Luận văn nghiên cứu phương pháp định tuyến hiệu quả trên cơ sở định tuyến đa đường có cân bằng tải cho mạng ad hoc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Thu Thảo NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG CÓ CÂN BẰNG TẢI CHO MẠNG AD HOC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Thu Thảo NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG CÓ CÂN BẰNG TẢI CHO MẠNG AD HOC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN TAM Thái Nguyên - 2020 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, em hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Khoa học máy tính Để có kết này, em xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới: - PGS TS Nguyễn Văn Tam cán hướng dẫn khoa học tận tình giúp đỡ bảo em suốt trình làm luận văn - Các cán bộ, giảng viên Khoa Cơng nghệ thơng tin Phịng Đào tạo tồn thể thầy, giáo trường Trường Đại học CNTT & TT - ĐHTN tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình em thực đề tài luận văn Bên cạnh giúp đỡ gia đình, bạn bè người thân ủng hộ tạo điều kiện tốt để em tập trung nghiên cứu hoàn thành luận văn Do mặt kiến thức thời gian hạn chế, luận văn nhiều khiếm khuyết Tơi mong đóng góp ý kiến thầy, cô người để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2020 Học viên Trần Thị Thu Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠNG MANET VÀ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG TRONG MẠNG MANET 1.1 Tổng quan mạng MANET 1.1.1 Khái niệm mạng MANET 1.1.2 Đặc điểm mạng MANET 1.1.3 Ứng dụng mạng MANET 1.2 Một số chiến lược định tuyến mạng MANET 1.2.1 Phân loại chiến lược định tuyến 1.2.2 Chiến lược định tuyến tìm đường trước tìm đường theo yêu cầu 1.2.3 Định tuyến cập nhật định kỳ cập nhật theo kiện 1.2.4 Định tuyến phẳng định tuyến phân cấp 10 1.2.5 Định tuyến với kỹ thuật tính tốn tập trung tính tốn phân tán 12 1.2.6 Định tuyến nguồn định tuyến chặng 12 1.2.7 Định tuyến đơn đường định tuyến đa đường 13 1.3 Vấn đề cân tải định tuyến đa đường 14 1.4 Một số kỹ thuật định tuyến đa đường cân tải 16 1.5 Tổng kết Chương 17 CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG VÀ CÂN BẰNG TẢI .19 2.1 Ý tưởng thiết kế giao thức LCMR 19 2.2 Cơ chế hoạt động giao thức LCMR 20 2.2.1 Mô tả chế hoạt động 20 2.2.2 Thuật toán nút nguồn 22 2.2.3 Thuật toán nút trung gian 23 2.2.4 Thuật toán nút đích 25 2.3 Phân tích hiệu giao thức LCMR theo lý thuyết 25 2.4 Tổng kết Chương 32 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 33 3.1 Kịch mô độ đo đánh giá hiệu 33 3.2 Kết mô với cặp nút nguồn-đích 35 3.2.1 Thời gian định tuyến gói tin 35 3.2.2 Số gói tin gửi từ nút nguồn 36 3.2.3 Thời gian định tuyến liệu theo lý thuyết 39 3.2.3 Thời gian định tuyến liệu mô 41 3.3 Kết mô với nhiều cặp nút nguồn-đích 42 3.3.1 Tác động số đường tới thời gian định tuyến 43 3.3.2 Tác động số gói liệu tới thời gian định tuyến 50 3.4 Đánh giá kết 53 3.5 Tổng kết Chương 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại chiến lược định tuyến mạng MANET Bảng 3.1 Giá trị tham số mô .33 Bảng 3.2 Thời gian định tuyến gói tin qua đường tách biệt theo nút .35 Bảng 3.3 Thời gian định tuyến gói tin qua đường có chung liên kết .36 Bảng 3.4 Số gói tin gửi từ nút nguồn qua đường tách biệt theo nút 37 Bảng 3.5 Số gói tin gửi từ nút nguồn qua đường có chung liên kết 38 Bảng 3.6 Tổng thời gian định tuyến liệu qua đường tách biệt theo nút 39 Bảng 3.7 Tổng thời gian định tuyến liệu qua đường có chung liên kết .40 Bảng 3.8 Tổng thời gian định tuyến liệu mô qua đường tách biệt theo nút 41 Bảng 3.9 Tổng thời gian định tuyến liệu mơ qua đường có chung liên kết 42 Bảng 3.10 Thời gian yêu cầu cho 10.