[8]
Mục dưới đây đưa ra các so sánh cho các thuật toán định tuyến được trình bày ở trên. Đầu tiên là sự so sánh của các giao thức hướng bảng và sau đó là sự so sánh của các giao thức theo yêu cầu. Trong bảng 3 và bảng 4 thì độ phức tạp thời gian được định nghĩa là số các bước cần thiết để thực thi việc vận hành giao thức và độ phức tạp
truyền thông là số lượng các thông báo cần thiết để thực thi việc vận hành giao thức. Giá trị của các đơn vị đo này biểu diễn trong trường hợp xấu nhất.
Đầu tiên chúng ta sẽ thảo luận về các giao thức hướng bảng được mô tả trong bảng 3. Định tuyến DSDV về cơ bản là việc sửa đổi thuật toán định tuyến Bellman- Ford. Các sửa đổi bao gồm việc đảm bảo các tuyến không có các vòng lặp và việc cập nhật tuyến là đơn giản. Trong khi chỉ cung cấp một đường đi tới một đích bất kỳ, DSDV lựa chọn đường đi ngắn nhất dựa trên độ đo là số lượng chặng tới đích. DSDV cung cấp hai kiểu gói tin thông báo cập nhật, trong đó có một kiểu gói tin thông báo nhỏ hơn đáng kể so với gói tin thông báo còn lại. Việc cập nhật bằng gói tin thông báo nhỏ có thể được sử dụng cho các cập nhật bổ sung nhờ đó toàn bộ bảng định tuyến không cần truyền mỗi khi có thay đổi của cấu trúc mạng. Tuy nhiên, DSDV là không hiệu quả do có các truyền thông cập nhật theo chu kỳ, bất chấp số lượng các thay đổi trong cấu trúc mạng. Điều này giới hạn mạnh tới số lượng các nút có thể kết nối vào mạng vì phụ tải tăng theo số nút mạng có bậc là O(n2).
Các tham số DSDV CGSR WRP OLSR
Độ phức tạp thời gian (thêm/lỗi
liên kết) O(d) O(d) O(h) O(d)
Độ phức tạp truyền thông
(thêm/lỗi liên kết) O(x = N) O(x = N) O(x = N) O(x = N)
Có vòng lặp Không Không Không Không
Tuyến đến đích sẵn có Có Có Có Có
Tần số các truyền thông cập nhật Chu kỳ và
khi cần Chu kỳ
Chu kỳ và khi cần
Chu kỳ và khi cần Các cập nhật được truyền đi Các hàng
xóm Các hàng xóm và cụm trưởng Các hàng xóm MRP Tóm tắt: N = Số lượng nút trong mạng d = Đường kính mạng
h = Độ cao của cây định tuyến
x = Số lượng các nút bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi cấu trúc
Bảng 3. So sánh đặc tính của các giao thức định tuyến hướng bảng
Trong CGSR, DSDV được sử dụng như là giao thức ở bên dưới. Định tuyến trong CGSR xảy ra trên các cụm trưởng và nút cổng. Ngoài bảng định tuyến thì bảng cụm trưởng là cần thiết. Ưu điểm của CGSR là các phương thức kinh nghiệm có thể được thi hành để cải tiến hiệu năng của giao thức. Các phương thức này bao gồm việc điều phối thẻ bài ưu tiên, điều phối mã nút cổng và đảo ngược đường đi.
Giao thức WRP yêu cầu mỗi nút bảo đảm bốn bảng định tuyến. Điều này có thể dẫn tới các yêu cầu bộ nhớ đáng kể, đặc biệt khi số lượng các nút trong mạng là lớn. Trong giao thức WRP, các nút định kỳ truyền các thông điệp hello để đảm bảo vẫn còn
kết nối do đó hầu như không cho phép nút vào chế độ nghỉ. Tuy nhiên, mặc dù phụ thuộc vào lớp các thuật toán tìm kiếm đường đi, WRP có ưu điểm là tránh được các vấn đề tạo các vòng lặp định tuyến thông qua việc biên nhận thông tin của nút ngay trước đó.
