tải định tuyến theo Số lượng nút mạng Dữ liệu hình ảnh Bảng 3.18 Hình 3.16 cho thấy số lƣợng nút mạng tăng lên, tải định tuyến giao thức tăng Tuy nhiên mức độ tăng tải định tuyến giao thức DSDV thấp so với tải định tuyến hai giao thức AODV DSR Tải định tuyến giao thức AODV 77 cao số lƣợng nút mạng nhỏ 50 nút Tải định tuyến giao thức DSR cao số lƣợng nút mạng lớn 60 nút nghìn Tải định tuyến (số gói) AODV DSDV DSR 270 240 210 180 150 120 90 60 30 20 30 40 50 Số lƣợng nút 60 70 Hình 3.16 Biểu đồ Tải định tuyến theo Số lượng nút mạng 3.7 Tổng kết Chƣơng Mô “tiến trình thiết kế mơ hình hệ thống thực áp dụng thí nghiệm với mơ hình nhằm mục đích hiểu đƣợc hành vi hệ thống và/hoặc đánh giá chiến lƣợc cho hoạt động hệ thống” Một q trình mơ đƣợc xem nhƣ dòng tiến trình thực thể mạng NS2 công cụ mô hƣớng kiện đƣợc xây dựng để sử dụng nghiên cứu lĩnh vực mạng truyền thông NS2 mơ chức giao thức mạng, đồng thời cung cấp cho ngƣời dùng cách thức đặc tả giao thức mạng mô hoạt động chúng Trong kiến trúc NS2, có hai ngơn ngữ NS2 C++ OTcl Trong C++ tạo mô tả bên cho đối tƣợng mơ OTcl 78 thiết lập mô cách liên kết cấu hình đối tƣợng nhƣ lập lịch cho kiện rời rạc C++ OTcl đƣợc liên kết với TclCL Việc cấu hình mạng ad hoc NS2 trở nên đơn giản NS2 đƣợc phát triển tích hợp thành phần mơ mạng Để cấu hình mạng ad hoc, cần cấu hình tham số cho nút mạng tạo Để đánh giá mức độ ảnh hƣởng tốc độ di chuyển nút mạng tài liệu hiệu giao thức định tuyến AODV, DSDV DSR, có kịch mô đƣợc thử nghiệm bao gồm: thay đổi tốc độ di chuyển nút mạng; thay đổi tốc độ tạm dừng lần di chuyển nút mạng; thay đổi số lƣợng luồng truyền liệu thay đổi số lƣợng nút mạng Có tham số hiệu đƣợc đánh giá kịch bao gồm: Tỉ lệ truyền gói tin thành cơng, độ trễ đầu cuối trung bình, thơng lƣợng tải định tuyến Kết thử nghiệm mô cho thấy: - Khi tốc độ di chuyển tăng lên: tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức có xu hƣớng giảm; thời gian trễ truyền gói trung bình giao thức DSR tăng nhanh; giao thức AODV DSDV bị ảnh hƣởng tốc độ di chuyển nút mạng; thơng lƣợng giao thức có xu hƣớng giảm; tải định tuyến giao thức tăng - Thời gian tạm dừng hai lần di chuyển nút mạng khơng có ảnh hƣởng nhiều đến tỉ lệ truyền gói thành cơng, trễ đầu cuối trung bình, thơng lƣợng tải định tuyến giao thức định tuyến - Khi số lƣợng kết nối truyền liệu tăng lên: tỉ lệ truyền gói thành công giao thức giảm; thời gian trễ trung bình giao thức tăng nhƣng mạnh giao thức DSR; thông lƣợng giao thức có 79 xu hƣớng giảm Với tải liệu thấp trung bình, thông lƣợng giao thức AODV lớn giao thức DSDV nhỏ Khi tải liệu tăng cao, giao thức DSDV lại đạt đƣợc thông lƣợng cao giao thức DSR có thơng lƣợng thấp nhất; tải định tuyến giao thức AODV DSR tăng Tuy nhiên tải định tuyến giao thức DSDV biến đổi không đáng kể Tải định tuyến giao thức AODV cao ba giao thức - Khi số lƣợng nút mạng tăng lên: tỉ lệ truyền gói thành cơng giao thức AODV khơng thay đổi nhiều; thời gian trễ trung bình giao thức DSR tăng nhanh nhƣng biến đổi giao thức AODV DSDV; thông lƣợng giao thức AODV không thay đổi nhiều thông lƣợng giao thức DSR giảm Thông lƣợng giao thức DSDV có xu hƣớng tăng số lƣợng nút mạng tăng đến 50 nút có xu hƣớng giảm số lƣợng nút từ từ 60 trở lên; tải định tuyến giao thức tăng Mức độ tăng tải định tuyến giao thức DSDV thấp so với tải định tuyến hai giao thức AODV DSR 80 KẾT LUẬN Với ƣu điểm độ linh động cao khơng u cầu hạ tầng mạng có sẵn, mạng ad hoc có tiềm ứng dụng