trung giải quyết vấn đề và khái niệm đặc trưng của môi trường vô tuyến. Nhưng giao thức nào là tốt nhất, phù hợp nhất? Nó phụ thuộc vào cấu trúc và thuộc tính của mạng, mật độ nút mạng, mức độ di chuyển của nút mạng, kích cỡ môi trường, kiểu di chuyển của các nút mạng...
3.1 THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC MẠNG AD HOC
Có hai thông số để đánh giá: thông số đánh giá chất lượng và thông số kịch bản.
3.1.1 Thông số đánh giá chất lượng
Các thông số này được sử dụng để đưa ra chính xác những gì xảy ra trong quá trình mô phỏng và cung cấp các thông tin có giá trị về các giao thức định tuyến. Do đó, nó dành được nhiều sự quan tâm khi nghiên cứu giao thức định tuyến mô phỏng.
3.1.1.1 Tỷ lệ gói nhận được
Định nghĩa: Tỷ lệ gói nhận được RD là tỷ lệ giữa số gói nhận được bởi nút đích (PR) và số gói được gửi đi từ lớp ứng dụng của nút nguồn (PS).
RD = PR /PS (CT 3.1)
Ý nghĩa: giao thức định tuyến hoạt động tốt phải có giá trị RD cao do khả năng tận dụng băng thông vô tuyến là rất quan trọng. Thông số này phản ánh tỷ lệ gói tin bị mất, mức độ hoàn chỉnh và đúng đắn của giao thức định tuyến.
3.1.1.2 Trễ từ đầu cuối đến đầu cuối
Định nghĩa: Trễ từ đầu cuối đến đầu cuối là thời gian mà gói tin truyền trên mạng từ nút nguồn đến nút đích. Nó bao gồm nhiều giá trị nhỏ trên mạng: trễ bộ đệm, trễ chuyển tiếp gói tin ở nút trung gian, trễ truyền dẫn và thời gian để truyền lại gói tin (trong trường hợp gói tin bị mất). Có thể tính thời gian trễ theo hai cách:
Tdelay = Trev – T send (CT 3.2)
Hoặc: Tdelay = T buffer + Trelay + Tprop + Tresend (CT 3.3)
Ý nghĩa: Trong mạng gói vô tuyến không có QoS thì giá trị trễ phụ thuộc vào giao thức định tuyến. Một thông số quan trọng là thời gian trễ trong bộ đệm, tức là gói tin được lưu giữ trong bộ đệm khi chưa có đường định tuyến đến đích trước khi bị hủy. Nếu như nút mạng đặt thời gian lớn thì ít gói tin trên mạng bị hủy, nhưng cũng có nghĩa trễ trung bình trong mạng cũng tăng lên. Và người thiết kế hệ thống sẽ quyết định: tỷ lệ gói hủy bỏ thấp hay thời gian trễ, điều này liên quan đến giá trị trễ đầu cuối đến đầu cuối.
3.1.1.3 Thông lượng từ đầu cuối đến đầu cuối
Định nghĩa: thông lượng là tỉ lệ giữa số gói tin dữ liệu được truyền trên một đơn vị thời gian.
Ý nghĩa: Khi băng thông sẵn có trên mạng đã biết, thì trong mô phỏng băng thông thực sự có được là bao nhiêu? Thông số thông lượng T sẽ cho biết băng thông thực sự khi mô phỏng và có thể cho tháy sự hiệu quả của giao thức định tuyến ở mức độ nào. Khi thông lượng trung bình cao nghĩa là băng thông dành cho định tuyến là ít, khi đó giao thức định tuyến hoạt động tốt.
3.1.1.4 Phần tải thông tin định tuyến
Định nghĩa: là tỉ lệ giữa gói tin định tuyến được gửi đi với số gói dữ liệu được gửi tới đích.
Ý nghĩa: Tải thông tin định tuyến là một thông số quan trọng với mạng Ad hoc, nó cũng cho biết hiệu năng sử dụng băng thông của giao thức định tuyến: bao nhiêu băng thông được sử dụng cho bản tin định tuyến, bao nhiêu băng thông được sử dụng cho các gói tin dữ liệu. Phần tải định tuyến trong giao thức định tuyến theo yêu cầu thông thường là lớn do nó phải gửi bản tin cập nhật định kỳ trên toàn mạng. Trường hợp lý tưởng là không có bản tin định tuyến, chỉ có gói tin dữ liệu được truyền trên mạng; tuy nhiên, nếu không có giao thức định tuyến thì không thể triển khai thực tế.
3.1.2 Thông số kịch bản
Các thông số kịch bản được tính toán từ dữ liệu đầu vào của mô phỏng, hoặc có thể là biến đầu vào (ví dụ như thời gian tạm dừng). Nó không phụ thuộc vào giao thức định tuyến hoặc quá trình mô phỏng cũng như các thông số đánh giá chất lượng mà ta nghiên cứu ở trên. Nó cung cấp sự so sánh thật nhất giữa các giao thức.
3.1.2.1 Thông số di chuyển
Nó đánh giá sự chuyển động trong mạng bằng cách tính toán di chuyển của nút mạng liên quan giữa các cặp nút trên mạng. Thông số này tương ứng với số thay đổi liên kết trong mô hình khi mà nút mạng di chuyển theo mô hình định trước.
