5. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.2.4. Mô phỏng đánh giá kết quả
Nhóm tác giả sử dụng hệ mô phỏng NS2 phiên bản 2.35 để đánh giá hiệu quả của chi phí định tuyến dựa vào LA so với chi phí định tuyến dựa vào HC. Mô hình
mạng có 11 nút hoạt động trong phạm vi 2.000m x 2.000m, các nút mạng bố trí cố định. Để mô phỏng, nhóm tác giả sử dụng ba luồng dữ liệu CBR như mô tả tại Hình 3.7, luồng đầu tiên từ nút nguồn N0 đến đích N4 bắt đầu phát từ giây thứ 0, luồng thứ hai từ nút nguồn N7 đến đích N3 bắt đầu phát từ giây thứ 10, luồng cuối cùng từ nút nguồn N7 đến đích N4 bắt đầu phát từ giây thứ 20. Tốc độ phát lần lượt là 10 gói/giây hoặc 20 gói/giây.
Kết quả mô phỏng tại Hình 3.9 cho thấy rằng tỷ lệ gửi gói thành công (PDR) của LA-AODV tương đương với giao thức gốc. Tuy nhiên, trong môi trường tải cao 20 gói/s thì tỷ lệ gửi gói thành công của LA-AODV hiệu quả hơn giao thức gốc. Kết thúc 500s mô phỏng thì PDR của LA-AODV đạt 92,59%, cao hơn 16,7% so với AODV (đạt 75,87%).
Hình 3.8: Tỷ lệ gửi gói thành công
b) Tải thấp
Hình 3.9: Thời gian trễ trung bình
Thời gian trễ trung bình tại Hình 3.10 cho thấy rằng giao thức AODV trong môi trường tải thấp thì thời gian trễ trung bình (ETE) của LA-AODV thấp hơn AODV. Tuy nhiên, trong môi trường tải cao thì ETE của LA-AODV cao hơn AODV do tuyến đường khám phá dài hơn (dựa trên hop) AODV. Kết thúc 500s mô phỏng thì ETE của LAAODV là 2,64s và AODV là 2,15s trong môi trường tải cao; tương ứng là 0,046s và 0,049s trong môi trường tải thấp.
3.2.5.Nhận xét
Như vậy, nhóm tác giả đã đề xuất một cơ chế xác định chi phí định tuyến mới cho giao thức AODV trên mạng MANET. Việc thiết lập chi phí định tuyến dựa trên khả năng tải cho phép khám phá ra tuyến đường với khả năng tải cao, hạn chế tắc nghẽn. Kết quả mô phỏng trên NS2 đã cho thấy hiệu quả của giải pháp đề xuất. Tương lai, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu, cải tiến và mô phỏng trong nhiều môi trường mạng khác nhau để đánh giá hiệu quả.
KẾT LUẬN
Nghiên cứu cải tiến giao thức định tuyến AODV nhằm đảm bảo an toàn thông tin, nâng cao chất lượng dịch vụ mạng có ý nghĩa rất quan trọng trên mạng MANET. Đề tài đã thực hiện một số đề xuất mới cho những cải tiến của giao thức AODV đem lại hiệu năng cao và an toàn thông tin thể như sau:
Giao thức giảm thiểu tác hại của tấn công ngập lụt AODVFA. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng giải pháp của chúng tôi rất hiệu quả trong môi trường mạng có nút độc hại dựa trên tham số là phụ tải định tuyến và tỷ lệ gửi gói thành công. Phân tích ưu và nhược điểm trong an ninh của hai giao thức sử dụng chữ ký số
là SAODV và ARAN. Đề xuất một hình thức tấn công lỗ đen mở rộng (eBH) có thể gây hại cho giao thức SAODV. Đây là một phát hện bổ sung trong quá trình nghiên cứu, nhằm đưa ra cảnh báo giúp cho người dùng và đặt ra hướng nghiên cứu phát triển việc phòng chống hình thức tấn công này trong tương lai. Kết quả cho thấy tấn công eBH làm giảm rất lớn tỷ lệ gửi gói tin thành công của giao thức SAODV.
Đề xuất giao thức định tuyến cải tiến sử dụng chi phí định tuyến dựa trên khả năng tải LA-AODV. Đưa ra phương pháp xác định chi phí mới, thay vì sử dụng số chặng (HC), nhóm tác giả dựa vào khả năng tải (LA) của bộ định tuyến là tiêu chí để thiết lập chi phí. Sử dụng NS2, nhóm tác giả đánh giá hiệu quả của hai phương pháp xác định chi phí trong mô hình mạng tải cao sử dụng giao thức AODV. Kết quả cho thấy, chi phí định tuyến sử dụng khả năng tải có tỷ lệ gói tin gửi thành công đến đích lớn hơn khi sử dụng số chặng.