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 43 Bảng 3.11 Thời gian u cầu cho 10.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 43 Bảng 3.12 Thời gian yêu cầu cho 8.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 44 Bảng 3.13 Thời gian yêu cầu cho 8.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 45 Bảng 3.14 Thời gian yêu cầu cho 6.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 46 Bảng 3.15 Thời gian yêu cầu cho 6.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 46 Bảng 3.16 Thời gian yêu cầu cho 4.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 47 Bảng 3.17 Thời gian u cầu cho 4.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 48 Bảng 3.16 Thời gian yêu cầu cho 2.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 49 Bảng 3.17 Thời gian yêu cầu cho 2.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Minh họa mạng MANET Hình 1.2 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phẳng 11 Hình 1.3 Đường truyền liệu theo chiến lược định tuyến phân cấp 11 Hình 1.4 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến nguồn 13 Hình 1.5 Truyền liệu theo chiến lược định tuyến chặng 13 Hình 1.6 Nhiều đường hình thành cặp nút nguồn-đích .15 Hình 3.1 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 10.000 gói liệu 44 Hình 3.2 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 8.000 gói liệu 46 Hình 3.3 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 6.000 gói liệu 47 Hình 3.4 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 4.000 gói liệu 49 Hình 3.5 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 2.000 gói liệu 50 Hình 3.6 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 51 Hình 3.7 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 51 Hình 3.8 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 52 Hình 3.9 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 52 Hình 3.10 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường .53 MỞ ĐẦU Mạng ad hoc di động (MANET) hình thành kết nối tạm thời nút mạng Đây công nghệ mạng tảng để phát triển công nghệ mạng ứng dụng rộng rãi ngày mạng cảm biến, mạng giao thông, mạng tác chiến,… Trong mạng MANET, nút mạng vừa đóng vai trị thiết bị đầu cuối, vừa đóng vai trị định tuyến Do tính chất di động nút mạng nên tốn định tuyến mạng MANET có nhiều điểm khác biệt so với toán định tuyến mạng truyền thống Từ góc nhìn số lượng đường định tuyến sử dụng, phân chia giao thức định tuyến mạng MANET theo hai nhóm định tuyến đơn đường định tuyến đa đường Định tuyến mạng MANET vấn đề nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Giao thức định tuyến theo yêu cầu dạng véc tơ khoảng cách mạng ad hoc (AODV) giao thức phổ biến sử dụng rộng rãi MANETs Kỹ thuật định tuyến có khả nhận biết thích ứng với vấn đề tắc nghẽn số nhà nghiên cứu xem xét Trong thời gian qua, số giao thức đề xuất sở ước lượng thời gian định tuyến làm độ đo định tuyến thay độ đo số chặng giao thức AODV Các giao thức chọn đường có độ đo thời gian định tuyến tối thiểu tiến trình khám phá đường Những giao thức định tuyến có tính đến độ trễ liên kết dựa hiệu suất kênh truyền độ trễ hàng đợi vấn đề tắc nghẽn nút trung gian Đối với giao thức định tuyến đơn đường, có tối đa đường tối ưu theo độ đo định tuyến chúng cài đặt vào bảng định tuyến sau tiến trình tìm đường chúng nhận thơng tin nhiều đường tới đích tiến trình tìm đường Tại nút mạng, gói tin liệu chuyển đường thích hợp có bảng định tuyến Khi liên kết đường bị lỗi, nút mạng phải khởi tạo lại tiến trình tìm đường Một lớp giao thức định tuyến khác MANET hoạt động dựa chế tìm nhiều đường cặp nút nguồn