Khi đứt liên kết xẩy ra các nút trong mạng sẽ cố gắng sửa chữa nội bộ liên kết nếu đường tới đích không dài hơn số bước nhảy đã được chỉ rõ. Để sửa liên kết các nút tăng số thứ tự đích và quảng bá bản tin RREQ tới các nút khác. TTL cho tiêu đề IP phải được tính sao cho quá trình sửa nội vùng không trải rộng ra mạng. Trường TTL của RREQ nên được thiết lập ban đầu bằng giá trị như sau: TTL = max (MIN_REPAIR_TTL, 0.5 x #hops) + LOCAL_ADD_TTL. Với #hops là số lượng các chặng tới nút khởi đầu của gói tin không phân phát được hiện tại. Như vậy, sửa chữa nội vùng cố gắng sẽ thường xuyên ẩn tới nút khởi đầu và sẽ luôn có TTL >= MIN_REPAIR_TTL + LOCAL_ADD_TTL. Nút khởi đầu sửa chữa sau đó đợi trong khoảng thời gian khám phá để nhận các RREP hồi đáp tới RREQ. Trong suốt thời gian sửa chữa nội vùng, các gói dữ liêuk nên được nhớ đệm. Nếu, tại thời điểm cuối cùng của một thời gian khám phá, nút sửa chữa không nhận được một RREP cho đích đó, nó sẽ gửi một bản tin RERR đối với đích đó.
Mặt khác, nếu nút nhận một hay nhiều RREP trong suốt thời gian khám phá, đầu tiên nó sẽ so sánh giá trị hop count của tuyến mới với giá trị trong trường hop count của mục bảng định tuyến không hợp lệ cho đích đó. Nếu giá trị hop count của tuyến được xác định mới nhất tới đích lơn hơn hop count của tuyến được biết trước đó, nút nên phát ra một bản tin RERR cho đích với bit N được thiết lập. Sau nó đõ cập nhận mục bảng định tuyến cho đích đó.
Một nút nhận bản tin RERR với cờ N được thiết lập không được xóa bỏ tuyến tới đích đó. Chỉ nên thực hiện hành động truyền lại gói tin, nếu RERR được nhận từ chặng tiếp theo dọc tuyến đó, và nếu có một hoặc nhiều các nút chặng trước cho tuyến đó tới đích. Khi nút khởi đầu nhận một RERR với cờ N được thiết lập, nếu bản tin này đến từ chặng tiếp theo của nó dọc them tuyến của nó tới đích thì nút khởi đầu nên chọn khởi đầu lại khám phá tuyến.
Sửa chữa nội cùng của các liên kết gãy trong các tuyến đôi khi cho kết quả là tăng độ dài tuyến tới các đích đó. Sự sửa chữa liên kết nội vùng có khả năng tăng số lượng các gói dữ liệu mà có thể được phân phát tới các đích, vì các gói sẽ không bị hủy bỏ khi RERR di chuyển tới nút khởi đầu. Việc gửi một RERR tới nút khởi đầu sau khi sửa chữa nội vùng liên kết gãy có thể cho phép nút khởi đầu tìm được một tuyến mới tới đích mà tốt hơn dựa trên vị trí nút hiện tại. Tuy nhiên, nó không yêu cầu nút khởi đầu xây dựng lại tuyến.
Khi một liên kết gãy dọc một tuyến hoạt động, thường xuyên có nhiều đích mà trở nên không tới được. Nút mà là luồng lên của liên kết bị mất lập tức thử một sửa chữa nội vùng cho chỉ một đích theo hường mà gói dữ liệu được di chuyển. Các tuyến khác sử dụng cùng liên kết phải được đánh dấu là không hợp lệ, nhưng nút điều khiển sửa chữa nội vùng phải báo hiệu mỗi tuyến mất mới nhất khi sửa chữa nội vùng; cờ sửa chữa nội vùng này trong bảng định tuyến phải được đặt lại khi tuyến hết hạn. Trước khi thời gian hết hạn xảy ra, các tuyến khác này sẽ được sửa chữa khi cần thiết khi các gói đến các đích khác. Do đó, các tuyến này được sửa chữa khi cần; nếu một gói dữ liệu không đến tuyến nào, thì tuyến đó sẽ không được sửa chữa. Ngoài ra, tùy thuộc vào sự tắc nghẽn nội vùng, nút có thể bắt đầu xử lý thiết lập các sửa chữa nội vùng cho các tuyến khác, mà không đợi gói tin mới đến. Bằng việc sửa chữa tiên phong các tuyến mà đã gãy do mất liên kết, các gói dữ liệu đến cho các tuyến đó sẽ phải chịu sự trì hoãn sửa chữa tuyến và có thể ngay lập tức được chuyển tiếp.
Tuy nhiên việc sửa chữa tuyến đường trước khi một gói dữ liệu được nhận có thể gặp phải rủi ro về việc các đường sửa chữa không còn tồn tại nữa. Vì vậy tùy thuộc vào lưu lượng nội vùng trong mạng và sự tắc nghẽn đang được trải
qua, nút có thể quyết định sửa chữa tiên phong các tuyến hay không trước khi một gói dữ liệu được nhận; nếu không, nó có thể đợi cho đến khi một gói dữ liệu được nhận, và sau đó bắt đầu sửa chữa tuyến.
