Tệp vết do NS2 sinh ra khi ta mô phỏng mạng không dây theo chuẩn 802.11 gồm có các dòng, mỗi dòng được chia ra thành nhiều cột, số lượng cột cùng với ý nghĩa của các cột tùy thuộc vào topo mạng ta mô phỏng cho mạng không dây. Hay ngay các các giao thức định tuyến khác nhau cũng có cấu trúc tệp vết khác nhau. Sau đây là cấu trúc tệp vết dành cho mạng Ad hoc theo chuẩn IEEE 802.11.
Định dạng vết tìm kiếm mới new trace có thể chia thành các trường như sau:
+ Kiểu sự kiện (Event type): Đây là trường đầu tiên, mô tả kiểu của sự kiện nói
lên tại nút đã xảy ra sự kiện và bằng 1 trong 4 giá trị sau: s send (chỉ đây là sự kiện gửi gói tin)
r receive (chỉ đây là sự kiện nhận gói tin) d drop (chỉ đây là sự kiện mất gói tin)
f forward (chỉ đây là sự kiện chuyển tiếp gói tin)
+ General tag Trường thứ hai bắt đầu với "-t" chỉ thời gian hay thời gian hoặc thiết
lập chung:(-t time; -t * (global setting))
+ Các thẻ thuộc tính node (Node property tags) Trường này chỉ định thuộc tính
của node như định danh của nút (node-id), ở mức độ tìm kiếm giống như tác nhân thực hiện, bộ định tuyến hoặc MAC. Thẻ này bắt đầu với "-N" và được liệt kê dưới đây:
-Ni: Định danh nút (node id)
-Nx: Tọa độ x của nút
-Ny: Tọa độ y của nút
-Nz: Tọa độ z của nút
-Ne: Mức năng lượng của nút
-Nl: Mức tìm kiếm, như AGT, RTR, MAC
-Nw: Nguyên nhân của sự kiện. Các lý do khác dẫn đến hủy một gói tin được
đưa ra như sau:
"END" DROP_END_OF_SIMULATION ;Lỗi kết thúc mô phỏng
"COL" DROP_MAC_COLLISION ;Xung đột tầng MAC
"DUP" DROP_MAC_DUPLICATE ;Trùng MAC
"ERR" DROP_MAC_PACKET_ERROR ; Lỗi gói tin
"RET" DROP_MAC_RETRY_COUNT_EXCEEDED;Vượt quá số đếm
"STA" DROP_MAC_INVALID_STATE ;Trạng thái MAC không đúng
"NRTE" DROP_RTR_NO_ROUTE ;tuyến này không tồn tại.
"LOOP" DROP_RTR_ROUTE_LOOP ;có lặp vòng tuyến.
"TTL" DROP_RTR_TTL ;có nghĩ là khi TTL không còn.
"TOUT" DROP_RTR_QTIMEOUT ;khi gói tin hết hiệu lực.
"CBK" DROP_RTR_MAC_CALLBACK
"IFQ" DROP_IFQ_QFULL ;không còn khoảng trống trong bộ đệm trong IFQ.
"ARP" DROP_IFQ_ARP_FULL ;hủy bởi ARP
"OUT" DROP_OUTSIDE_SUBNET ;hủy bởi trạm cơ sở trên cập
nhật tuyến nhận từ node bên ngoài domain của nó.
+ Thông tin gói tin (Packet) tại mức IP Các thẻ dùng cho trường này bắt đầu với
“-I” và được liệt kê dưới đây:
-Is: Địa chỉ nguồn. Chỉ số cổng nguồn
-Id: Địa chỉ đích. Chỉ số cổng đích
-It: Kiểu của gói tin
-Il: Kích thứơc của gói tin
-If: Định danh tiếp theo.
-Ii: Định danhduy nhất.
-Iv: Giá trị ttl.
+ Next hop info: Trường này cung cấp thông tin về chặng tiếp theo và trạng thái
thẻ với ký hiệu bắt đầu bằng "-H".
-Hs: Định danh của nút
-Hd: Định danh của nút đích chuyển tiếp.