đích cho trước, sau phân phối tải liệu gói từ nguồn đến đích theo tất đường tìm Ngồi việc giảm thời gian định tuyến tất gói tin thông qua nhiều đường, ưu điểm khác định tuyến đa đường làm tăng độ tin cậy truyền thông Giao thức FMLB (Fibonacci sequence based Multipath Load Balancing) giao thức định tuyến đa đường hoạt động theo chế phân phối tải liệu sở chuỗi Fibonacci để cân tải liệu nhiều đường khác Mục tiêu đề tài nghiên cứu kỹ thuật định tuyến hiệu sở định tuyến đa đường có cân tải triển khai giao thức định tuyến gọi LCMR sử dụng mạng MANET Các vấn đề nghiên cứu bao gồm: Cơ chế tìm đường cho phép tìm nhiều đường cặp nguồn-đích; kỹ thuật ước lượng thời gian định tuyến theo đường; chiến lược cân tải liệu đường để giảm thiểu thời gian định tuyến Việc so sánh đánh giá hiệu định tuyến kỹ thuật chiến lược đề xuất giao thức LCMR thực thông qua việc phân tích lý thuyết mơ phỏng, đánh giá hiệu giao thức LCMR với giao thức lớp đề xuất trước FMLB MAODV Luận văn có cấu trúc sau: Chương trình bày tổng quan mạng MANET vấn đề định tuyến mạng MANET Một giao thức định tuyến hiệu sở định tuyến đa đường cân tải trình bày chi tiết Chương từ ý tưởng thiết kế, chế hoạt động đến việc phân tích hiệu giao thức theo lý thuyết toán học Kết việc cài đặt, mô phỏng, so sánh đánh giá hiệu giao thức định tuyến LCMR với giao thức định tuyến đa đường khác FLMBRT, FLMBHC, MAODVRT MAODVHC trình bày Chương Nội dung tổng kết hướng phát triển đề tài đưa phần kết luận 44 14,70 22,09 18,50 22,50 TOPO NGẪU NHIÊN 19,40 TOPO DẠNG LƯỚI 55 45 50 45 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 40 35 30 25 40 35 30 25 20 20 15 15 10 10 Số lượng đường LCMR FMLRT MAODVRT Số lượng đường FMLBHC MAODVHC LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC Hình 3.1 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 10.000 gói liệu Các đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian định tuyến cần thiết cho giao thức mô với thay đổi giá trị số đường cặp nút nguồn đích tương ứng cho hai mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa Hình 3.1 * Trường hợp 8.000 gói tin liệu Kết mô thời gian định tuyến cần thiết để giao thức hoàn thành việc truyền đồng thời 8.000 gói tin liệu qua 5, 4, 3, 2, đường cặp nút nguồn-đích mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa tương ứng Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.12 Thời gian yêu cầu cho 8.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên Số đường (k) Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR 36,00 FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 36,00 36,00 37,20 37,20 45 Số Thời gian định tuyến cần thiết (s) đường LCMR (k) FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 19,30 20,80 20,80 22,60 22,60 13,53 18,00 15,06 18,60 17,46 10,59 15,43 12,20 15,94 13,30 8,75 15,00 10,08 15,50 10,64 Bảng 3.13 Thời gian yêu cầu cho 8.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới Số đường (k) Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 42,40 42,40 42,40 43,20 43,20 24,06 27,80 27,80 28,00 28,00 17,52 21,20 21,46 21,60 22,13 13,98 18,17 17,30 18,52 18,30 11,76 17,67 14,80 18,00 15,52 TOPO DẠNG LƯỚI 40 45 35 40 30 35 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) TOPO NGẪU NHIÊN 25 20 15 10 30 25 20 15 10 Số lượng đường LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC Số lượng đường MAODVHC LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 46 Hình 3.2 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 8.000 gói liệu Các đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian định tuyến cần thiết cho giao thức mô với thay đổi giá trị số đường cặp nút nguồn đích tương ứng cho hai mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa Hình 3.2 * Trường hợp 6.000 gói tin liệu Kết mơ thời gian định tuyến cần thiết để giao thức hồn thành việc truyền đồng thời 6.000 gói tin liệu qua 5, 4, 3, 2, đường cặp nút nguồn-đích mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa tương ứng Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.14 Thời gian yêu cầu cho 6.