Giao thức OLSR giảm kích cỡ các gói tin điều khiển bằng cách khai báo chỉ một tập các chuyển phát đa điểm với các hàng xóm là MRP. Giao thức định tuyến OLSR giữ các tuyến cho tất cả các đích có trong mạng, vì thế nó phù hợp cho các mẫu lưu lượng trong đó có một tập lớn các nút truyền thông với nhau và các cặp [nguồn, đích] thay đổi theo thời gian.
Các thảo luận về sự vận hành và các đặc tính của mỗi giao thức hướng bảng trình bày ở trên nhằm mục đích tập trung vào sự khác nhau của chúng. Trong suốt quá trình có các liên kết lỗi, WRP có độ phức tạp thời gian thấp hơn DSDV vì nó chỉ thông báo cho các nút hàng xóm về sự thay đổi trạng thái liên kết. Trong suốt quá trình thêm liên kết, các thông điệp hello được sử dụng để cho biết sự hiện diện của liên kết nhờ đó đầu vào bảng định tuyến có thể được cập nhật. Tương tự, điều này cũng xảy ra với các nút hàng xóm. Trong CGSR, bởi vì hiệu năng định tuyến là độc lập với trạng thái của nút xác định (cụm trưởng, nút cổng và các nút thường) nên độ phức tạp thời gian của lỗi liên kết kết hợp với cụm trưởng là cao hơn trong DSDV bởi phải cộng thêm thời gian để chọn lại cụm trưởng. Tương tự, điều này áp dụng cho trường hợp thêm liên kết kết hợp với cụm trưởng. Nếu nút cổng di chuyển ra ngoài phạm vi, giao thức định tuyến chịu trách nhiệm cho việc định tuyến gói tin tới nút cổng khác.
Trong thuật ngữ độ phức tạp truyền thông ta thấy DSDV, CGSR, WRP và OLSR sử dụng định tuyến đường đi ngắn nhất vectơ khoảng cách như là giao thức định tuyến ở bên dưới, tất cả chúng đều có cùng mức độ phức tạp trong suốt quá trình lỗi và thêm liên kết.
Bảng 4 mô tả sự so sánh của AODV, DSR, TORA, ABR và SSR. Giao thức định tuyến AODV thi hành thủ tục phát hiện tuyến tương tự như DSR, tuy nhiên, có một vài khác biệt quan trọng. Đáng chú ý nhất là phụ tải bộ nhớ trong DSR lớn hơn so với AODV bởi vì nhu cầu nhớ các tuyến đầy đủ, đối lập với việc chỉ lưu thông tin chặng kế tiếp trong AODV. Về phía luồng xuống, AODV yêu cầu các liên kết đối xứng giữa các nút và vì thế không thể sử dụng các tuyến với các liên kết không đối xứng.
Về khía cạnh này thì DSR tốt hơn vì chúng không yêu cầu việc sử dụng các liên kết dạng này và có thể sử dụng các liên kết không đối xứng khi các liên kết đối xứng không khả dụng. Giao thức DSR được dự định cho các mạng trong đó các nút di động di chuyển ở tốc độ trung bình liên quan đến độ trễ truyền gói tin. Các giả thuyết liên quan tới việc vận hành là đường kính mạng tương đối nhỏ và các nút di động có thể cho phép chế độ nhận pha tạp trong đó mỗi gói tin nhận được được phân phối tới phần mềm điều khiển mạng mà không cần lọc bởi địa chỉ đích. Ưu điểm của DSR so với các giao thức định tuyến theo yêu cầu khác đó là DSR không sử dụng các quảng bá định
tuyến theo chu kỳ, do đó tiết kiệm được băng thông và giảm được năng lượng tiêu thụ. Vì thế, giao thức không phải gánh chịu bất kỳ phụ tải nào khi không có sự thay đổi trong cấu trúc mạng. Ngoài ra, DSR cho phép các nút giữ nhiều tuyến tới đích trong bộ đệm của chúng. Vì thế, khi có một liên kết trên tuyến bị phá vỡ, nút nguồn có thể kiểm tra bộ đệm của nó cho bất kỳ tuyến hợp lệ nào. Nếu tuyến được tìm thấy, việc khởi tạo lại tuyến không cần thiết phải được cầu khẩn lại. Trong trường hợp này, việc khôi phục tuyến là nhanh hơn so với các giao thức theo yêu cầu khác. Tuy nhiên, nếu không có tuyến tới đích nào được thêm vào bộ đệm của nút nguồn, việc phát hiện tuyến phải được khởi tạo lại, cũng như trong AODV, nếu tuyến vẫn được yêu cầu. Mặt khác, bởi vì giả thuyết đường kính nhỏ và yêu cầu định tuyến nguồn, DSR không khả chuyển với các mạng lớn.
