Manet định tuyến dựa trên tiên đoán vị trí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ v € MẠNH CƯỜNG M A N E T- Đ ỊN H T U Y Ế N DựA T R Ê N T IÊ N Đ O ÁN V Ị T R Í Ngành: Cơng nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử 'lĩiône tin liên lạc Ma so: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyẻn Viết Kính (Trường ĐHCN - ĐHQG Hà Nội) ĐAI H Ọ C ý ƯỚC G IA HÀ NÒI TRUNG TAM THÒNG TIN THƯ VIỆN '1 HÀ NỘI 2006 / Á ỵí •ỉ MỤC LỤC M Ụ C L Ụ C TÓM TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG B lỂ BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮVIÊT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 10 • 1.1 Mạng di động Ad hoc (MANET) 10 1.1.1 Sự phát triển mạng 11 1.1.2 Các ngữ cảnh sử dụng mạng 13 1.1.3 Các đặc điểm mạng 14 1.2 Vấn đề định tuyến 15 1.2.1 Các thuật toán định tuyến truyền thống 15 1.2.2 Bài toán định tuyến mạng MANET 17 CHƯƠNG 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN MANET 19 2.1 Các kỹ thuật định tuyến MANET 19 2.1.1 Định tuyến L S v D V 19 2.1.2 Định tuyến chủ ứng định tuyến phán ứng 19 2.1.3 Cập nhật định kỳ cập nhạt theo k iệ n 20 2.1.4 Cấu trúc phẳng cấu trúc phân cấp 20 2.1.5 Tính tốn phi tập trung tính tốn phân tán 20 2.1.6 Định tuyến nguồn định tuyến theo chặng 21 2.1.7 Đơn đường đa đường 21 2.2 Phân loại giao thức định tuyến MANET 21 2.2.1 Giao thức DSDV 22 2.2.2 Giao thức OLSR 23 2.2.3 Giao thức AODV 24 2.2.4 Giao thức DSR 25 2.2.5 Giao thức TOR A 26 2.2.6 So sánh giao thức 27 2.3 MANET- Định tuyến dựa tiên đốn vị trí 30 2.3.1 Giao thức cập nhật 31 2.3.2 Tiên đoán .34 2.3.3 Định tuyến ỌoS 36 CHƯƠNG 3: MƠ PHỊNG CÁC MẠNG DI ĐỘNG AD HOC .39 3.1 Mơ hình MANET 39 3.2 Bộ mô NS2 39 3.3 Thiết lập MANET dùng mô NS2 40 3.3.1 Mơ phịng mạng không dây di độno, 40 3.3.1.1 Nút di động mô .40 3.3.1.2 Mô hình phương tiện chia sẻ 42 3.3.1.3 Hoạt động nút di động 43 3.3.2 Tạo ngữ cảnh 43 3.3.2.1 Các mơ hình chuyển động .44 a.Mơ hình Random Waypoint 44 b Mơ hình Random Walk 45 c Mơ hình Random Direction .47 3.3.2.2 Các mơ hình thơng lượng 48 3.4 Tổng quan trình mơ .49 3.5 Mô giao thức định tuyến 50 3.5.1 DSDV.T .50 3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.5.5 AODV 51 DSR 51 TORA 52 OLSR .53 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN VÀ ĐỊNH TƯYẺN QOS D ựA TRÊN TIÊN ĐOÁN VỊ TRÍ 54 4.1 Các tham số môi trường 54 4.2 Các độ đo hiệu 55 4.3 Các thí nghiệm mơ 56 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 Thí nghiệm 1: sử dụng mơ hình Random Waypoint 57 Thí nghiệm 2: sử dụng mơ hình Random W alk 63 Thí nghiệm 3: Sử dụng mỏ hình Random Direction .67 Thí nghiệm : So sánh mơ hình thơng lượng TCP CBR giao thức định tuyến DSR DSDV 71 4.4 Nhận xct hiệu giao thức 77 4.5 Thí nghiệm 5: Đánh giá định tuyén ỌoS dựa tiên đoán vị tri' 80 K ẾT LUẬN : 85 TÀI LIỆU THAM K H Ả O 87 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: MANET 10 Hình 1-2: Hoạt động mạng đơn chặng đa chặng 12 Hình 1-3: Mạng WPAN với kết nối Internet 14 Hình 2-1: Phân loại giao thức định tuyến mạng MANET 22 Hình 2-2: Định tuyến trạng thái liên kết định tuyến cải tiến O L SR 24 Hình 2-3: Sự hình thành đường giao thức T O R A 26 Hình 2-4: Tần suất cập nhật loại phụ thuộc vận tốc nút 32 Hình 2-5: Cập nhật loại 32 Hình 2-6: Tiên đốn vị trí, sử dụng cập nhật loại 35 H ình 3-1: Mơ /?