+ Packet info at MAC level: Trường này ghi nhận thông tin lớp và bắt đầu với ký
hiệu "-M" như dưới đây:
-Ma: Thời gian truyền gói tin
-Md: Địa chỉ ethernet đích
-Mt: Kiểu ethernet
+ Thông tin của gói tin tại “Mức ứng dụng” (Application level) Thông tin của
gói tin tại mức ứng dụng bao gồm có kiểu của ứng dụng như ARP, TCP, kiểu của giao thức định tuyến Ad hoc như DSDV, DSR, AODV, … được tìm thấy. Trường này bắt đầu với "-P" và danh sách các thẻ cho các ứng dụng khác nhau được liệt kê dưới đây:
+ P arp Giao thức phân giải địa chỉ. Có nội dung với ARP được đưa ra các thẻ sau:
-Po: ARP Yêu cầu và hồi đáp (Request/Reply)
-Pm: Địa chỉ nguồn của lớp MAC
-Ps: Địa chỉ nguông
-Pa: Địa chỉ đích của lớp MAC
-Pd: Địa chỉ đích
+ P dsr Phần này chỉ ra giao thức định tuyến Ad Hoc được gọi định tuyến nguồn
chủ động (Dynamic). Thông tin trên DSR được trình bày bởi các thẻ sau đây:
-Pn: Có bao nhiêu nút đi qua
-Pq: Cờ yêu cầu định tuyến
-Pi: Số tuần tự yêu cầu tuyến
-Pp: Cờ đáp lại của định tuyến (Reply)
-Pl: Chiều dài thông tin đáp lại
-Pe: src của srcrouting->dst của định tuyến nguồn
-Pw: Cờ báo lỗi
-Pm: Số lỗi
-Pc: Báo cáo đến ai?
-Pb: Lỗi liên kết từ linka->linkb
+ P cbr Hằng số chỉ tốc độ của bit. Thông tin về ứng dụng CBR được trình bày bởi
các thẻ sau:
-Pi: Chỉ số tuần tự
-Po: Số tối ưu của quá trình chuyển tiếp
+ P tcp Thông tin của luồng TCP được đưa ra bởi các thẻ nhỏ sau:
-Ps: seq number: chỉ số tuần tự
-Pa: ack number: chỉ số gói tin báo nhận đúng
-Pf: Bao nhiêuthời gian để pkt này được chuyển tiếp
-Po: Chỉ số tối ưu của chuyển tiếp
*) Nội dung của các trƣờng và ý nghĩa tệp vết mô phỏng theo giao thức định tuyến DSR nhƣ sau:
s 606.210364161 _39_ RTR --- 1306 DSR 44 [13a a 27 800] --- [39:255 8:255 255 8] 2 [0 0] [0 0 0 0->0] [1 1 8 39->10]
- Kiểu sự kiện (Event type): Đây là trường đầu tiên, mô tả kiểu của sự kiện nói
lên tại nút đã xảy ra sự kiện và bằng 1 trong 4 giá trị sau: s send (chỉ đây là sự kiện gửi gói tin)
r receive (chỉ đây là sự kiện nhận gói tin) d drop (chỉ đây là sự kiện mất gói tin)
f forward (chỉ đây là sự kiện chuyển tiếp gói tin)
- Thời gian xảy ra sự kiện (time stamp) ở ví dụ trên là 606.210364161:
- Định danh của nút (node id) phát sinh sự kiện_39_:
- Trường tiếp theo nhận một trong các giá trị sau:
RTR: Thông báo tuyến,
AGT: Cho biết thông tin ở tầng giao vận,
IFQ: Cho biết các sự kiện ở hàng đợi ưu tiên - Định danh của gói tin(id of this packet): 1306:
- Tác nhân định tuyến theo (DSR):
- Kích thước chung của phần tiêu đề gói tin 44: - Nội dung của lớp MAC [13a a 27 800]:
13a(=314 của hệ thập phân): Chỉ định thời gian truyền thông ( chú ý rằng kích thước của gói tin = 44 bytes, 314 giây?)
a: Nghĩa là nút nhận = 10 (của hệ 10) 27: Nghĩa là nút gửi bằng 39 (của hệ 10)
800: Tiêu để gói tin IP: 0x0800, (ETHERTYPE_ARP là 0x0806) - Nội dung gói tin IP [39:255 8:255 255 8]:
39: Địa chỉ nguồn src address bằng 0.0.0.39 255: Số hiệu cổng nguồn
8: Địa chỉ đích bằng 0.0.0.8
255: Số hiệu cổng đích
255: Time to Live (TTL:) của gói tin 8: Số chặng tồn tại (Next Hop)
- Nội dung của DSR 2 [0 0] [0 0 0 0->0] [1 1 8 39->10]:
2: Số địa chỉ num_addrs()
[0 0]:Tùy chọn tuyến yêu cầu giá trị bằng: 0 là không yêu cầu tuyến
0 là nhãn cho số tuần tự
[0 0 0 0->0] Tùy chọn tuyến trả lời:
[ " route-reply?" "Rreq seqno" "reply length" "dst of src route", "src of the src route"]
- Mô tả lỗi tuyến [1 1 8 39->10], 1: 1: Số của tuyến lỗi 8: Cảnh báo nút 8.