Tên biến Mô tả
Dist(nx, ny)t Khoảng cách giữa nút X và nút Y ở thời điểm t
n Số nút mạng
i Chỉ số
Ax(t) Khoảng cách trung bình giữa các nút x với các nút khác ở thời điểm t Mx Di chuyển trung bình của nút x với các nút trong thời gian mô phỏng T Thời gian mô phỏng
Δt Bước thời gian mô phỏng
Mod Di chuyển trong toàn bộ kịch bản [m/s]
Bước 1: tính khoảng cách trung bình của các nút x với các nút khác trong mạng được thực hiện ở các thời điểm t=0, t= 0 + X, t=0 + 2X, ... t = T, theo công thức:
(CT 3.4) Bước 2: Tính di chuyển của nút x theo công thức:
(CT 3.5) Bước 3: Tính thông số di chuyển cho cả kịch bản:
(CT 3.6)
2.4.3.1 Thời gian tạm dừng
Thời gian tạm dừng là một biến đầu vào của mô phỏng. Khi sử dụng như một thông số đánh giá, thời gian tạm dừng của tất cả các nút trong mô phỏng được sử dụng để đo kiểm thông số chuyển động. Khi giá trị trung bình càng lớn thì nút mạng càng ít di chuyển trong mạng.
3.2 MÔ HÌNH DI CHUYỂN MÔ PHỎNG MẠNG AD HOC
Trong mạng Ad hoc, nút mạng di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác, nên khó khăn khi tìm ra mô hình di chuyển có thể cho mô phỏng. Để có thể mô phỏng giao thức định
tuyến thì cần phải có sự phát triển và sử dụng “mô hình di chuyển” cho nút mạng, do đó việc xác định mô hình di chuyển là rất quan trọng.
Mô hình di chuyển yêu cầu phải mô tả di chuyển của nút mạng giống như trong thực tế, cần có sự thay đổi về hướng và tốc độ di chuyển trong những khoảng thời gian hợp lý. Chắc chắn nút mạng thực không thể di chuyển theo đường thẳng với tốc độ không đổi trong suốt quá trình mô phỏng. Vận tốc có thể thay đổi và giảm đến 0, tương tự hướng di chuyển cũng sẽ thay đổi.
Có rất nhiều mô hình áp dụng cho mạng Ad hoc, có thể tương ứng với từng ngữ cảnh kịch bản mô phỏng, trong giới hạn đồ án đề cập một số mô hình tiêu biểu.
3.2.1 Mô hình di chuyển ngẫu nhiên
Mô hình di chuyển ngẫu nhiên là mô hình di chuyển đơn giản dựa trên hướng và vận tốc ngẫu nhiên, trong đó vận tốc và hướng hiện tại của hai hay nhiều nút mạng hoàn toàn độc lập với giá trị cũ của chúng. Do đó, mô hình sẽ phải đối mặt với hiện tượng không giống thực tế: dừng đột ngột, có vòng quay nhọn, đường di chuyển quanh co hoàn toàn ngẫu nhiên. Để khắc phục vấn đề này, người ta có thể thay đổi mô hình bằng cách tính toán vận tốc hay hướng di chuyển hoặc cả hai.
3.2.2 Mô hình di chuyển hướng ngẫu nhiên với vận tốc không đổi
Đây là mô hình sửa đổi của mô hình di chuyễn ngẫu nhiên nhưng đảm bảo tất cả nút mạng được gán cho một vận tốc như nhau trong suốt quá trình mô phỏng. Sau khi hướng chọn một cách ngẫu nhiên trong khoảng (0, 2π), các nút bắt đầu di chuyển. Khi gặp biên của khu vực mô phỏng, nó nảy khỏi biên với một góc xác định bởi hướng đến, các nút di chuyển thao đường mới.
3.2.3 Mô hình di chuyển Random Waypoint
Mô hình này có sử dụng thời gian tạm dừng khi thay đổi hướng và vận tốc. Hai hay nhiều nút mạng ở một vị trí trong một khoảng thời gian (thời gian tạm dừng). Khi hết thời gian tạm dừng, nút mạng chọn ngẫu nhiên vận tốc trong khoảng (0, maxspeed)
Hình 3.1 Mô hình di chuyển Random Waypoint
3.2.4 Mô hình di chuyển hướng ngẫu nhiên
Mô hình này khắc phục nhược điểm của mô hình Random Waypoint, do các nút trong mô hình Random Waypoint thường chọn các đích mới và xác suất chọn thường là trung tâm khu vực mô phỏng hoặc đường đi qua trung tâm khu vực mô phỏng. Khi các nút mạng có xu hướng hội tụ, phân tán... trong mô hình di chuyển hướng ngẫu nhiên, các nút chọn hướng thay vì chọn đích, sau đó nó di chuyển theo hướng đó đến biên của khu vực mô phỏng, ngay khi đến biên nó dừng lại trong một khoảng thời gian và chọn hướng khác (0, 180o) và tiếp tục quá trình .
Hình 3.2 Mô hình di chuyển hướng ngẫu nhiên TỔNG KẾT
Việc lựa chọn các thông số đánh giá giao thức và mô hình di chuyển là rất quan trọng. Thông qua các thông số đó, ta có thể đánh giá được điểm mạnh cũng như điểm yếu của một giao thức mạng. Qua đó, ta có thể lựa chọn được giao thức phù hợp cho những giả thiết và yêu cầu đặt ra.
4 CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ THÔNG LƯỢNG CỦA AODV, OLSR, DSR VÀ DYMO BẰNG
OMNET++