út di động NS2 41 Hình 3-2: Mơ hình phương tiện chia sẻ NS2 .42 Hình 3-3: Di chuyển nút theo mơ hình Random Waypoint 45 Hình 3-4: Di chuyển nút theo mơ hình Random Walk 46 Hình 3-5: Sự di chuyển nút theo mơ hình Random D irection 47 Hình 3-6: Các mơ hình thơng lượng NS2 48 Hình 3-7: Tổng quan q trình mơ 49 Hình 4-1: So sánh kết phân phát gói tin mỏ hình Random Waypoint 59 Hình 4-2: So sánh trẻ đầu cuối trung bình mơ hình Random Waypoint 60 Hình 4-3: So sánh tải định tun chuẩn hố mơ hình Random Waypoint 63 Hình 4-4: So sánh kết phân phát gói tin mơ hình Random W alk 65 Hình 4-5: So sánh thời gian trẻ trung bình mó hình Random W alk 66 Hình 4-6: So sánh tải định tuyến chuấn hố mơ hình Random W alk 67 Hình 4-7: So sánh kết phân phát gói tin mỏ hình Random Direction .69 Hình 4-8: So sánh thời gian trễ trung bình mơ hình Random Direction .69 Hình 4-9: So sánh tải dịnh tuyến chuẩn hố mỏ hình Random Direction 70 Hình 4-10: So sánh tỉ lệ phát gói tin thành công TCP CBR giao thức DSDV 72 Hình 4-11: So sánh tải định tuyến chuẩn hóa TCP CBR giao thức DSDV 73 Hình 4-12: So sánh phần trăm gói tin phát thành cơng TCP CBR giao thức DSR 74 Hình 4-13: Trễ đầu cuối trung bình cüa TCP CBR giao thức DSR 75 Hình 4-14: So sánh tải định tuyến chuẩn hóa TCP CBR giao thức DSR 76 Hình 4-15: Phần trăm lỗi tiên đốn vị trí tiên đốn vị trí kết hợp trễ đầu cuối .81 Hình 4-17: Sự xác vị trí dự đốn trế vói cập nhật loại 82 Hình 4-17: Tổng số lỗi khoảng lỗi tăng dần 82 Hình 4-18: số lượng gói tin trung bình cập nhật loai nút/giây .83 DANH MỤC BẢNG BíỂU Bảng 2-1: So sánh độ phức tạp giao thức 28 Bảng 2-2: So sánh giao thức 29 Bảng 2-3: So sánh giao thức 30 Bảng 3-1: Các tham số cua mơ hình Random Waypoint 45 Bảng 3-2: Các tham số mô hình Random Walk 46 Bảng 3-3: Các tham số mơ hình Random Direction .47 Bảng 3-4: Các tham số hoạt động DSDV NS2 50 Bảng 3-5: Các tham số hoạt động AODV NS2 51 Bảng 3-6: Các tham số hoạt động DSR NS2 52 Bảng 3-7: Các tham số hoạt động TORA NS2 52 Bảng 3-8: Các tham số hoạt động OLSR mô 53 Bảng 4-1: Cấu hình mạng mơ theo mơ hình Random W aypoint 58 Bảng 4-2: Tải định tuyến chuẩn hố TORA mơ hình Random W aypoint 62 Bảng 4-3: Cấu hình mạng mó theo IĨ1Ơ hình Random Walk 65 Bảng 4-4: Cấu hình mạng mỏ theo mơ hình Random Direction 68 Bảng 4-5: c ấ u hình mô đẻ so sánh CBR, TCP giao thức DSR DSDV 71 Bảng 4-6: c ấ u hình mơ định tuyến QoS dựa tiên đốn vị trí—81 B Ả N G K Ý H IỆ U C Á C C H Ũ V I É T T Ả T AODV Ad hoc On-demand Distance Vector CBR Constant Bit Rate CSMA/CA Carrier Sense Multiple NAM Network Animator NS2 Network Simulator OLSR Optimized Link Slate Routing Protocol Access with Collision Avoidance DARPA Defense Advanced PAN Personal Area Network PDA Personal Digital Research Projects Agency DSDV PRnet Packet Radio Network QoS Quality o f Service RIP Routing Information Destination-Sequenced Distance Vector DSR Dynamic Source Routing DV Distance Vector IEEE Institute o f Electrical and Electronic Engineering IETF Assistant Internet Engineering Task Force Protocol RREP Route Reply RJR.EQ Route Request RTS Request To Send TC Topology Control TORA Temporally-Ordered LAN Local Area Network LS Link State MAC Medium Access Control WLAN Wireless LAN MAN ET Mobile Ad hoc Network WPAN Wireless PAN MPR Multipoint Relay Routing Algorithm MỞ ĐẦU Nhằm đạt tới giải phóng hồn tồn mạng di động không dây vào sở hạ tầng mạng cố định, nhiều hướng nghiên cứu, nhiều mơ hình kiến trúc hoạt động dưa Một hướng đánh giá cao mạng di động Ad hoc Đây mạng kết nối