vào nhiều lĩnh vực phục vụ cho sống ngƣời nhƣ mạng truyền thông quân sự, cảnh báo thiên tai hiểm họa, giao thông, thƣơng mại, giải trí, giáo dục, … Do nút mạng có khả di chuyển tự ngẫu nhiên nên topo mạng ad hoc thƣờng xuyên thay đổi, liên kết đƣờng truyền liệu mạng thƣờng xuyên bị phá vỡ hình thành Vì giao thức định tuyến mạng ad hoc cần phải đƣợc thiết kế phù hợp với yêu cầu Có giao thức định tuyến tiêu biểu cho chiến lƣợc định tuyến mạng ad hoc AODV, DSDV DSR Hiệu mạng tiêu chuẩn đƣợc sử dụng thiết kế khai thác hệ thống mạng Việc đánh giá hiệu mạng nhằm mục đích so sánh thiết kế để tìm thiết kế tốt Phƣơng pháp đánh giá mô đƣợc sử dụng luận văn để đánh giá tác động tốc độ di chuyển tải liệu hiệu định tuyến mạng ad hoc sở sử dụng mơ NS2 Các kết đạt đƣợc luận văn bao gồm:  Nghiên cứu tổng quan mạng ad hoc, chuẩn giao thức tầng MAC dành cho mạng ad hoc, chiến lƣợc định tuyến dành cho mạng ad hoc vấn đề đánh giá hiệu mạng ad hoc  Tìm hiểu trình bày vấn đề mơ mạng máy tính công cụ mô NS-2 81  Nghiên cứu chế hoạt động thuật toán định tuyến giao thức định tuyến AODV, DSDV DSR mạng mạng ad hoc  Đánh giá tác động di chuyển nút mạng tải liệu hiệu giao thức định tuyến với tham số hiệu gồm có tỉ lệ truyền gói thành cơng, trễ đầu cuối trung bình, thơng lƣợng tải định tuyến sở mô hoạt động giao thức định tuyến AODV, DSDV DSR theo kịch mô khác Tuy nhiên, kết đánh giá đƣợc giới hạn mơ hình di động ngẫu nhiên cho nút mạng sử dụng mơ Để đánh giá đƣợc cách tồn diện xác hiệu định tuyến giao thức mạng ad hoc, cần triển khai mơ theo mơ hình phân bố di chuyển khác cho nút mạng nhƣ sử dụng phạm vi rộng thông số biến đổi kịch mơ Ngồi ra, cần mở rộng phạm vi đánh giá cho giao thức khác giao thức đƣợc cải tiến từ giao thức Đây hƣớng phát triển đề tài 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] Corson S., Macker J (1999), “Mobile Ad hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations”, RFC 2501, Available at: https://tools.ietf.org/html/rfc2501 [2] Johnson D., Hu Y., Maltz D (2007), “The Dynamic Source Routing Protocol (DSR) for Mobile Ad Hoc Networks for IPv4”, RFC 4728, Available at: https://www.ietf.org/rfc/rfc4728.txt [3] Kadhum M (2010), “Network Performance and NS2”, Available at: http://www.internetworks.my/netapps2010/documents/ns2_tutorial.pdf [4] Perkins C (2001), Ad Hoc Networking, Addison-Wesley, USA [5] Perkins C., Belding-Royer E., Das S (2003), “Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing”, RFC 3561, Available at: https://www.ietf.org/rfc-/rfc3561.txt [6] Perkins C., Bhagwat P (1994), “Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector (DSDV) Routing for mobile computers”, Proceeding of ACM SIGCOMM Symposium on Communications Conference, pp 23444 [7] Teerawat I., Ekram H (2012), Introduction to Network Simulator NS2, second edition, Springer, USA ... TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hồ Thị Hƣờng ĐÁNH GIÁ SỰ TÁC ĐỘNG CỦA TỐC ĐỘ DI CHUYỂN VÀ TẢI DỮ LIỆU ĐỐI VỚI HIỆU NĂNG ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC... pháp đánh giá hiệu mạng đƣợc sử dụng để đánh giá hiệu giao thức định tuyến mạng ad hoc Trong ba phƣơng pháp trên, phƣơng pháp đánh giá mô đƣợc sử dụng luận văn để đánh giá tác động tốc độ di chuyển. .. đánh giá hiệu mạng [3] đánh giá kỹ thuật đo lƣờng, đánh giá mơ hình phân tích đánh giá mơ Các phƣơng pháp đánh giá hiệu mạng đƣợc sử dụng để đánh giá hiệu giao thức định tuyến mạng ad hoc - Đánh