Hướng nghiên cứu tiếp của đề tài là có thể mở rộng nghiên cứu các cơ chế đảm bảo an toàn thông tin và chất lượng dịch vụ cho các giao thức khác của mạng MANET. Qua thời gian nghiên cứu từ năm 2016-2018, đề tài đã hoàn thành các sản phẩm đề ra là đã có 03 bài báo đăng trên các kỷ yếu Hội nghị, tạp chí Khoa học chuyên ngành trong nước. Một phần mềm mô phỏng giao thức định tuyến cải tiến của AODV trên mạng MANET. Hỗ trợ đào tạo 01 Nghiên cứu sinh chuyên ngành Khoa học máy tính.
Tập thể nghiên cứu đã hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Khoa học và Công nghệ cấp Bộ năm 2016-2018.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Võ Thanh Tú; Lương Thái Ngọc, “Một giải pháp cải tiến giao thức định tuyến AODV nhằm chống lại sự tấn công của nút lỗ đen trên mạng MANET,” Journal of Science and Technology-The University of Danang, no. 7, pp. 133–137, 2014.
[2] C. T. Cuong, V. T. Tu, and N. T. Hai, “MAR-AODV: Innovative Routing Algorithm in MANET Based on Mobile Agent,” in Advanced Information Networking and Applications Workshops (WAINA), 2013 27th International
Conference on, 2013, pp. 62–66.
[3] Lê Khánh Dương; Đỗ Đình Cường, “Mô hình chất lượng dịch vụ trong mạng MANET,” Journal of Science and Technology-TNU, no. 7, pp. 21–24, 2010. [4] Phạm Thanh Giang; Phạm Minh Vĩ; Nguyễn Văn Tam, “Problem analysis and
solution for performance improvement in multi-hop ad hoc network,” Journal
of Computer Science and Cybernetics, vol. 27, no. 3, pp. 283–294, 2011.
[5] L. Khoukhi and S. Cherkaoui, “Experimenting with Fuzzy Logic for QoS Management in Mobile Ad Hoc Networks,” International Journal of Computer Science and Network Security, vol. 8, no. 8, pp. 372–386, 2008.
[6] L. Khoukhi and S. Cherkaoui, “FuzzyMARS: a fuzzy logic approach with service differentiation for wireless ad hoc networks,” in Wireless Networks,
Communications and Mobile Computing, 2005 International Conference on,
2005, vol. 2, pp. 839–844 vol.2.
[7] J. Tang and X. Zhang, “Cross-Layer-Model Based Adaptive Resource Allocation for Statistical QoS Guarantees in Mobile Wireless Networks,” IEEE
Transactions on Wireless Communications, vol. 7, no. 6, pp. 2318–2328, 2008.
[8] M. Canales, J. R. Gállego, Á. Hernández-Solana, and A. Valdovinos, “QoS provision in mobile ad hoc networks with an adaptive cross-layer architecture,”
Wireless Networks, vol. 15, no. 8, pp. 1165–1187, 2008.
[9] M. Jitendranath, S. P. Setti, and G. Vasanth, “Design and a New Method of Quality of Service in Mobile Ad Hoc Network (MANET),” European Journal of Scientific Research, vol. 34, no. 1, pp. 141–149, 2009.
[10] K. Kotecha and S. Popat, “Multi objective genetic algorithm based adaptive QoS routing in MANET.,” in IEEE Congress on Evolutionary Computation, 2007, pp. 1423–1428.
[11] M. G. Zapata, “Secure Ad Hoc On-demand Distance Vector Routing,”
SIGMOBILE Mob. Comput. Commun. Rev., vol. 6, no. 3, pp. 106–107, 2002.
[12] D. Cerri and A. Ghioni, “Securing AODV: the A-SAODV secure routing prototype,” IEEE Communications Magazine, vol. 46, no. 2, pp. 120–125, 2008.
[13] A. K. Mishra and B. Sahoo, “A modified Adaptive-SAODV prototype for performance enhancement in MANET,” 2009.
[14] R. K. G. Suketu D. Nayak, “Sec.AODV for MANETs using MD5 with Cryptography,” International Journal of Computer Technology and Applications, vol. 2 (4), pp. 873–878, 2011.
[15] E. M. Royer and C.-K. Toh, “A review of current routing protocols for ad hoc mobile wireless networks,” IEEE Personal Communications, vol. 6, no. 2, pp. 46–55, 1999.
[16] J. Hoebeke, I. Moerman, B. Dhoedt, and P. Demeester, “An overview of mobile ad hoc networks: applications and challenges,” JOURNAL OF THE
COMMUNICATIONS NETWORK, vol. 3, no. 3, pp. 60–66, 2004.
[17] E. Alotaibi and B. Mukherjee, “A survey on routing algorithms for Wireless Ad-hoc and Mesh networks,” Computer Networks, vol. 56, no. 2, pp. 940–965, 2012.
[18] D. B. Johnson and D. A. Maltz, “Dynamic Source Routing in Ad Hoc Wireless Networks,” in Mobile Computing. The Kluwer International Series in
Engineering and Computer Science, vol. 353, Springer, 1996.