thiết bị tính tốn di động máy tính Laptop, PDA hay điện thoại cầm tay khu vực mà không cần tới sở hạ tầng mạng cố định hay đơn vị quản trị trung tâm hỗ trợ [20] Đặc trưng truyền thông MANET đa chặng, nút nguồn nút đích qua nhiều nút trung gian Với cấu hình tế bào chuẩn, định tuyến gói tin thông qua chặng từ sở tới nút di động Nhưng MANET gói tin định tuyến thông qua nhiéu chặng Mặt khác MANET có cấu hình phức tạp di chuyển nút, băng thông liên kết không dây hạn chế, khả tính tốn dung lượng nhớ nút bị giới hạn Để phát triển MANET thực tế cần phải phát triển giao thức làm việc hiệu môi trường đặc biệt Luận văn nghiên cứu giao thức định tuyến MANET đánh giá hiệu làm việc chúng lý thuyết thông qua thí nghiệm mơ mạng Các nội dung nghiên cứu cụ thể bao gồm: ❖ Nghiên cứu môi trường làm việc đặc điểm mạng ❖ Xem xét toán định tuyến mạng giải pháp ❖ Phân loại giao thức định tuyến ❖ Phân tích so sánh giao thức sở lý thuyết độ phức tạp đặc tính hoạt động ❖ Xây dung mơi trường mơ tích hợp số giao thức định tuyến cho MANET mô mạng NS2 ❖ Đánh giá giao thức định tuyến ngữ cảnh với tham số khác có ảnh hưởng tới hiệu suất giao thức định tuyến kích thước mạng, tải mạng, tốc độ thay đổi hình trạng mạng mơ hình di chuyển Luận văn bao gổm chương ngồi chương giới thiệu kết luận: Chương I: Giới thiệu mạng MANET tốn định tuyến mạng Chương II: Trình bày giao thức định tuyến mạng MANET, phân loại giao thức, mô tả chi tiết số giao thức tiêu biểu so sánh giao thức Chương III: Trình bày việc mơ MANET mô NS2 Chương IV: Nghiên cứu đánh giá hiệu suất giao Ihức định tuyến với độ đo hiệu cụ thể để so sánh giao thức điểu kiện mạng thay đổi So sánh MANET dùng mơ hình thơng lượng TCP CBR Đánh giá MANET sử dụng định tuyến dựa tiên đốn vị trí CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 Mạng di động Ad hoc (MANET) MANET (Mobile Ad hoc NETwork) mạng không dây đặc biệt gồm tập hợp thiết bị di động với giao tiếp không dây có khả truyền thơng trực tiếp với nằm vùng thu/phát sóng thơng qua nút trung gian làm nhiệm vụ chuyển tiếp hình 1-1 Trong MANET, nút vừa đóng vai trị truyền thơng vừa đóng vai trị thiết bị định tuyến Với nguyên tắc hoạt động vậy, MANET không bị phụ thuộc vào sở hạ tầng cố định đơn vị quản trị trung tâm mạng tế bào WLAN truyền thống Hình 1-1: MANET MANET có độ linh hoạt cao với khả hoạt động độc lập với sở hạ tầng mạng cố định [14]: • Triển khai nhanh có u cầu • Tin mạnh mẽ hoạt động phân tán khả tự động cấu hình lại mạng có thay đổi liên kết • Kết nối khơng giới hạn • Chi phí triển khai hoạt động thấp Ngồi ra, MANET có ý nghĩa đặc biệt quân sự, chống khủng bố, trường hợp tìm kiếm cứu hộ khẩn cấp việc xây dựng mạng cảm biến khu vực người truy cập 10 Tải định tuyến chuẩn hóa TCP CBR 10 nguồn DSR TCP-CBR10 nguồn c 2.5 « 15 ì ỉ ị I 0.5 ỉ ũ 100 200 300 400 500 400 500 Thịi gian tam dừng(s) Ị-^-CBR -«—TCP Tải định tuyến chuẩn hóa TCP CBR 20 nguồn DSR TCP-CBR 20 nguổn Ố c ' £Í O« Br 1.5 14 I 0.5 ị! 0 100 200 300 Thịi gian tam dừng(s) CBR TCP Hình 4-14: So sánh tải định tuyến chuẩn hóa TCP CBR giao Đánh giá Trong hầu hết trường hợp với ba thông số (tải định tuyến, phần trăm phát gói tin thành cơng, thời gian trễ đầu cuối trung bình) để so sánh việc sử dụng TCP cho MANET hoàn toàn hợp lý hiệu việc dùng CBR Do việc đánh giá hiệu giao thức hoàn toàn độc lập ta dùng mơ hình thơng lượng CBR, ta áp dụng mơ hình thơng lượng TCP với giao thức đánh giá tốt cho