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên Số đường (k) Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 27,00 27,00 27,00 27,90 27,90 14,48 15,60 15,60 16,95 16,95 10,15 13,50 11,30 13,95 13,10 7,95 11,57 9,15 11,96 9,98 6,57 11,25 7,56 11,63 7,98 Bảng 3.15 Thời gian yêu cầu cho 6.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới Số đường (k) Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 31,80 31,80 31,80 32,40 32,40 18,05 20,85 20,85 21,00 21,00 13,14 15,90 16,10 16,20 16,60 10,49 13,63 12,98 13,89 13,73 47 Số Thời gian định tuyến cần thiết (s) đường LCMR (k) FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 8,82 13,25 11,10 13,50 TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 35 30 30 Thời gian định tuyến (s) 25 Thời gian định tuyến (s) 11,64 20 15 10 25 20 15 10 5 Số lượng đường LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC Số lượng đường MAODVHC LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC Hình 3.3 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 6.000 gói liệu Các đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian định tuyến cần thiết cho giao thức mô với thay đổi giá trị số đường cặp nút nguồn đích tương ứng cho hai mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa Hình 3.3 * Trường hợp 4.000 gói tin liệu Kết mô thời gian định tuyến cần thiết để giao thức hoàn thành việc truyền đồng thời 4.000 gói tin liệu qua 5, 4, 3, 2, đường cặp nút nguồn-đích mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa tương ứng Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.16 Thời gian yêu cầu cho 4.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên 48 Số Thời gian định tuyến cần thiết (s) đường (k) LCMR 18,00 18,00 18,00 18,60 18,60 9,65 10,40 10,40 11,30 11,30 6,77 9,00 7,53 9,30 8,73 5,30 7,72 6,10 7,97 6,65 4,38 7,50 5,04 7,75 5,32 FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC Bảng 3.17 Thời gian u cầu cho 4.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới Số đường Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR (k) FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 21,20 21,20 21,20 21,60 21,60 12,03 13,90 13,90 14,00 14,00 8,76 10,60 10,73 10,80 11,06 6,99 9,09 8,65 9,26 9,15 5,88 8,84 7,40 9,00 7,76 TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 20 23 18 21 19 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 16 14 12 10 17 15 13 11 5 Số lượng đường LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC Số lượng đường MAODVHC LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 49 Hình 3.4 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 4.000 gói liệu Các đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian định tuyến cần thiết cho giao thức mô với thay đổi giá trị số đường cặp nút nguồn đích tương ứng cho hai mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa Hình 3.4 * Trường hợp 2.000 gói tin liệu Kết mơ thời gian định tuyến cần thiết để giao thức hồn thành việc truyền đồng thời 2.000 gói tin liệu qua 5, 4, 3, 2, đường cặp nút nguồn-đích mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa tương ứng Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.16 Thời gian yêu cầu cho 