của các giao thức định tuyến
Thông qua tập các cấu hình mạng mô phỏng đƣợc xây dựng ở trên, chúng tôi tiến hành mô phỏng, phân tích, khảo sát ảnh hƣởng của sự chuyển động các nút đến hiệu suất của ba giao thức định tuyến điển hình trong mạng MANET là: DSDV, AODV và DSR. Các kết quả so sánh đƣợc bao gồm: kết quả về tỷ lệ phân phát gói tin thành công và thời gian phản ứng của các giao thức định tuyến (Thời gian thiết lập kết nối).
Hình 16 thể hiện tỷ lệ phân phát gói tin thành công trong mô hình Random Waypoint với 10 nguồn phát. Các giao thức cho kết quả làm việc khá tốt với tỷ lệ đạt trên 97%, tỷ lệ mất gói tin là rất ít chỉ chiếm khoảng từ 1-3%. Đi vào xem xét sâu hơn nữa chúng ta thấy ngay hoạt động tốt nhất là giao thức DSR gần nhƣ các gói tin truyền đi đều tới đích, tỷ lệ rớt gói luôn dƣới 1%. Giao thức AODV thể hiện ƣu điểm của mình khi tô-pô mạng cố định không có thay đổi nào, nó cho phép truyền dữ liệu khá tin cậy với tỷ lệ gói tin truyền thành công là 99,75% nhƣng khi các nút mạng thay đổi tốc độ di chuyển thì hiệu quả của nó lại bị giảm đi nhiều hơn so với các giao thức còn lại. Nhìn chung cả ba giao thức hoạt động khá tốt, tỷ lệ rớt gói là rất nhỏ và chỉ bị giảm đôi chút khi các nút thay đổi tốc độ chuyển động làm cho tô-pô mạng thay đổi.
Với mô hinh Radom Walk, tỷ lệ phân phát gói tin thành công đƣợc thể hiện trong hình 18. Các giao thức cũng có tỷ lệ phân phát gói tin thành công là rất cao nhƣ trong mô hình Radom Waypoint. Hoạt động hiệu quả nhất vẫn là DSR với việc thích nghi tốt với sự thay đổi của mạng khi các nút di chuyển liên tục theo các vẫn tốc khác nhau. Hình 19 thể hiện thời gian thiết lập kết nối trong mạng hoạt động theo mô hình Random Waypoint. Đây là khoảng thời gian đƣợc tính từ khi nút nguồn có yêu cầu truyền dữ liễu đến khi bắt đầu truyền. Thời điểm này chính là lúc nút thực hiện quá trình bắt tay ba bƣớc thiết lập kết nối. Tùy vào từng loại giao thức và trạng thái của tô- pô mạng hiện tại mà quá trình thiết lập kết nói này có thể diễn ra thành công hoặc thất bại, lúc đó các nút nguồn sẽ phải truyền lại gói tin. Từ hình vẽ chúng ta có thể thấy ban đầu khi mạng ít thay đổi, các nút chuyển động rất chậm với tốc độ dƣới 5m/s thì khoảng thời gian cần thiết để thiết lập kết nối của cả ba giao thức là nhƣ nhau. Nhƣng khi các nút mạng chuyển động nhanh hơn với vận tốc từ 5m/s tới 10m/s thì lúc này có sự phân hóa rõ rệt giữa các giao thức định tuyến. Giao thức chủ ứng DSDV cần tới nhiều thời gian nhất để thiết lập kết nối, thời gian hội tụ rất chậm, có thời điểm phải mất tới 5,49s mới thiết lập xong đƣợc kết nối truyền thông. Bên cạnh đó thì giao thức
DSR cần tới hơn 3s cho việc kết nối và giao thức có thời gian kết nối nhanh nhất là AODV với thời gian tối đa cho việc thiết lập kết nối là 1,4s. Một điều khá đặc biệt mà đồ thị 19 cho chúng ta thấy đó là khi các nút mạng tăng vận tốc di chuyển lên trong khoảng từ 10m/s đến 15m/s thì thời gian thiết lập kết nối của hai giao thức DSDV và DSR là giữ nguyên không không có sự tăng đột biến trừ giao thức AODV có mất thời gian kết nối lâu hơn một chút.
Hình 20 thể hiện đồ thị về thời gian thiết lập kết nối với mô hình Random Walk. Với mô hình di chuyển này các nút mạng chuyển động liên tục không có quãng thời gian nghỉ với việc chọn ngẫu nhiên hƣớng đi và tốc độ chuyển động. Trái với mô hình chuyển động Radom Waypoint, trong mô hình này giao thức DSDV lại thể hiện đƣợc ƣu điểm vƣợt trội của mình, cho phép kết nối nhanh chóng với thời gian luôn dƣới 1s cho dù tô-pô mạng có thay đổi nhanh hơn đi chăng nữa, giao thức vẫn cho khả năng kết nối nhanh chóng. Khi các nút mạng chuyển động nhanh hơn dẫn tới tô-pô mạng cũng thay đổi một cách liên tục thì hai giao thức còn lại: DSR và AODV phải cần tới một khoảng thời gian từ 3 đến 5s cho việc thiết lập kết nối. Các nút mạng chuyển động càng nhanh thì càng cần nhiều thời gian để thiết lập kết nối hơn do tô-pô mạng thay đổi liên tục, các nút phải mất thêm một khoảng thời gian cần thiết để học hỏi về mạng mới.
