(Luận văn thạc sĩ) đánh giá ảnh hưởng của sự mở rộng mạng đến thông lượng tổng cộng của mạng ADHOC bằng mô phỏng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Quang Hưng ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ MỞ RỘNG MẠNG ĐẾN THÔNG LƯỢNG TỔNG CỘNG CỦA MẠNG ADHOC BẰNG MÔ PHỎNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Quang Hưng ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ MỞ RỘNG MẠNG ĐẾN THÔNG LƯỢNG TỔNG CỘNG CỦA MẠNG ADHOC BẰNG MƠ PHỎNG Ngành: Cơng nghệ thơng tin Chuyên ngành: Truyền liệu mạng máy tính Mã số: 60 48 15 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN ĐÌNH VIỆT HÀ NỘI - 2011 MỤC LỤC BẢNG CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC 1.1 Tổng quan mạng Ad hoc 1.2 Những thách thức 1.3 Kết luận CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ MỞ RỘNG ĐẾN THÔNG LƢỢNG TỔNG CỘNG CỦA MẠNG AD HOC 2.1 Mạng tùy chỉnh[1]: vị trí nút mẫu lƣu lƣợng tùy ý 2.2.1 Mơ hình giao thức [1] 2.2.1 Mơ hình vật lý [1] 2.2.3 Dung lƣợng vận chuyển Mạng tùy chỉnh [1] 10 2.2 Mạng ngẫu nhiên[1]: vị trí nút mẫu lƣu lƣợng ngẫu nhiên 12 2.2.1 Mô hình giao thức [1] 12 2.2.2 Mơ hình vật lý [1] 13 2.2.3 Thông lƣợng Mạng ngẫu nhiên [1] 13 CHƢƠNG GIỚI THIỆU BỘ MÔ PHỎNG NS-2 16 3.1 Giới thiệu mô NS-2 16 3.2 Cấu trúc NS-2 16 3.3 Các đặc tính NS-2 18 3.4 Mô mạng Ad hoc NS-2 [11] 19 3.4.1 Mơ hình mạng khơng dây đơn giản NS2 19 3.4.2 Tạo topo mạng không dây 19 3.4.3 Tạo hoạt động cho Nút 21 3.4.4 Các thành phần cấu thành mạng mobilenode [11] 23 3.4.5 Các lệnh sử dụng trình mơ wireless [8], [11] 23 3.4.6 Các thủ tục sử dụng trình mơ wireless [8], [11] 25 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM MƠ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 27 4.1 Ý tƣởng xây dựng chƣơng trình mơ 27 4.2 Xây dựng chƣơng trình mơ 27 4.2.1 Xây dựng mạng Ad hoc với thông số node: 27 4.2.2 Xây dựng hàm có chức mơ mạng Ad hoc 27 4.3 Xây dựng kịch di chuyển thiết lập nguồn sinh lƣu lƣợng 28 4.4 Kết mô 29 4.5 Nhận xét 30 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 31 5.1 Kết luận 31 5.2 Hƣớng phát triển 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Mơ hình mạng Ad hoc Hình 2: Một số ứng dụng mạng phân phối điểm thu nhận thông tin Hình 3: Cấu trúc NS - 17 Hình 4: Luồng kiện cho file Tcl chạy NS-2 18 Hình 5: Lược đồ mobilenode chuẩn wireless Monarch CMU mở rộng NS 21 Hình 6: Q trình chạy mơ 29 Hình 7: Đồ thị thơng lượng tổng cộng mạng theo thời gian 29 BẢNG CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AODV Adhoc On-demand Distance Vector CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access MANET Mobile Adhoc NETwork MPR Multi-Point Relays NS-2 Network Simulator with Collision Avoidance CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection DARPA Defense Advanced Research version OLSR Projects Agency Optimized Link State Routing Protocol DSDV Destination-Sequenced Distance Vector PRnet Packet Radio Network DSR Dynamic Source Routing RREP Route Reply IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers RREQ Route Request LAN Local Area Network TORA Temporally-Ordered Routing Algorithm MAC Media Access Control WLAN Wireless LAN LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ mạng Ad hoc công nghệ hữu dụng số công nghệ mạng không dây Công nghệ cho phép nút mạng giao tiếp trực tiếp với cách sử dụng máy thu phát vô tuyến mà khơng cần có sở hạ tầng cố định Đây đặc trưng riêng mạng Ad hoc so với mạng truyền thống trước mạng di động kiểu tế bào (cellular) hay mạng LAN không dây, nút giao tiếp với thơng qua trạm gốc (Base Station) Tuy nhiên, mạng Ad hoc phải đối mặt với số thách thức giới hạn phạm vi truyền dẫn, vấn đề trạm ẩn, gói lỗi đường truyền, chuyển động nút mạng làm thay đổi tuyến đường, ràng buộc băng thông lượng, mở rộng số lượng nút mạng Trong phạm vi luận văn này, tập trung đưa đánh giá ảnh hưởng mở rộng mạng đến thông lượng tổng cộng mạng Ad hoc phương pháp mơ Khố luận chia làm chương: - Chương 1: Tổng quan mạng Ad hoc - Chương 2: Ảnh hưởng mở rộng mạng Ad hoc đến thông lượng tổng cộng mạng - Chương 3: Giới thiệu mô NS2 - Chương 4: Mô đánh giá kết - Chương 5: Kết luận hướng phát triển luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC Chương trình bày tổng quan mạng Ad hoc, ứng dụng nhiều lĩnh vực sống mạng Ad hoc Đồng thời, đề cập đến thách thức mà mạng Ad hoc phải đối mặt 1.1 Tổng quan mạng Ad hoc Mạng Ad hoc loại mạng đời số mạng truyền thông không dây Trong mạng Ad hoc, node mạng vừa di động vừa truyền thơng với node khác sử dụng thu/phát không dây mà không cần sử dụng sở hạ tầng mạng cố định Các nút mạng Ad hoc truyền thơng với kể chúng khơng có liên kết không dây trực tiếp, nhờ việc nút mạng trang bị chức router để chuyển tiếp gói tin cho nút khác Điều đặc điểm khác biệt lớn mạng Ad hoc so với mạng không dây cổ điển mạng truyền thông di động kiểu tế bào (cellular) hay mạng LAN không dây (Wireless LAN), mạng này, node phải truyền thông với trạm sở trạm sở kết nối với kết nối với mạng có dây (thường Internet) Mạng Ad hoc trông đợi làm nên cách mạng truyền thông không dây vài năm tới: bổ sung mơ hình mạng cổ điển (Internet, mạng cellular, truyền thông vệ tinh), mạng Ad hoc trở nên vô phổ biến, cách khai thác công nghệ không dây Ad hoc, thiết bị không dây vô phổ biến (điện thoại , PDA, laptop …) thiết bị cố định (máy trạm, điểm truy xuất Internet khơng dây…) kết nối tạo thành mạng rộng khắp tồn cầu Hình 1: Mơ hình mạng Ad hoc Những ứng dụng tương lai theo xu hướng công nghệ mạng Ad hoc chắn chứng minh hữu dụng.Ví dụ, xem xét tình sau Một trận động đất phá hủy hầu hết thứ, sở hạ tầng thông tin liên lạc thành phố lớn (gồm: hệ thống đường dây điện thoại, trạm sở mạng cellular …) Một vài đội cứu hộ (chữa cháy, cảnh sát, y tế …) làm việc vùng bị thảm họa để cứu người Để mang lại giúp đỡ tốt cho người dân đội cứu hộ phải phối hợp với Rõ ràng, hành động phối hợp đạt người cứu hộ có khả giao tiếp với người đội vả đội khác (ví dụ cảnh sát với cảnh sát hay cứu hỏa với y tế) Với cơng nghệ có sẵn, nỗi nỗ lực phối hợp người cứu hộ hoàn cảnh sở hạ tầng thông tin liên lạc bị phá hủy nghiêm trọng khó khăn: chí thành viên nhóm trang bị máy đàm thiết bị tương tự, quyền truy cập vào sở hạ tầng truyền thơng cố định có sẵn người cứu hộ liên lạc phạm vi gần Vì ưu tiên ngày quản lý thiên tai làm để khôi phục lại hệ thống