ngữ cảnh đặt để tăng hiệu giao thức Nhưng nhìn rõ khác biệt giao thức với điều dễ hiểu TCP có chế độ cân tải 4.4 Nhận xét hiệu giao thức Với mục đích đánh giá hiệu giao thức định tuyến MANET, xây dựng mô với mơ hình di chuyển khác nhau: Random Waypoint, Random Walk Random Direction thí nghiệm Các giao thức mà đánh giá hiệu suất DSDV, OLSR, DSR, AODV, TOR A thuộc nhiều kỹ thuật định tuyến khác bao gồm định tuyến trước, định tuyến theo yêu cầu, định tuyến nguồn, định tuyến phân tán, định tuyến dựa sở véc tơ khoảng cách, định tuyến sở trạng thái liên kết, Thơng qua mơ phỏng, giao thức thể tính hiệu khác chế định tuyến Sau kết luận chung hiệu suất giao thức chế định tuyến DSDV giao thức chủ ứng dựa véc tơ khoảng cách Giao thức làm việc tốt trường hợp cấu hình mạng có tốc độ thay đổi thấp, phân phát thành cơng trung binh 86% gói tin liệu (thí nghiệm 1) tỷ lệ giảm thay đổi mạng tăng lên DSDV phân phát thành cơng trung binh 74% thí nghiệm thấp thí nghiệm với 55% Khi mạng có nhiéu thay đổi, DSDV hội tụ chậm Trong trường hợp 10 nguồn thí nghiệm 1, trễ phân phát gói tin DSDV thấp ổn định, nhiên thí nghiệm có giá trị cao giao thức phản ứng AODV, DSR Ngoài ra, 77 giao thức chủ ứng, kết cho thấy tải định tuyến DSDV ổn định với thay đổi mạng Cũng giao thức chủ ứng, OLSR giao thức định tuyến mạng MANET cải tiến dựa phương pháp định tuyến trạng thái liên kết Điểm bật chế định tuyến OLSR việc sử dụng nhóm MPR Theo kết mô phỏng, OLSR cho kết tỷ lệ phân phát gói tin thành cơng tốt, 90% thí nghiệm 1, 98% thí nghiệm 94% thí nghiệm Điều cho thấy OLSR làm việc tốt trường hợp mạng tập trung, mật độ nút cao (thí nghiệm 2) Do thực định tuyến trước, độ trễ phân phát gói tin OLSR thấp so với giao thức phản ứng AODV, DSR tương đương với giao thức DSDV (thí nghiêm 1) Cũng giống DSDV, OLSR có tải định tuyến ổn định với mức di chuyển (thí nghiêm 1), cao giao thức chủ ứng AODV, DSR trường hợp tốc độ thay đổi cấu hình mạng thấp thấp mạng phi tập trung nhiều thay đổi (thí nghiệm 1, 2, 3) Thuộc giao thức định tuyến phản ứng, AODV kết hợp chế định tuyến véc tơ khoảng cách DSDV chế định tuyến phản ứng theo yêu cầu DSR Kết phân phát gói tin thành cơng AODV tốt, đạt tỷ lộ 98% thí nghiêm 1, 98,8% thí nghiêm 97% thí nghiệm So với giao thức DSDV, AODV cho kết phân phát gói tin cao thí nghiệm Với DSR, AODV cho kết tốt tương đương mức di chuyển thấp (thí nghiệm 1), mạng có nhiều thay đổi AODV cho kết tốt DSR (thí nghiệm 1,2,3)- Một kết đáng ý AODV độ trễ phân phát gói tin thấp Mặc dù giao thức phản ứng theo yêu cầu, AODV có độ trễ phân phát gói tin tương đương với giao thức chủ ứng DSDV OLSR ba thí nghiêm Tuy nhiên, kết mơ cho thấy, phí tải định tuyến AODV cao di chuyển mạng tăng Trong trường hợp đó, mức tải định tuyến AODV cao DSR Khắc với AODV, DSR giao thức phản ứng dựa định tuyến nguồn Mục đích thiết kế DSR loại bỏ chi phí cho cập nhật định kỳ đường phát hàng xóm với việc định tuyến nguồn Tuy nhiên, kết 78 cho thấy DSR thực tốt với mức di chuyển tải trung bình Khi mức di chuyển tải tăng, hiệu suất DSR giảm rõ rệt (thí nghiệm 1,3)- Điều thể rõ kết phân phát gói tin, độ trễ phân phát tải định tuyến Nguyên nhân DSR áp dụng chế trả lời tất yêu cầu tìm đường Cơ chế giúp DSR thu thập nhiều đường phân phát gói tin tốt nhiên, mức di chuyển mạng tăng, khả đường cache bị "ôi" tăng DSR chưa có đặc tả hết hạn đường cache Ngoài với khả "học" "nghe trộm" đường, chế DSR làm tăng khả