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN
1. Các kết quả của khóa luận
Khóa luận đã trình bày các kết quả khảo sát đánh giá về ảnh hƣởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong MANET. Khóa luận đã nghiên cứu một cách chi tiết về môi trƣờng mạng, các giao thức định tuyến, các mô hình chuyển động đặc trƣng và quan trọng hơn nữa chúng tôi đã thực nghiệm đƣợc một số thí nghiệm bằng mộ phỏng nhằm tìm ra cơ sở khách quan, thực tế, kết hợp với cơ sở lý thuyết để tìm ra các đặc điểm khác nhau của từng giao thức chịu ảnh hƣởng thế nào khi các nút mạng di chuyển với tốc độ và hƣớng đi khác nhau.
Cụ thể chúng tôi đã xem xét chi tiết hoạt động của ba giao thức định tuyến điển hình là: DSDV, AODV và DSR. Các giao thức này có các giải thuật định tuyến khác nhau: DSDV là giao thức chủ ứng dựa trên thuật toán vector khoảng cách; AODV là giao thức phản ứng dựa trên bảng vector khoảng cách; DSR là giao thức phản ứng dựa trên giải thuật chuyển tiếp đa điểm (Multi-Point Relay MPR). Kết quả mô phỏng cho thấy các kết luận nhƣ sau:
- DSDV cho kết quả làm việc tốt khi mạng có tốc độ thay đổi cấu hình thấp. Tuy nhiên giao thức DSDV hội tụ chậm và hiệu suất giảm khi mạng có nhiều thay đổi.
- AODV cho kết quả hoạt động tốt trong trƣờng hợp mạng có các thay đổi cấu hình và tải mạng khác nhau.
- DSR có khả năng phân phát gói tin tốt song thời gian thiết lập kết nối vẫn còn chậm nhất là khi các nút di chuyển nhanh, tô-pô mạng thay đổi liên tục.
2. Hƣớng phát triển của đề tài
Do hạn chế về mặt thời gian nên khóa luận chỉ tập trung nghiên cứu kỹ ba giao thức định tuyến điển hình: DSDV, AODV và DSR. Trong thời gian tới chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cả hai giao thức còn lại là OLSR và TORA. Thêm vào đó vẫn còn một số vấn đề khác của các giao thức cần đƣợc xem xét nhƣ:
Vấn đề năng lƣợng Chất lƣợng dịch vụ Vấn đề bảo mật,…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Hoàng Cẩm, Trịnh Quang. Các giải pháp định tuyến tối ƣu trong mạng di
động không dây tuỳ biến. Tạp chí Bƣu Chính Viễn Thông. Tháng 3 năm 2006
[2] Hoàng Trọng Minh. Định tuyến trong mạng kết nối hình lƣới WLAN. Tạp chí Bƣu Chính Viễn Thông. Tháng 10 năm 2008.
[3] Nguyễn Thị Minh Nguyệt. Đánh giá hiệu suất bằng mô phỏng các thuật toán định tuyến trong mạng đặc biệt di động MANET. Luận văn cao học. Hà Nội, 2005.
[4] Hà Minh Toản. Nguyên cứu một số giao thức truy cập môi trƣờng truyền trong mạng LAN 802.11. Khóa luận tốt nghiệp. Hà Nội, 2005.
[5] Nguyễn Đình Việt. Đánh giá hiệu năng mạng máy tính. Hà Nội, 2008.
Tiếng Anh
[1] Eitan Altman, Tania Jimenez. NS Simulator for beginners. Univ. de Los Andes, Mérida, Venezuela and ESSI, Sophia-Antipolis, France. December 4, 2003.
[2] Humayun Bakht. The future of mobile ad-hoc networks. Computing Unplugged Magazine. October 2010.
[3] Jae Chung and Mark Claypool. NS by Example. WPI worcester polytechnic institute Computer Science.
[4] Kevin Fall, Kannan Varadhan. The NS manual. VINT Project. April 14, 2002. [5] Marc Greis.Tutorial for the network simulator “NS”. VINT Group
http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial/
[6] Bernd Gloss, Michael Scharf, Daniel Neubauer. A more realistic random direction mobility model. University of Stuttgart. October 2005.
[7] David B. Johnson, David A. Maltz, Yih-Chun Hu. (2003), “The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks (DSR)”, Published by IETF as RFC, work in progress, April 2003.
[8] T. Clausen, Ed., P. Jacquet, Ed. (2003), “Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)”, RFC 3626, IETF Network Working Group
[9] Todd Lammle. CCNA study guide 4th edition. SYBEX 2004.
[10] The SECAN-Lab of the University of Luxembourg. http://wiki.uni.lu/secan- lab/Ad-Hoc+Protocols.html
[11] V. Park and M. Corson (2001), “Temporally-Ordered Routing Algorithm (TORA)”, IETF Internet Draft, work in progress, 20 July 2001
[12] 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.
[13] Charles E. Perkins, Pravin Bhagwat. (1994), “Highly dynamic Destination- Sequenced Distance Vector routing (DSDV) for mobile computers”, ACM SIGCOMM Computer Comm. Rev., 4(24), pp. 234-244, 1994.
[14] Jochen H. Schiller. Mobile Communications, Addison-Wesley, 2nd edition, 2003
[15] Karthik Sadasivam. Tutorial for Simulation-based Performance Analysis of MANET Routing Protocols in ns-2. Page 4 – 9
[16] History of wireless. http://wirelesshistory.org
[17] Thomas Williams & Colin Keylley. Gnuplot 4.4 - An Interactive Plotting Program. March 2010.
PHỤ LỤC