sở thông tin liên lạc nhanh tốt, việc thường thực cách sửa chữa sở hạ tầng bị phá hủy triển khai thiết bị thơng tin liên lạc tạm thời Tình hình khác nhiều cơng nghệ mạng Ad hoc sẵn sàng: cách sử dụng đầy đủ hình thức truyền thơng khơng dây phân cấp hay truyền thông không dây đa chặng, người cứu hộ có khả giao tiếp khoảng cách tương đối xa Đối với môt khu vực bị thiên tai có mật độ dân cư đơng thành phố cơng nghệ mạng Ad hoc mang lại thành cơng nỗ lực cứu hộ mà không cần sử dụng sở hạ tầng thơng tin liên lạc Ví dụ phần mơ tả tính nối bật ứng dụng sử dụng công nghệ mạng Ad hoc; Phần trình bày đặc điểm mạng Mạng không đồng nhất: Một mạng Ad hoc điển hình mạng lưới bao gồm nhiều thiết bị khơng đồng Ví dụ mơ tả, nhóm cứu hộ làm việc vùng bị thiên tai trang bị thiết bị truyền thông giao tiếp khác như: điện thoại di động, PDAs, đàm hay máy tính xách tay… Để cho việc thiết lập mạng lưới thông tin liên lạc cách thành cơng cơng nghệ mạng phải tảng giúp cho phép thiết bị khác giao tiếp với Tính di động: mạng Ad hoc điển hình, hầu hết node mạng di động, ví dụ trường hợp người làm việc vùng bị thiên tai mà ta nêu ví dụ Mạng phân tán: nút mạng Ad hoc phân tán theo phương diện vật lý, thực tế nút mạng gần truyền thơng qua chặng (truyền trực tiếp nút gửi nút nhận) hữu dụng nhiều truyền thông qua nhiều chặng không cần thiết Tiềm ứng dụng mạng Ad hoc nhiều, đánh giá ứng dụng sau có nhiều tiềm nhất: Phân phối nhanh chóng lưu lượng truy cập mạng viễn thông Internet đường cao tốc khu đô thị: Những tuyến đường cao tốc khu đô thị trang bị trạm thu/phát vơ tuyến cố định, gửi thông tin quảng bá tới xe có gắn thiết bị thu nhận (thí dụ thu tín hiệu GPS, Wi-fi, ) Các xe hoạt động gần trạm thu/phát cập nhật thơng tin giao thơng nhanh chóng So với cơng nghệ cũ cơng nghệ cung cấp thơng tin xác nhanh chóng Truy cập Internet khắp nơi: Ngày nay, hầu hết khu vực công cộng như, sân bay, nhà ga, khu mua sắm cao cấp, trang bị điểm truy cập Internet không dây, cách sử dụng thiết bị di động người dùng khác cầu nối không dây, việc truy cập internet phủ rộng hầu hết nơi, cho người không gần điểm truy cập Phân phối điểm thu nhận thông tin: Bằng cách sử dụng trạm truyền thông không dây điểm thu nhận thơng tin phân phối thu thập thông tin từ người sử dụng Ví dụ thu nhận thơng tin chuyến du lịch, kiện xung quanh, thông tin cửa hàng, nhà ăn khu khu vực … Ứng dung cho ma Hình 2: Một số ứng dụng mạng phân phối điểm thu nhận thông tin 1.2 Những thách thức Mặc dù công nghệ áp dụng cho mạng Ad hoc tương đối hồn thiện, ứng dụng hồn tồn khơng có Một ngun nhân thực tế số vấn đề mạng Ad hoc cịn chưa có hướng giải Trong phần mô tả trạng thái công nghệ mạng Ad hoc thời đối điện với thách thức việc thiết kế mạng Ad hoc Mạng không dây Ad hoc thu hút nhiều quan tâm của nhà nghiên cứu ngành công nghiệp năm gần đây; kết loạt hoạt động nghiên cứu chế truyền thông không dây Ad hoc thiết kế chuẩn hóa Thí dụ số chuẩn sử dụng phổ biến chuẩn IEEE 802.11 Bluetooth thực thi hàng loạt thiết bị không dây thương mại, chuẩn cho phép thiết bị khơng dây giao tiếp với mà sử dụng sở hạ tầng Vì vậy, giao tiếp không dây đa chặng (multihop) thiêt bị khác điện thoại di động, máy