Các tham số hiệu năng
AODV DSR TORA ABR SSR
Độ phức tạp thời gian (khởi tạo) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
O(2d) O(2d) O(2d) O(d+z) O(d+z)
Độ phức tạp thời gian (vượt lỗi)
O(2d) O(2d) hoặc O*
O(2d) O(l+z) O(l+z) Độ phức tạp truyền
thông (khởi tạo)
O(2N) O(2N) O(2N) O(N+y) O(N+y)
Độ phức tạp truyền thông (vượt lỗi)
O(2N) O(2N) O(2x) O(x+y) O(x+y)
Có vòng lặp Không Không Không Không Không
Phương pháp cấu hình lại tuyến Xóa tuyến, thông báo nguồn Xóa tuyến, thông báo nguồn Đảo ngược tuyến, sửa đổi tuyến Truy vấn quảng bá cục bộ Xóa tuyến, thông báo nguồn l = Đường kính của đoạn mạng bị ảnh hưởng
y = Tổng số lượng các nút tạo nên đường dẫn trực tiếp trong đó gói tin REPLY truyền đi
z = Đường kính của đường dẫn trực tiếp trong đó gói tin REPLY truyền đi (l <= z)
* Trúng cache
Bảng 4. So sánh đặc tính của các giao thức định tuyến yêu cầu khởi tạo phía
nguồn
TORA là giao thức định tuyến “đảo ngược liên kết” được đề xuất để vận hành trong môi trường mạng di động thay đổi nhanh. Một trong các ưu điểm của TORA là nó hỗ trợ nhiều tuyến. TORA và DSR chỉ là những giao thức được khảo sát ở đây mà giữ lại được nhiều khả năng tuyến cho một cặp nguồn/đích. Việc khởi tạo lại tuyến là không cần thiết cho đến khi tất cả các tuyến đã biết tới đích dường như không còn hợp lệ và vì thế băng thông có thể được bảo đảm việc ít xây dựng lại tuyến.
Việc lựa chọn tuyến trong ABR dựa trên sự ổn định liên kết giữa các nút trong mạng. Vì thế, mặc dù đường đi tới đích không cho kết quả mong muốn theo cách số lượng chặng là nhỏ nhất, đường đi vẫn có xu hướng tồn tại lâu hơn so với các tuyến khác. Tuyến mà tồn tại lâu yêu cầu ít hơn việc khởi tạo lại tuyến vì thế thông lượng đạt được cao hơn. Tuy nhiên, do ABR sử dụng gói tin beacon để báo hiệu sự tồn tại của nút với các nút hàng xóm nên có thể gây ra thêm việc tiêu thụ năng lượng.
Giao thức định tuyến SSR là thừa kế logic của ABR. Nó sử dụng kĩ thuật mới trong việc lựa chọn các tuyến dựa trên độ mạnh tín hiệu và sự ổn định vị trí của nút dọc theo đường dẫn. Một trong những trở ngại của giao thức SSR đó là không giống như AODV và DSR, các nút trung gian không thể phản hồi lại yêu cầu tuyến được gửi hướng tới đích, điều này gây ra độ trễ trước khi tuyến có thể được phát hiện. Ngoài ra, khi lỗi liên kết xảy ra dọc theo đường dẫn, thuật toán phát hiện tuyến phải được cầu khẩn từ nguồn để tìm đường đi mới tới đích.
Chương 4. ĐÁNH GIÁ BẰNG MÔ PHỎNG CHI PHÍ TÌM ĐƯỜNG CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN MẠNG MANET VỚI CÁC NGỮ CẢNH KHÁC NHAU