phát tán đường bị "ôi" cache Cơ chế gửi route error DSR hạn chế với nút nằm đường qua gói tin liệu TORA ba giao thức định tuyến phản ứng đánh giá hiệu Hoạt động TORA dựa tên giải thuật đảo ngược liên kết (link reversal) Tuy nhiên, thiết kế TOR A không thực chức cảm nhận liên kếl Giao thức giả thiết chức thực hiên lớp liên kết giao thức khác IMEP Trong mô thực TOR A dựa IMEP để đảm nhận liên kết Trong thí nghiệm với trường hợp 10 nguồn, TOR A cho kết tốt với tỷ lệ phân phát gói tin thành cơng đạt 95,6% thí nghiêm 88% thí nghiệm nhiên, trường hợp cịn lại mạng khơng thể thao tác với tất truyền thông tạo giao thức định tuyến Kết phần đáng kể gói tin dữa liệu bị loại bỏ hiệu suất TORA đạt thấp So sánh giao thức, nhận xét sau rút từ kết mô Trong giao thức chủ ứng, OLSR cho kết tốt DSDV hầu hết trường hợp Với giao thức phản ứng, AODV thể kết tốt tải định tuyến cao với mạng có nhiều thay đổi Thể kết hợp phương pháp phản ứng sử dụng bảng, AODV cho kết định tuyến tốt hai giao Ihức có liên quan DSR DSDV 79 4.5 Thí nghiệm 5: Đánh giá định tuyến ỌoS dựa tiên đốn vị trí Thí nghiệm ta cho ta kết việc thực việc định tuyến QoS dựa tiên đốn vị trí.Sử dụng mơ hình chuyển động Random Waypoint với mơ hình thơng lượng TCP xây dựng kiểu tiên đoán loại Chúng ta dùng số đo lồi để đánh giá xác việc tiên đốn vị trí Số đo lỗi định nghĩa phần trăm vị trí dự đốn có thật khoảng cách định Ta ước lượng tiên đoàn lỗi nhiều trường hợp riêng biệt tiên đoán vị trí, tiên đốn vị trí trễ khoảng số thời gian truy nhập mạng Tổng kết cấu hình mạng mơ bảng 4-6 Các giá trị Tham sơ Cấu hình chung Số lượng nút 40 nút Khu vực địa lý 1100m X 1100m Thời gian mô 150 giây Mơ hình di chuyển Tốc độ di chuyển cao 15 m/giây Tốc độ di chuyển thấp m/giây Mơ hình thơng lượng Dạng thơng lượng TCP Số nguồn phát 10 Bảng 4-6: c ấ u hình mơ định tuyến QoS dựa tiên đốn vị trí Hình 4-15 xác tiên đốn vị trí kết hợp trễ đầu cuối so với tiên đốn vị trí Nếu tiên đốn vị trí, ta thấy khác vị trí thực vị trí tiên đốn nút nhận thời điểm gói tin gửi từ nút gửi thời gian nhận Chúng ta khơng tính trễ truyền dẫn từ điểm đầu đến điểm cuối gói tin Sự thiếu xác tiên đốn vị trí kết hợp trễ đầu cuối làm tăng thiếu xác tiên đốn vị trí, kết tiên đốn vị trí lỗi tổng lớn Các dự đoán xác vịng lm 90 trường hợp K h o ả n g c c h g iữ a vị t r í th ự c v vị t r í tiê n đ o n (m ) Hình 4-15: Phần trăm lỗi tiên đốn vị trí tiên đốn vị trí kết hợp trễ đầu cuối Hình 4-16 xác vị trí trễ đạt với khoảng cập nhật loại Khi giá trị khoảng cập nhật tăng lên độ xác giảm Sự kết lối lòng vòng tạo lên lỗi dự đoán lớn hom 10m tồn ngắn giây lát thay đổi bất thường nút chuyển động xảy trước truy cập loại mà cho truyền dẫn tới nút Hình 4-17 lỗi tiên đốn vị trí, thực khoảng cách vị trí thực vị trí tiên đốn với giá trị Chúng ta tiên đốn vị trí khoảng thơng thường 40ms vượt qua giới hạn mô 150s 81 12 - I 10 12 14 16 Khoảng cách vị trí thực vị trí tiên đốn(m) Hình 4-16: Sự xác vị trí dự đoán trế với cập nhật loại Khoảng cách vị trí thực vị trí tiên đốn(m) Hình 4-17: Tổng số lỗi khoảng lỗi tăng dần 82 Chúng ta đo khoảng cách vị trí dự đốn vị trí thực Đơn vị đo lỗi dự đoán sổ lượng lỗi, phần trăm lỗi tăng dần lên ta thấy rõ lựa chọn s ảnh hưởng tới tăng lên lỗi Với = 3m có 116 lỗi lớn hom 10m, có 17 lỗi khoảng lm đến 2m, 31 lỗi khoảng lm đến 3m tương ứng với đường cong = hình 4-17.Hầu hết lỗi nhỏ ô nằm hai đường cong này, chúng tăng dần đến ỗ Các lồi lớn ô coi chúng hầu hết cập nhật loại 2.5 -1 Sơ ? lượg trung bình 1,5 gói tin cập nhật/ 0,5 nút/ giây 12 Các khoảng lần cập nhật loại Hình 4-18: số lưọng gói tin trung bình cập nhật loai nút/giây Hình 4-18 chi phí cập nhật mà khơng sử dụng tối ưu hóa nào, để đo số lượng trung bình gói tin cập nhật nhận nút mạng giây Đối với khoảng giá trị cập nhật loại = 3m Đánh giá Các tham số mô số lượng nút, vận tốc nút, lưu lượng ban đầu sử dụng để xác định, đánh giá định tuyến QoS cách ước định theo cách cập nhạt Sử dụng cập nhật loại với khoảng cập nhật la 3s, = 3m tìm thấy dường dẫn cần thiết để thực giá trị trung bình cùa 0,53s 83 Sử dụng mơ hình thơng lượng TCP đạt cơng suất trung bình ( tỉ số gói tin truyền tới đích thành cơng tồng số gói truyền đi) 69,10% Các gói cịn lại truyền lại Cơng suất trung bình đo dựa gói tin truyền thành cơng tới đích giây 141,91 gói/giây 84 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu vấn đề định tuyến mạng MANET, lĩnh vực làm việc mạng khơng dây Đây vấn đề khó quan trọng hoạt động loại mạng Đề hoạt động tốt, giao thức cần giải vấn đề hiệu phí tổn hoạt động Tuy nhiên, để đánh giá yêu cầu không cần đến phân tích định tính giải thuật, cần thiết đánh giá giao thức mơi trường có yếu tố phức tạp mạng thực Luận văn nghiên cứu cách chi tiết môi trường mạng, yêu cầu qiao thức định tuyến làm việc hiệu Từ đó, chúng tơi đưa thí nghiệm với tham số cấu hình mạng đa dạng cho việc kiểm tra giao thức Với kết tính tốn, chúng tơi có đánh giá định lượng hiệu giao thức cho phép so sánh yếu tố hoạt động khác giao thức Cụ thể, xem xét chi tiết hoạt động năm giao thức định tuyến DSDV, OLSR, AODV, DSR TORA Năm giao thức sử dụng kỹ thuật định tuyến khác nhau: DSDV giao thức chủ ứng dựa véc tơ khoảng cách; OLSR giao thức chủ ứng dựa trạng thái liên kết; AODV giao thức phản ứng dựa trôn bảng véc tơ khoảng cách; DSR giao thức phản ứng dựa định tuyến nguồn TORA giao thức phản ứng dựa giải thuật đảo ngược liên kết Kết mô cho phép đưa kết luận sau: * DSDV cho kết làm việc tốt có tốc độ thay đổi cấu hình thấp tải định tuyến ổn định Tuy nhiên, hội tụ chậm hiệu suất giảm mạng có nhiều thay đổi * OLSR thể rõ ưu điểm làm việc mạng tập trung có mật độ nút cao * AODV giao thức phản ứng có kết hoạt động tốt mạng có thay đổi cấu hình tải mạng khác Tuy nhiên, tải định tuyến vấn đề với AODV mạng có nhiều thay đổi mở rộng * DSR hoạt động phản ứng dựa định tuyến nguồn Giao thức hạn chế triệt để cập nhật định tuyến trường hợp mạng có tốc độ thay đổi trung bình cho kết phân phát gói tin tốt Tuy nhiên chế giao thức chưa tối ưu mạng thay đổi lớn với bùng nổ gói tin điểu khiển * TORA có kết phụ thuộc nhiều vào giao thức cảm nhận liên kết Trong thí nghiệm, TOR A hoạt động tốt trường hợp mạng có thay đổi tải thấp Tuy nhiên tắc nghẽn xảy mạng có nhiều di chuyển hiệu suất giao thức đạt thấp *Việc ứng dụng mơ hình thơng lượng TCP vào MANET khẳng định hẳn so với dùng mơ hình thơng lượng CBR( đánh giá dựa tải định tuyến, trễ đầu cuối trung bình phần trăm truyền gói tin thành cơng) * Giao thức định tuyến QoS dựa tiên đốn vị trí nút MANET Giao thức dùng giao thức định tuyến MANET khác không dùng di chuyển nút Chi phí cho định tuyến QoS dựa giao thức cập nhật kiêu thấp Các mơ độ xác vị trí việc cập nhật vị trí chắn cung cấp đường truyền tự từ nguồn tới đích Kết nghiên cứu luận văn cho thấy vấn đề tính hiệu chi phi hoạt động giao thức định tuyến Tuy