tính xách tay, PDA hay thiết bị thơng minh trở thành thực với công nghệ cung cấp thời Ngun nhân việc có ứng dụng mạng Ad hoc thực tế triển khai dịch vụ mạng Ad hoc gặp nhiều khó khăn.Những thách thức mà gặp phải là: - Sự trì lượng: Những thiết bị mạng Ad hoc thường sử dụng nguồn lượng pin gắn cùng, đó, mục tiêu việc thiết kế mạng cho nguồn lượng sử dụng cách hiệu - Hình trạng mạng khơng cấu trúc và/hoặc thay đổi theo thời gian: Trong mạng lưới node, nguyên tắc thiết bị di động nơi khu vực rộng lớn liên tục di động, đồ thị biểu diễn cho nút 18 - File Trace (file.tr) dùng cho công cụ Lần vết Giám sát Mô XGRAPH hay TRACEGRAPH NAM Visual Simulation - Mô ảo NAM Tracing and Monitoring Simulation - Mơ Lần vết Giám sát Hình 4: Luồng kiện cho file Tcl chạy NS-2 3.3 Các đặc tính NS-2 NS-2 hỗ trợ mơ tốt cho mạng có dây mạng khơng dây Bao gồm ưu điểm bật sau: Khả kiểm tra tính ổn định giao thức mạng tồn Khả đánh giá giao thức mạng trước đưa vào sử dụng Khả thực thi mơ hình mạng lớn mà gần ta thực thi thực tế Khả mô nhiều loại mạng khác Trong NS-2 có khả mơ phỏng: Các mơ hình mạng: LAN, WLAN, di động, vệ tinh, Các giao thức mạng như: TCP, UDP Các dịch vụ nguồn lưu lượng như: FTP, CBR, VBR, Telnet, http Các kỹ thuật quản lý hàng đợi: Vào trước Ra trước (Drop Tail), Loại bỏ sớm ngẫu nhiễn - RED (Random Early Drop) Xếp hàng dựa phân lớp – CBQ (Class-Based Queueing) Các thuật toán định tuyến như: Dijkstra, Distance Vector, Link State… Các Chuẩn IEEE 802.11, IEEE 802.3,… NS-2 thực thi multicasting vài giao thức lớp Điều khiển truy cập đường truyền (MAC) mô LAN 19 3.4 Mô mạng Ad hoc NS-2 [11] 3.4.1 Mơ hình mạng khơng dây đơn giản NS2 Thực chất mơ hình mạng không dây bao gồm MobileNode (Nút di động) lõi (core) với đặc tính hỗ trợ thêm vào cho phép trình mơ mạng multi-hop với thủ tục Ad hoc, mạng LAN không dây, … Đối tượng MobileNode đối tượng tách biệt Lớp MobileNode C++ xuất phát từ lớp cha lớp Node Vì vậy, MobileNode đối tượng Node sở cộng thêm chức wireless node mobile có khả di chuyển bên topo, có khả nhận truyền tín hiệu đến từ kênh wireless Sự khác chúng MobileNode kết nối liên kết (link) đến node khác hay mobilenode Trong phần này, trình bày đặc tính MobileNode, chế định tuyến nó, giao thức định tuyến dsdv, aodv, tora dsr, trình tạo ngăn xếp mạng cho phép kênh truy suất bên MobileNode, trình bày cách ngắn gọn thành phần cấu thành ngăn xếp, vết hỗ trợ (trace support) di chuyển/vận chuyển (movement/traffic) chuỗi cho trình mơ wireless 3.4.2 Tạo topo mạng không dây MobileNode đối tượng nsNode sở với chức di chuyển, khả truyền nhận kênh cho phép tạo môi truờng mobile, môi trường mô wireless Lớp MobileNode có xuất phát từ lớp sở Node MobileNode đối tượng tách biệt Các tính mobile gồm có di chuyển node, cập nhập vị trí định kỳ, trì đường biên topo,… thực thi C++ q trình dị tìm thành phần mạng bên MobileNode (như phân lớp, dmux, LL, Mac, Channel,…) thực thi Otcl Các chức thủ tục trình bày phần tìm thấy ~ns/mobilenode.