39->10: liên kết từ nút 39 đến nút 10 đã bị hỏng
Tiến hành phân tích tệp vết trace-dsdv-802-11.tr với analyze.pl:
son@son-desktop:~/Documents$ perl analyze.pl trace-dsdv-802-
11.tr DSDV Sent :0 DSDV Recv :0 Data Sent :1225 Data Recv :492 Router Drop :715 Delivery Ratio :40.1632653061224
Như vậy là trong trường hợp không có hố mạng trong mạng thì tỉ lệ phân phối gói tin đến đích của DSDV với kịch bản trên đạt ~40%.
Tiến hành phân tích tệp vết trace-hdsdv-802-11.tr với analyze.pl:
son@son-desktop:~/Documents$ perl analyze.pl trace-hdsdv-802-
11.tr
DSDV Recv :0
Data Sent :1225
Data Recv :438
Router Drop :767
Delivery Ratio :35.7551020408163
Như vậy trong trường hợp mạng xuất hiện một vài hố mạng thì tỉ lệ phân phối gói tin đến đích của DSDV với kịch bản trên đạt ~35%.
Có thể kết luận: DSDV làm việc hiệu quả trong mạng WSN trong trường hợp mạng có xuất hiện những hố mạng, tuy nhiên vẫn nên cải tiến DSDV hoặc thiết kế một giao thức/thuật toán khác dựa trên DSDV để tăng hiệu năng của mạng WSN trong điều kiện xấu.
3.4. Tóm tắt chƣơng
Chương 3 đã mô phỏng và đánh giá giao thức định tuyến DSDV trong trường hợp có và không có hố mạng.
KẾT LUẬN
Mạng cảm biến vô tuyến WSN là mạng khá ổn định với đặc thù sử dụng năng lượng là pin để duy trì quá trình hoạt động nên việc sử dụng giao thức định tuyến nào để hệ thống tốn ít năng lượng khi hoạt động cũng như trong điều kiện xấu là vấn đề cần được quan tâm.
Đề tài luận văn “Mạng không dây địa hình xấu: Thuật toán định tuyến và ứng dụng” là một chủ đề mang tính thực tiễn. Thông qua việc mô phỏng và đánh giá giao thức định tuyến trong mạng WSN, ta có thể ứng dụng vào trong thực tiễn hoặc có thể cải tiến trước khi ứng dụng nhằm đạt hiệu quả tốt hơn.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Nghiên cứu cải tiến và đánh giá hiệu năng của giao thức định tuyến dựa trên DSDV trong mạng WSN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1]. http://www.e-ptit.edu.vn/clbsv/showthread.php?t=4406 [2]. http://4tech.com.vn/forums/showthread.php?p=4715 [3]. http://www.wattpad.com/97706-wsn-cc1010?p=1
[4]. Nguyễn Đình Việt, “Bài giảng: Đánh giá hiệu năng mạng máy tính”, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội
Tiếng Anh
[5]. Holger Karl, Andreas Willig, “Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks”, John Wiley & Sons, 2005
[6]. Jamal N. Al-Karaki Ahmed E. Kamal, “Routing Techniques in Wireless Sensor Networks: A Survey”, in ICUBE initiative of Iowa State University, Ames, IA 50011, 2003
[7]. Semih Dokurer, “Simulation of black hole attack in wireless Ad-hoc networks”, A master’s thesis in Computer Engineering Atilim University, 2006
[8]. Tunc Ikikardes, “Routing algorithms for Safety Critical Wireless Sensor Networks”, Swiss Federal Institute of Technology Zurich, 2006
[9].XU Ye, WANG Zhuo, “On Scale-Free Routing Algorithm In Wireless Sensor Networks”, in International Journal of Future Generation Communication and Networking Vol. 2, No. 1, March, 2009
[10]. Tai-Jung Chang, Kuochen Wang, Yi-Ling Hsieh, “A Color-theory-based Energy Efficient Routing Algorithm for Wireless Sensor Networks”, 2005
[11]. http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network [12]. http://www.isi.edu/nsnam/ns/ns-documentation.html
[13]. Tiago Camilo, Carlos Carreto, Jorge Sá Silva, Fernando Boavida, “An Energy- Efficient Ant-Based Routing Algorithm for Wireless Sensor Networks”, 2004 [14].
http://www.cs.binghamton.edu/websvn/blame.php?repname=kliu&path=%2Fns2%2F busspr%2Fwireless-bus-dsdv.tcl&rev=0&sc=0