2.000 gói với mạng di động ngẫu nhiên Số đường (k) Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 9,00 9,00 9,00 9,30 9,30 4,83 5,20 5,20 5,65 5,65 3,38 4,50 3,76 4,65 3,76 2,65 3,86 3,05 3,99 3,33 2,19 3,75 2,52 3,88 2,66 Bảng 3.17 Thời gian yêu cầu cho 2.000 gói với mơ hình mạng dạng lưới Số đường (k) Thời gian định tuyến cần thiết (s) LCMR FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 10,60 10,60 10,60 10,80 10,80 6,02 6,95 6,95 7,00 7,00 4,38 5,30 5,36 5,40 5,53 50 Số Thời gian định tuyến cần thiết (s) đường LCMR (k) FMLBRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC 3,50 4,55 4,33 4,63 4,58 2,95 4,42 3,70 4,50 3,88 TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 10 11 10 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 8 3 2 Số lượng đường LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC Số lượng đường MAODVHC LCMR FMLRT MAODVRT FMLBHC MAODVHC Hình 3.5 Tác động số lượng đường tới thời gian định tuyến 2.000 gói liệu Các đồ thị biểu diễn mối quan hệ thời gian định tuyến cần thiết cho giao thức mô với thay đổi giá trị số đường cặp nút nguồn đích tương ứng cho hai mơ hình mạng di động ngẫu nhiên mơ hình mạng di động dạng lưới đưa Hình 3.5 3.3.2 Tác động số gói liệu tới thời gian định tuyến Với kết mơ trình bày bảng từ Bảng 3.2 đến Bảng 3.17, mối quan hệ số lượng gói tin cần định tuyến thời gian định tuyến biểu diễn đồ thị từ Hình 3.6 đến Hình 3.10 Trong hình vẽ, hình bên trái hình biểu diễn kết cho mơ hình mạng di động kiểu ngẫu nhiên hình bên phải biểu diễn cho mơ hình mạng di động dạng lưới 51 TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 20 25 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 20 15 10 15 10 5 0 2000 4000 6000 8000 10000 2000 4000 Số gói tin LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC 6000 8000 10000 Số gói tin MAODVRT LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC MAODVRT Hình 3.6 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 20 25 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 20 15 10 15 10 5 0 2000 4000 6000 8000 10000 2000 Số gói tin LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC 4000 6000 8000 10000 Số gói tin MAODVRT LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC MAODVRT Hình 3.7 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 52 TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 30 25 25 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 20 15 10 20 15 10 0 2000 4000 6000 8000 2000 10000 4000 Số gói tin LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC 6000 8000 10000 Số gói tin MAODVRT LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC MAODVRT Hình 3.8 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 30 40 35 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 25 20 15 10 30 25 20 15 10 5 0 2000 4000 6000 8000 10000 2000 Số gói tin LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC 4000 6000 8000 10000 Số gói tin MAODVRT LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC MAODVRT Hình 3.9 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 53 TOPO NGẪU NHIÊN TOPO DẠNG LƯỚI 60 50 45 50 Thời gian định tuyến (s) Thời gian định tuyến (s) 40 35 30 25 20 15 10 40 30 20 10 0 2000 4000 6000 8000 10000 2000 4000 Số gói tin LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC 6000 8000 10000 Số gói tin MAODVRT LCMR FMLRT FMLBHC MAODVHC MAODVRT Hình 3.10 Tác động số gói tin tới thời gian định tuyến qua đường 3.4 Đánh giá kết Qua kết mơ trình bày chi tiết phần 3.5 3.6, rút số nhận xét đánh sau: - Hiệu thời gian cần thiết định tuyến liệu giao thức LCMR tốt số giao thức kiểm nghiệm