{cc,h}, ~ns/tcl/lib/ns-mobilenode.tcl, ~ns/tcl/mobility/dsdv.tcl, ~ns/tcl/mobility/dsr.tcl, ns/tcl/mobility/tora.tcl Các tập lệnh minh hoạ tìm thấy ~ns/tcl/ex/wireless-test.tcl and ~ns/tcl/ex/wireless.tcl Bốn giao thức định tuyến Ad hoc NS2 hỗ trợ DSDV (Destination Sequence Distance Vector), DSR (Dynamic Source Routing), TORA (Temporally ordered Routing Algorithm) OADV (Adhoc On-demand Distance Vector) Cơ sở tạo mobilenode trình bày sau dây: 20 $ns_ node-config -adhocRouting $opt(adhocRouting) -llType $opt(ll) -macType $opt(mac) -ifqType $opt(ifq) -ifqLen $opt(ifqlen) -antType $opt(ant) -propInstance [new $opt(prop)] -phyType $opt(netif) -channel [new $opt(chan)] -topoInstance $topo -wiredRouting OFF -agentTrace ON -routerTrace OFF -macTrace OFF Cấu hình API cho mobilenode với tất giá trị giao thức định tuyến adhoc-routing, ngăn xếp mạng, kênh, topo, mơ hình chung, với định tuyến hữu tuyến trả on hay off vết tìm kiếm trả on hay off mức khác (router, mac, agent) Địa phân cấp sử dụng, địa phân cấp node cần phải đưa xác Đây phương pháp tạo mobilenode: for { set j } { $j < $opt(nn)} {incr j} { set node_($j) [ $ns_ node ] $node_($i) random-motion ;# disable random motion } Thủ tục tạo đối tượng mobilenode (tách biệt), tạo agent định tuyến adhoc-routing đặc tả, tạo ngăn xếp mạng gồm: lớp link, giao diện ngăn xếp, lớp mac, giao diện mạng với antenne, sử dụng định nghĩa mơ hình phổ biến 21 Hình 5: Lược đồ mobilenode chuẩn wireless Monarch CMU mở rộng NS 3.4.3 Tạo hoạt động cho Nút Mobilenode thiết kế để hoạt động (move) dạng topo Tuy nhiên dạng thứ khơng sử dụng Đó Mobilenode hoạt động dạng flat (phẳng) với Z lúc Vì vậy, mobilenode có toạ độ X, Y, Z(=0) mà tiếp tục điều chỉnh node hoạt động (move) Có hai chế đưa di chuyển mobilenode Trong phương thức đầu tiên, vị trí bắt đầu node đích sau thiết lập cách rõ rang Những dẫn (directive) thường tập trung chuỗi file di chuyển riêng biệt 22 Vị trí bắt đầu đích tương lai mobilenode thiết lập cách sử dụng API sau: $node set X_ $node set Y_ $node set Z_ $ns at $time $node setdest Tại $time sec, node bắt đầu hoạt động (moving) từ vị trí bắt đầu (x1,y1) chuyển tiếp sang đích (x2,y2) với tốc độ (speed) xác định Trong phương thức này, node-movement-updates khởi tạo (triggered) vị trí node thời gian u cầu Q trình khởi tạo dạng truy vấn (query) từ trình tìm kiếm node lân cận để biết khoảng cách chúng, hay chọn lời dẫn mô tả để thay đổi hướng tốc độ node Phương thức thứ hai tận dụng trình hoạt động ngẫu nhiên node Thường sử dụng: $mobilenode start Khởi động mobilenode với vị trí ngẫu nhiên thường cập nhập để thay đổi hướng tốc độ node Giá trị đích tốc độ tạo ngẫu nhiên Quá trình hoạt động mobilenode thực thi C++ Hãy xem phương pháp ~ns/mobilenode.{cc.h} để biết chi tiết trình thực thi Không quan tâm đến phương thức dụng để tạo hoạt động cho node, topo mobilenode cần phải xác định Nó cần phải định nghĩa trước tạo mobilenode Dạng topo không cấu trúc (flat) thông thường tạo dựa vào đặc tả chiều dài chiều rộng topo sở: set topo [new Topography] $topo load_flatgrid $opt(x) $opt(y) opt(x) opt(y) giới hạn sử dụng trình mơ Q trình hoạt động mobilenode đưa vào (logged) cách sử dụng thủ tục sau: proc log-movement {} { 23 global logtimer ns_ ns set ns $ns_ source /mobility/timer.tcl Class LogTimer -superclass Timer LogTimer instproc timeout {} { global opt node_; for {set i 0} {$i < $opt(nn)} {incr i} { $node_($i) log-movement } $self sched 0.1 } set logtimer [new LogTimer] $logtimer sched 0.1 } Trong trường hợp này, vị trí mobilenode đặt vào sau 0.1 giây 3.4.4 Các thành phần cấu thành mạng mobilenode [11] Ngăn xếp mạng mobilenode gồm có lớp link (LL), mô-đun ARP kết nối đến LL, hàng đợi ngăn xếp IFq (interface priority queue(IFq)), lớp MAC, giao diện mạng netIF (interface(netIF)), tất kết nối đến kênh channel Các thành phần cấu thành mạng tạo tìm thấy OTcl 3.4.5 Các lệnh sử dụng trình mơ wireless [8], [11] $ns_ node-config -addressingType -adhocRouting -llType -macType 24 -propType -ifqType -ifqLen -phyType -antType -channelType -topoInstance -wiredRouting -mobileIP -energyModel -initialEnergy -rxPower -txPower -agentTrace -routerTrace -macTrace -movementTrace $ns_ node : Câu lệnh sử dụng để tạo mobilenode sau trình cấu hình node thực hiệnh dòng lệnh nodeconfig Địa phân cấp sử dụng, địa phân cấp hier address node cần đưa hợp lý $node log-movement: Lệnh trước sử dụng để đưa vào q trình di chuyển mobilenode thay $ns_ node-config -movementTrace create-god : Dòng lệnh sử dụng để tạo trường hợp God Số mobilenode đưa đối số sử dụng God để tạo ma trận lưu trữ thông tin kết nối topo $topo load_flatgrid : Lệnh khởi tạo khung cho đối tượng topography tọa độ x-y topo sử dụng để tạo kích 25 thước cho khung Độ phân giải khung đưa Giá trị mặc định $topo load_demfile : Để nhập vào đối tượng DEMFile topo Xem ns/dem.cc, để biết thêm chi tiết DEMFile $ns_ namtrace-all-wireless : Câu lệnh sử dụng để khởi tạo tên tìm kiếm file để nhập vào node di chuyến để thấy nam Tên tìm kiếm file, tọa độc X Y topo wireless đưa đối số lệnh $ns_ nam-end-wireless : Lệnh sử dụng để dừng thời gian mô đưa $ns_ initial_node_pos : Lệnh xác định phần khởi tạo nam kích thước node nam Hàm gọi sau mơ hình mobile xác định $mobilenode random-motion : Random-motion sử dụng để kích hoạt ngẫu nhiên q trình di chuyển mobilenode, trường hợp đích ngẫu nhiên gán cho nút không cho phép cho phép di chuyển ngẫu nhiên $mobilenode setdest : Lệnh sử dụng để thiết lập đích cho mobilenode Mobile node bắt đầu di chuyển đến đích tọa độ với tốc độ m/s $mobilenode reset: Lệnh sử dụng để thiết lập lại tất đối tượng node (các thành phần mạng LL, MAC, phy, …) 3.4.6 Các thủ tục sử dụng trình mơ wireless [8], [11] Sau danh sách thủ tục bên sử dụng mạng wireless: $mobilenode base-station : Thủ tục sử dụng cho wiredcum-wireless Mobilenode cung cấp với thông tin base-stationnode cho domain Địa phân cấp wired-cum-wireless sử dụng địa phân cấp 26 $mobilenode log-target : đối tượng truy tìm thường gặp, sử dụng để đưa vào trình di chuyển mobilenode lượng sử dụng $mobilenode topography : Lệnh sử dụng để cung cấp node với điều khiển đối tượng topo $mobilenode addif: Mobilenode có nhiều giao diện mạng Dòng lệnh sử dụng để đưa điều khiển cho giao diện mạng đến node $mobilenode namattach : Lệnh sử dụng để thêm vào tên dị tìm file đến mobilenode Tất tên dị tìm node sau ghi vào file namtrace file $mobilenode radius : Bán kính biểu thị dải node Tất mobilenode giảm đường kính bán kính node tâm quan tâm đến lân cận Nội dung sử dụng gridkeeper $mobilenode