nhiên nhiều vấn đề khác giao thức cần xem xét như: + Vấn đề bảo mật + Các yêu cầu hiệu suất liên quan tới ứng dụng cụ thể vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS), + Sự kết nối mạng MANET với Internet + Định tuyến đa hướng(Multicast), 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Duy lợi (2002), "Mạng thơng tin máy tính: kiến trúc, nguyên tắc hiệu suất hoạt động", Nhà xuất Thế giới, Hà Nội Nguyễn Đình Việt (2003), "Nghiên cứu phương pháp đánh giá cải thiện hiệu giao thức TCP cho mạng máy tính", Luận án Tiến sỹ, Khoa Công nghệ, Đại học Quốc Gia, Hà Nội Andrew s Tanenbaum (2003) "Computer Networks", Fouth Edition, Prentice Hall, March 2003 c Perkins, E Belding-Royer, s Das (2003), "Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing, IETF Mobile MANET Network working Group, Internet Draft, work in progress", 19 October 2003 Charles E Perkins, Pravin Bhagwat (1994) "Highly Dynamic DestinationSequenced Distance Vector routing (DSDV) for mobile computer' , ACM SIGCOMM Computer Comm Rev, (24), phương pháp.234-244, 1994 David A Maltz (2001), " On -Demand Routing in Multi-hop wireless Mobile Ad hoc Networks, PhD Thesis, School of Computer science, Carnegie Mellon University David B Johnson, David A Maltz, Yih-ChunHu (2003) ''The dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad hoc Networks (DSR)", Published by IETF as RFC, work in progress, April 2003 David B Johnson, David A Maltz (1996), ” Dynamic Source Routing in Ad hex: wireless networks", in Mobile Computing, Klumer Academic Publisher, phương pháp 153-181 Elizabeth M Royer, C_K Toh (1999), "A review of current routing protocols for Ad hoc Mobile Wire less networks", IEEE Personal Communications, (2): 46-55, April 1999 10 Francisco J Ros (2005), UM- OLSR vO.8.7, http:// ants.dif.um.es/masimum/um-olsr/html/index.Html 87 11 IETF MANET Working Group, http://www.ietf.org/html.chrters/rnanetcharter.html 12 IIEEE Standards Department (2004), "Wireless LAN medium acess control (MAC) and physic layer (PHY) specifications, IEEE atandard 802.11 13 J Broch, D.A Maltz, D.B Johnson, Y _ c Hu and J Jetcheva (1998), ''APerformance comparison of multi-hop wireless ad hoc network routing protocols", Mobic.om'98, Proceedings of 4lh Annual ACM/ IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking, page 85-97, October 1998 14 Jie Wu, Ivan Stojmenovic (2004), "ad hoc networks", IEEE February 2004 15 Jochen H, Schiller (2000), "Mobile Communication", published by Addision Wesley 2000 16 John Jubin and Janet D Tomow (1987), "the DARPA packet radio network protocols" proceedings of the IEEE, 75 ( 1):21-3217 K Fall, K Vardhan," The Network Simulator(ns-2) User Manual, The VINT project." 18 Laura M F (1999), "Taxonomy for routing protocols in MANET", SICS Technical Report T99/07 19 Lee Breslau, Deborah Estrin, Kevin Hall (2000), " Advances in Network Simulation" IEEE, the VINT Project 20 Magnus F, Per Johanson, Peter L (2000), ” Wireless Ad hoc networkingthe art of networking without a network", Ericsson Review, No 4, pp.248-263 21 N.Milanovic, M.Maỉek, A.Davidson, V.Milutinovic (2004)" Routing and security in mobile ad hoc networks", IEEE February 2004 22 Raj Jain (1991), "Art of Computer systems performance analysis Techniques for Experimental Design Measurements Similation and Modeling", Wiley Computer Publishing, Jonh Wiley&Sons, January 1991 23 Rajee p, MArina R (2003), " Techology Trends in Wireless Communications", Artech House Publisher 2003 88 24 S Corson, J Macker (1999)" MANET: routing protocol performance Issues and Evaluation considerations” RFC 2501, IETF Networking Group, January 1999 25 S.R Das, C.E Perkins and E.M Royer (2000) " Performance comparison of two on - demand routing protocols for ad hoc networks" Proceedings IEEE INFOCOM 2000, pp 3-12, M arch 2000 26 T C lausen, Ed, P.Jacquet, Ed (2 0 ), "O ptim ized Link State R outing Protocol (OLSR)", RPC 3626, IETF Network Working Group 27 The VINT Project, The network simulator-ns-2, http://www.isi.edu/nsnam/ns/ 28 Tracy Camp, Jeff Boleng Vanessa Davies (2002)," A Survey of Mobility Models for ad hoc Network Research", Wireless Comunication & Mobile Computing (WCMC): Special issue on Mobile Ad hoc Networking : Research, Trends and Applications, (2), pp.483-502, 2002 29 V Park and M, Corson (2001) " Temporally-Ordered Routing Algorithm (TORA) ", IETF Internet Draft, work in progress, 20 July 2001 30 V Park, S.Corson (1997) " A highly Adaptive Distributed Routing Algothm for Mobile Wireless networks proceedings of INFOCOM' 97, 3:1405-1413, April 1997 31 VINT Project, ƯC Berkely, LBL, USC/ISI and xerox PARC (2005), the ns Manual (formerly ns Notes and Documentation), httD://www.isi.edu/nsnam /ns/ns-doccum entation.htm l 32 Xukai Zou, Byrav R, Spyros M (2001), ” Routing Techniques in wireless Ad hoc Networks- Classification and Comparison 33 Per Johansson, Tony Larsson, Nicklas Hedman (1999), ” Scenario- based performance analysis of routing protocols for mobile ad hoc networks", in Proceedings of the 4th annual ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking, 08/Ỉ999 89 34 S Basagni, I Chlamtac, V Syrotiuk and B Woodward A Distance Routing Effect Algorithm for Mobility(DREAM) p roc.of ACM MobiCom '98,October, Ỉ 998 35 Y Ko and Vaidya Location- Aided Routing(LAR) in Mobile Ad Hoc Network Proc o f ACM MobiCom ’98, October, 1998 36 w Su, S.-J Lee and M Gerla Mobility Prediction in Wireless Networks P r o c o f I E E E M IL C O M 0 , O cto b er, 0 37 s - B Lee and A Campbell INSIGNIA:P In- band signaling support for QoS in Mobile ad hoc network Proc of 5'h Int ’I Workshop fo r QoS in mobile Multimedia Commns (MoMuuC), October, 1998 39 Nguyễn Đình Việt, Nguyễn Minh Nguyệt Đánh giá giao thức định tuyến MANET không dây Kỷ yếu Hội Thảo Quốc Gia “ Một số vấn đề chọn lọc Công nghệ thông tin”, Đà Nẵng 08/2004 40 Nguyen Dinh Viet, Nguyen Minh Nguyet, Nguyen Manh Ha Simulationbased evaluation of routing protocol and Internet access in mobile wireless ad hoc network Ha Noi 05/2004 41 Nguyen Dinh Viet, Nguyen Minh Nguyet, Nguyen Manh Ha A comparison of caching solution to improve wed cache consistency in scalable network Thai Nguyen 08/2003 90 ... toán định tuyến truyền thống 15 1.2.2 Bài toán định tuyến mạng MANET 17 CHƯƠNG 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN MANET 19 2.1 Các kỹ thuật định tuyến MANET 19 2.1.1 Định tuyến. .. thức định tuyến MANET thống kê sau [18,32] 2.1.1 Định tuyến LS D V Một số giao thức định tuyến MANET dựa kỹ thuật định tuyến mạng có dây LS DV để xây dựng giải thuật thích ứng với MANET Vấn đề định. .. giao Ihức định tuyến với độ đo hiệu cụ thể để so sánh giao thức điểu kiện mạng thay đổi So sánh MANET dùng mơ hình thơng lượng TCP CBR Đánh giá MANET sử dụng định tuyến dựa tiên đoán vị trí CHƯƠNG