đánh giá LCMR, FMLBRT, FMLBHC, MAODVRT MAODVHC Khi số lượng đường sử dụng đồng thời chế cân tải, khác biệt hiệu định tuyến giao thức lớn - Với giao thức đánh giá, số lượng đường tìm thấy sử dụng chế cân tải truyền liệu tham số quan trọng ảnh hưởng tới hiệu định tuyến giao thức Với lượng liệu yêu cầu truyền, thời gian truyền hết liệu tỉ lệ nghịch với số lượng đường cặp nút nguồn đích sử dụng - Các giao thức sử dụng độ đo định tuyến thời gian định tuyến LCMR, FMLBRT MAODVRT cho kết hiệu thời gian định 54 tuyến tốt giao thức sử dụng độ đo định tuyến số chặng (giao thức FMLBHC giao thức MAODVHC) - Các giao thức định tuyến thử nghiệm mơ hình mạng di động ngẫu nhiên cho kết hiệu tốt so với việc thử nghiệm chúng mơ hình mạng di động dạng lưới - Thời gian định tuyến giao thức theo kết mô tương đương với thời gian định tuyến ước lượng theo lý thuyết trường hợp có luồng lưu lượng liệu yêu cầu truyền cặp nút nguồnđích Đối với trường hợp có nhiều luồng liệu yêu cầu truyền nhiều cặp nút nguồn-đích, thời gian định tuyến theo mô giao thức lớn thời gian định tuyến ước lượng theo lý thuyết Đây kết hợp lý thực tế xuất tắc nghẽn trễ hàng đợi liên kết nút mạng có nhiều luồng liệu truyền đồng thời 3.5 Tổng kết Chương Chương trình bày kết quan trọng việc mô phỏng, so sánh đánh giá hiệu giao thức định tuyến LCMR so với giao thức đa đường FMLBRT, FMLBHC, MAODVRT MAODVHC Các kịch mô xây dựng cho mạng MANET có topo di động ngẫu nhiên mạng MANET có topo di động dạng lưới Với topo mạng, độ đo hiệu thời gian định tuyến liệu giao thức kiểm nghiệm, so sánh đánh giá theo tác động số luồng liệu, số đường cặp nút nguồn – đích, số gói tin liệu Phân tích đánh giá kết mơ giao thức FMLB đạt hiệu thời gian định tuyến liệu tối ưu giao thức lại 55 KẾT LUẬN Được hình thành kết nối tạm thời nút mạng di động khơng có hỗ trợ sở hạ tầng mạng cố định, mạng MANET có nhiều đặc điểm khác biệt so với mạng khơng dây có dây truyền thống làm nảy sinh nhiều thách thức hướng nghiên cứu khác Trong vấn đề định tuyến vấn đề nhiều nhà nghiên cứu tập trung giải Luận văn nghiên cứu thực nghiên cứu tổng quan mạng MANET, chế hoạt động số giao thức định tuyến đa đường nghiên cứu chi tiết giao thức định tuyến đa đường có cân tải LCMR Trọng tâm luận văn nghiên cứu chế hoạt động kiểm nghiệm, đánh giá hiệu định tuyến liệu giao thức định tuyến đa đường LCMR mạng MANET Thay sử dụng chế cân tải liệu đường theo tỉ lệ giá trị chuỗi Fibonacci giao thức FLMB chia tải liệu cho đường giao thức MAODV, giao thức LCMR tính giá trị bội số chung nhỏ thời gian tìm thấy đường (thời gian định tuyến gói tin) đường cặp nút nguồn đích Sau sử dụng tỉ lệ giá trị thời gian định tuyến gói tin / bội số chung nhỏ để tính tốn số gói tin truyền đường trình cân tải Thời gian định tuyến liệu giao thức LCMR chứng minh mặt lý thuyết nhỏ thời gian định tuyến liệu giao thức FMLB giao thức MAODV Luận văn trình bày kết triển khai thực nghiệm mô để so sánh, đánh giá hiệu thời gian định tuyến giao thức LCMR với giao thức đa đường FMLBRT, FMLBHC, MAODVRT MAODVHC Các kịch mô xây dựng cho mạng MANET có topo di động ngẫu nhiên mạng MANET có topo di động dạng lưới Với topo mạng, 56 độ đo hiệu thời gian định tuyến liệu giao thức kiểm nghiệm, so sánh đánh giá theo tác động số luồng liệu, số đường cặp nút nguồn – đích, số gói tin liệu Phân tích đánh giá kết mơ giao thức LCMR đạt hiệu thời gian định tuyến liệu tối ưu giao thức lại Tuy nhiên, việc đánh giá hiệu giao thức LCMR với số giao thức nhóm thực theo độ đo hiệu thời gian định tuyến liệu Do đó, từ đề tài này, thực nghiên cứu để đánh giá hiệu giao thức LCMR cách toàn diện theo độ đo hiệu khác tỉ lệ truyền