[19] C. E. Perkins, M. Park, and E. M. Royer, “Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing,” In Proceedings of Second IEEE Workshop on Mobile Computing
Systems and Applications (WMCSA), pp. 90–100, 1999.
[20] V. D. Park and M. S. Corson, “A Highly Adaptive Distributed Routing Algorithm for Mobile Wireless Networks,” in Proceedings of the INFOCOM ’97. Sixteenth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. Driving the Information Revolution, 1997, pp. 1405--.
[21] S. Murthy and J. J. Garcia-Luna-Aceves, “An efficient routing protocol for wireless networks,” Mobile Networks and Applications, vol. 1, no. 2, pp. 183– 197, 1996.
[22] L. Sánchez-Casado, G. Maciá-Fernández, P. García-Teodoro, and N. Aschenbruck, “Identification of contamination zones for sinkhole detection in MANETs,” Journal of Network and Computer Applications, vol. 54, pp. 62– 77, 2015.
[23] X. Gao and W. Chen, “A novel gray hole attack detection scheme for mobile ad-hoc networks,” in Proceedings - 2007 IFIP International Conference on
Network and Parallel Computing Workshops, NPC 2007, 2007.
[24] V. Tu, N. Luong Thai, and D. Hoang, “MLAMAN: a novel multi-level authentication model and protocol for preventing wormhole attack in mobile ad hoc network,” Wireless Networks, 2018.
[25] P. yi, Z. Dai, Y. Zhong, and S. Zhang, “Resisting Flooding Attacks in Ad Hoc networks,” International Conference on Information Technology: Coding and Computing, ITCC, vol. 2. pp. 657-662 Vol. 2, 2005.
[26] N. Luong Thai, “Whirlwind: A New Method to Attack Routing Protocol in Mobile Ad Hoc Network,” 2017.
http://www.isi.edu/nsnam/ns/.
[28] J. Yoon, M. Liu, and B. Noble, “Random waypoint considered harmful,” in
IEEE INFOCOM 2003. Twenty-second Annual Joint Conference of the IEEE
Computer and Communications Societies (IEEE Cat. No.03CH37428), 2003.
[29] K. Sanzgiri, B. Dahill, B. N. Levine, C. Shields, and E. M. Belding-Royer, “A Secure Routing Protocol for Ad Hoc Networks,” ICNP, pp. 78–89, 2002. [30] H. Weerasinghe and H. Fu, “Preventing Cooperative Black Hole Attacks in
Mobile Ad Hoc Networks: Simulation Implementation and Evaluation,” in
Future Generation Communication and Networking (FGCN 2007), 2007, vol.
2, pp. 362–367.
[31] S. Shahabi, M. Ghazvini, and M. Bakhtiarian, “A modified algorithm to improve security and performance of AODV protocol against black hole attack,” Wireless Networks, 2016.
[32] R. Thillaikarasi and S. M. S. Bhanu, “An Efficient DSR Protocol to Detect Blackhole Attacks in WMN Using Cross Layer Approach,” Wireless Personal
Communications, 2017.
[33] N. Parvez, A. Mahanti, and C. Williamson, “An analytic throughput model for TCP NewReno,” IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 18, no. 2, pp. 448–461, 2010.
[34] M. Podlesny and C. Williamson, “Providing fairness between TCP NewReno and TCP Vegas with RD network services,” in IEEE International Workshop
on Quality of Service, IWQoS, 2010.
[35] L. Ding, X. Wang, Y. Xu, W. Zhang, and W. Chen, “Vegas-W: An enhanced TCP-Vegas for wireless ad hoc networks,” in IEEE International Conference
on Communications, 2008, pp. 2383–2387.
[36] R. Adams, “Active Queue Management: A Survey,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 15, no. 3, pp. 1425–1476, 2013.
International Conference on Contemporary Computing, IC3 2014, 2014, pp. 306–311.
[38] J. Chen, C. Hu, and Z. Ji, “An improved ARED algorithm for congestion control of network transmission,” Mathematical Problems in Engineering, vol. 2010, 2010.
[39] N. Glombitza, M. Lipphardt, H. Hellbruck, and S. Fischer, “FRED - An Application for a Real-Life Large Scale Multihop Ad Hoc Network,” in 2008 Fifth Annual Conference on Wireless on Demand Network Systems and Services, 2008, pp. 73–76.
[40] S. Athuraliya, S. H. Low, and V. H. Li, “REM: active queue management,”
IEEE Network, vol. 15, no. 3, pp. 48–53, 2001.
[41] W. Feng, D. D. Kandlur, D. Saha, and K. G. Shin, “BLUE: A new class of active queue management algorithms,” Ann Arbor, pp. 1–27, 1999.
[42] Đ. Đ. Cường, N. V. Tam, and N. G. Hiểu, “Luận án tiến sĩ Nghiên cải tiến hiệu năng giao thức định tuyến AODV và AOMDV trong mạng MANET,” Học viện Khoa học và Công nghệ, 2017.