start: Dòng lệnh sử dụng trình bắt đầu di chuyển mobilenode kết thúc 27 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM MƠ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.1 Ý tưởng xây dựng chương trình mơ - Mạng Ad hoc xây dựng từ ý tưởng giả sử coi node mạng cảm biến, cảm biến tạo nên mạng Ad hoc, mạng cảm biến - Xây dựng nên mạng Ad hoc với thay đổi số lượng node (các cảm biến) tham gia - Giả lập có truyền tải gói tin node - Đánh giá ảnh hưởng số lượng mật độ nút mạng đến thông lượng tối đa mạng 4.2 Xây dựng chương trình mơ Chương trình xây dựng theo nhiều module gép nối module với để mô tả ý tưởng nêu Sau gép nối module với nhau, chương trình có khả mơ mang Ad hoc cách Module chương trình Wireless Sensor NetWork đảm nhiệm vai trò: - Xây dựng mạng Ad hoc với thông số node Xây dựng hàm có chức mơ mạng 4.2.1 Xây dựng mạng Ad hoc với thông số node: - Số nút (trạm) mạng 100, 150 200 bố trí khơng gian mơ cố định 1500 x 500 m2 Cự li phát sóng (radio range) thiết lập 9m - Phương thức kết nối trạm kết nối ngang hàng, có sử dụng tín hiệu “beacon” 4.2.2 Xây dựng hàm có chức mơ mạng Ad hoc - Việc truyền thông cặp nút sử dụng giao thức UDP, thực thể gửi UDP gắn với nguồn sinh lưu lượng với phân bố gói tin đưa vào mạng phân bố đều, nghĩa nguồn thuộc loại CBR (Constant Bit Rate) Luận văn lựa chọn giao thức UDP nguồn sinh lưu lượng CBR để chủ động điều khiển tải đưa vào mạng để khảo sát phụ thuộc thông lượng mạng đến mật độ nút mạng 28 - Giao thức định tuyến AODV[5] Dải thông (bandwidth) kênh truyền nút mạng thiết lập 250 Kbps Kích thước gói tin 100byte (như dải thơng tính theo packets/s xấp xỉ 300 packet/s) - Thời gian thực mô khoảng 900 ms - Các file kịch di chuyển kết nối sinh cơng cụ có sẵn NS2 4.3 Xây dựng kịch di chuyển thiết lập nguồn sinh lưu lượng NS-2 hỗ trợ số công cụ để tạo file ngữ cảnh cách tự động ngẫu nhiên Các công cụ nằm thư mục: …/ns-2/indep-utils/cmu-scen-gen/, với tính sau: - setdest: Là công cụ viết C++, giúp cho người nghiên cứu tạo kịch bao gồm vị trí ban đầu nút di động di chuyển chúng Trong công cụ này, coi tọa độ z nút nút di chuyển mặt phẳng Thực setdest cách gõ lệnh sau: /setdest -n -p -s -t -x -y > / - cbrgen.tcl: Là công cụ viết ngôn ngữ tcl, sử dụng thông qua thơng dịch ns-2, giúp người nghiên cứu tạo kịch truyền thông giao thức giao vận TCP Câu lệnh: ns cbrgen.tcl [-type cbr|tcp] [-nn nodes] [-seed seed] [-mc connections] [-rate rate] > / Sử dụng công cụ giúp người nghiên cứu tạo kịch truyền thông di chuyển mạng với số lượng nút di động tương đối lớn Tuy nhiên việc tạo kịch ngẫu nhiên, khơng theo ý muốn người nghiên cứu, nên nhiều trường hợp người nghiên cứu phải tự viết kịch truyền thơng có ý nghĩa mơ điển hình 29 4.4 Kết mơ Thơng lượng trung bình Hình 6: Q trình chạy mơ Dựa vào chương trình mơ có bảng thơng số nhứng kết sau Thời gian mơ Hình 7: Đồ thị thông lượng tổng cộng mạng theo thời gian 30 4.5 Nhận xét Qua kết nhận ta dễ ràng nhận thấy: Khi mật độ nút mạng tăng lên, ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc mạng Điều hoàn toàn phù hợp với kết nêu chương 2: ảnh hưởng mở rộng mạng đến thông lượng tổng cộng mạng Adhoc 31 