thành cơng, thơng lượng, chi phí định tuyến,… Kỹ thuật cân tải dựa bội số chung nhỏ thời gian khám phá đường áp dụng cho giao thức định tuyến đa đường khác để nâng cao hiệu mạng MANET 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] A Nasipuri, R Castañeda, S.R Das (2001), “Performance of multipath routing for on- demand protocols in mobile ad hoc networks”, Mobile Network Appl (4), pp 339–349, doi: 10.1023/A:1011426611520 [2] B Ansuman, S Koushik (2017), “An efficient protocol for load-balanced multipath routing in mobile ad hoc networks”, Ad Hoc Networks 63, pp 104-114 [3] C.E Perkins , E.M Royer (1999), “Ad-hoc on-demand distance vector routing, Proceedings of the Second IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications”, pp 90-100 [4] C Perkins (2001), “Ad Hoc Networking”, Addison-Wesley, USA [5] D.A Tran , H Raghavendra (2005), “Routing with congestion awareness and adaptivity in mobile ad hoc networks”, in: IEEE Wireless Communications and Networking Conference, vol 4, pp 1988–1994 [6] G Parissidis, V Lenders, M May, B Plattner (2006), “Multi-path Routing Protocols in Wireless Mobile Ad Hoc Networks: A Quantitative Comparison”, International Conference on Next Generation Wired/Wireless Networking, pp 313-326 doi: 10.1007/11759355 [7] L Wang, Y Shu, M Dong, L Zhang, O.W.W Yang (2001), “Adaptive multipath source routing in ad hoc networks”, Communications, 2001 ICC 2001 IEEE International Conference, pp 867-871 vol.3, doi: 10.1109/ICC.2001.937362 [8] M Naseem, C Kumar (2015), “Congestion-aware Fibonacci sequence based multipath load balancing routing protocol for MANETs”, Wireless Pers Commun 84 (4), pp 2955-2974 [9] M.R Pearlman, Z.J Haas, P Sholander, S.S Tabrizi (2000), “On the impact of alternate path routing for load balancing in mobile ad hoc networks”, Mobile 58 and Ad Hoc Networking and Computing, pp 3-10, doi: 10.1109/MOBHOC.2000.869207 [10] P.P Pham, S Perreau (2003), “Performance analysis of reactive shortest path and mul- tipath routing mechanism with load balance”, INFOCOM 2003 Twenty- Second Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications IEEE Societies, 1, 2003, pp 251-259 vol.1, doi: 10.1109/INFCOM.2003.1208677 [11] R Biradar, V Patil (2006), “Classification and Comparison of routing Techniques in Wireless Ad-hoc Networks”, Proceedings of International Symposium on Ad-hoc Ubiquitous Computing (ISHUC’06), pp 7-12 [12] S Corson, J Macker (1999), “Mobile Ad hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations”, RFC 2501, Available at: https://tools.ietf.org/html/rfc2501 [13] Y Tashtoush, O Darwish, M Hayajneh (2014), “Fibonacci sequence based multipath load balancing approach for mobile ad hoc networks”, Ad Hoc Network, 16, pp 237–246 [14] Y Ganjali, A Keshavarzian (2004), “Load balancing in ad hoc networks: single-path routing vs multi-path routing”, INFOCOM 2004 Twenty-third Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, 2, pp 1120-1125, vol.2, doi: 10.1109/INFCOM.2004.1356998 ... THÔNG Trần Thị Thu Thảo NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG CÓ CÂN BẰNG TẢI CHO MẠNG AD HOC Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC... CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG VÀ CÂN BẰNG TẢI 2.1 Ý tưởng thiết kế giao thức LCMR Một giao thức định tuyến hiệu sở định tuyến đa đường cân tải giao thức LCMR Giao thức định. .. định tuyến đa đường 14 1.4 Một số kỹ thuật định tuyến đa đường cân tải 16 1.5 Tổng kết Chương 17 CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN HIỆU QUẢ TRÊN CƠ SỞ ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG VÀ CÂN BẰNG TẢI