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Luận văn trình bày kết khảo sát đánh giá ảnh hưởng mở rộng mạng đến thông lượng tổng cộng mạng Ad hoc phương pháp giải tích phương pháp mơ Kết nghiên cứu phương pháp giải tích rarằng thơng lượng mạng tính theo cơng thức (n)=(-)( W n log n ) bit/giây luận văn cho thấy mật độ node lớn vượt qua ngưỡng bảo hịa mạng Ad hoc, thơng lượng mạng giảm mật độ node tăng Về việc nghiên cứu đánh giá mô phỏng, tác giả luận văn thực việc nghiên cứu sử dụng cơng cụ NS-2, hết thời gian làm luận văn, nên đưa số kết ban đầu 5.2 Hướng phát triển Tuy có nhiều cố gắng tác giả luận văn gặp phải nhiều vấn đề chưa giải được, việc thực mơ phỏng, thời gian tới tác giả luận văn tự thấy cần phải tiếp tục nghiên cứu để thực hết mục tiêu đặt ban đầu 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh Piyush Gupta and P.R.Kumar: “The capacity of Wireless Networks” Department of Electrical and Computer Engineering, and Coordinated Science Laborotory, University of Illinois, 1308 West Main Street, Urbana, IL 61801, USA Subir Kumar Sarkar, T G Basavaraju, C Puttamadappa, “Ad hoc Mobile Wireless Network Principles, protocols, and Applications”, Auerbach Publications, 2007 Prasant Mohapatra and Srikanth Krishnamurthy, “Ad hoc network Technologies and Protocols”, Spinger Science and Business Media, 2005 S Gowrishankar, T.G Basavaraju, M Singh, Subir Kumar Sarkar , “Scenario based Performance Analysis of AODV and OLSR in Mobile Ad hoc Networks”, Jadavpur University, Acharya Institute of Technology India 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 M.Saravana karthikeyan, K.Angayarkanni and Dr.S.Sujatha, Member, IAENG “Throughput Enhancement in Scalable MANETs using Proactive and Reactive Routing Protocols”, Proceedings of the Internationnal MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2011 Vol II, IMECS 2011, 17-19 March 2010, Hong Kong Marc Greis.Tutorial for the network simulator “NS” VINT Group http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial Eitan Altman, Tanima Jiménez, “NS Simulator for beginners”, Lecture Note, 2003-2004 (Tham khảo tài liệu dịch thuật “Mô NS – 2” nhóm TE Vntelcom.org.) Tiếng Việt Vũ Duy Lợi, Nguyễn Đình Việt, Tạ Hữu Trung, “Nguyên tắc hiệu suất hoạt động mạng di động cá nhân theo tiêu chuẩn IEEE 802.15.4” Báo cáo trình bày Hội thảo Quốc gia lần thứ chín “Một số vấn đề chọn lọc Công nghệ thông tin Truyền thơng”, Đại học Đà Lạt, 15-17/6/2006 10 Nguyễn Đình Việt, “Đánh giá hiệu mạng máy tính”, Hà Nội, 2007 11 Ebooks NS2 Tiếng Việt (http://google.com.vn) ... Hưng ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ MỞ RỘNG MẠNG ĐẾN THÔNG LƯỢNG TỔNG CỘNG CỦA MẠNG ADHOC BẰNG MƠ PHỎNG Ngành: Cơng nghệ thơng tin Chun ngành: Truyền liệu mạng máy tính Mã số: 60 48 15 LUẬN VĂN THẠC... nút mạng làm thay đổi tuyến đường, ràng buộc băng thông lượng, mở rộng số lượng nút mạng Trong phạm vi luận văn này, tập trung đưa đánh giá ảnh hưởng mở rộng mạng đến thông lượng tổng cộng mạng. .. làm chương: - Chương 1: Tổng quan mạng Ad hoc - Chương 2: Ảnh hưởng mở rộng mạng Ad hoc đến thông lượng tổng cộng mạng - Chương 3: Giới thiệu mô NS2 - Chương 4: Mô đánh giá kết - Chương 5: Kết