2.3 Clusterhead Gateway Routing Switch (CGSR)
2.3.1 Tổng quan về giao thức CGSR
Clusterhead Gateway Routing Switch (CGSR) là một giao thức khác từ các giao thức trước đó trong các loại địa chỉ và mạng lưới làm việc. Thay thế một tầng mạng, CGSR là một nhóm các bước nhảy của mạng di động không dây với chương trình cài đặt định tuyến dựa trên thuật toán Heuristic [4]. Một nhóm tác giả cho rằng bằng việc có một cluster head kiểm soát một nhóm của nút Ad-hoc, một khung cho sự tách mã, truy cập tần số, tuyến đường và phân bố băng thông có thể đạt được. Môt cluster head chọn một giải thuật cho nút như cluster head sử dụng thuật toán phân phối bên trong cluster. Hạn chế của việc có một cluster head là thay đổi cluster head thường xuyên có thể ảnh hưởng đến giao thức đinh tuyến từ nút đang bận trong cluster head được chọn hơn là gói chuyển tiếp. CGSR sử dụng một a Least Cluster Change (LCC). Một sự thay đổi clusterhead chỉ xảy ra khi hai clusterheads đi vào một nhóm hay một trong các nút di chuyển ra khỏi phạm vi của tất cả các clusterheads.
2.3.2 Kiến trúc của giao thức CGSR
Hình 2-2: CGSR: Định tuyến từ node 1 đến node 12.
CGSR sử dụng DSDV như hệ thống định tuyến bên dưới và từ đây có nhiều DSDV giống như ban đầu. Tuy nhiên, nó thay đổi DSDV bằng cách sử
dụng một cluster head có sự sắp xếp đến định tuyến gateway từ nguồn đến đích. Nút Gateway là những nút mà bên trong phạm vi truyền của hai hay nhiều cluster heads. Nếu có một nút để định tuyến một gói tin, nó tìm thấy các clusterhead gần nhất dọc theo tuyến đường đến đích theo bảng thành viên nhóm và bảng định tuyến này. Sau đó, nó sẽ tham khảo bảng định tuyến của nó để tìm bước kế tiếp để tiếp cận các clusterhead chọn ở trên và truyền các gói dữ liệu đến nút đó. Hình 2 là một ví dụ về định tuyến này.
Tất cả các nút trong phạm vi giao tiếp của các clusterhead thuộc nhóm của nó. Một nút đó là trong phạm vi giao tiếp của hai hay nhiều clusterheads được gọi là gateway. Sử dụng phương pháp này, mỗi nút phải giữ một “ nhóm cluster heads ” , ở đâu đó sẽ lưu trữ đích đến của các cluster heads cho mỗi nút mạng khác nhau. Bảng thành viên cluster này được phát sóng theo định kì bởi mỗi nút sử dụng giải thuật DSDV. Những nút này sẽ cập nhật các mục trong bảng thành viên cluster heads của chúng trên một bảng mới từ một láng giềng.
Nếu có một nút để định tuyến một gói tin, nó tìm thấy các clusterhead gần nhất dọc theo tuyến đường đến đích theo bảng thành viên nhóm và bảng định tuyến này. Sau đó, nó sẽ tham khảo bảng định tuyến của nó để tìm bước kế tiếp để tiếp cận các clusterhead chọn ở trên và truyền các gói dữ liệu đến nút đó. Vì vậy, nguyên tắc định tuyến trông như sau:
1. Tra cứu của clusterhead của nút đích 2. Tra cứu của hop kế tiếp
3. Gói gửi đến đích
4. Điểm đến clusterhead cung cấp gói
Trước tiên, nguồn có để truyền các gói dữ liệu để clusterhead của nó. Sau đó, clusterhead này sẽ gửi gói sang nút cổng kết nối này clusterhead và clusterhead kế tiếp dọc theo tuyến đường đến đích đến. Gateway sẽ gửi gói đến clusterhead tiếp theo. Điều này sẽ đi vào cho đến khi clusterhead đích là đạt. Các clusterhead đích sau đó truyền tải các gói dữ liệu đến nút đích.
2.4 Giao thức OLSR (Optimized Link State Routing)
2.4.1 Khái quát giao thức OLSR
Như đã được giới thiệu, OLSR là một giao thức định tuyến khởi tạo theo chu kỳ được tối ưu các mạng tùy biến. Giao thức này thừa kế tính ổn định của thuật toán trạng thái liên kết và luôn sẵn sàngcác tuyến đường khi cần thiết. Với mục đích giảm thiểu chi phí cho công việc tràn lụt lưu lượng điều khiển OLSR chỉ sử dụng các nút MPR được chọn để truyền dẫn các bản tin này. Kỹ thuật này làm giảm đáng kể số lượng yêu cầu truyền lại để tràn lụt một bản tin tới tất cả các nút trong mạng. OLSR chỉ sử dụng một phần thông tin trạng thái liên kết được tràn lụt để lựa chọn tuyến đường ngắn nhất. Có một yêu cầu cho tất cả MPR là phải thông báo các liên kết tới các nút đã lựa chọn chúng. Ngoài ra thông tin cấu hình mạng có thể được sử dụng cho mục đích dự phòng.
OLSR có thể tối ưu các phản ứng khi cấu hình mạng thay đổi bằng cách giảm thời gian giữa hai lần truyền bản tin điều khiển. Hơn thế nữa, nó luôn duy trì các tuyến đến tất cả các đích trong mạng. Vì thế OLSR rất phù hợp cho truyền thông giữa các tập hợp nhiều nút mạng với nhau hoặc cho các cặp nguồn - đích thay đổi theo thời gian. Giao thức này đặc biệt phù hợp với các mạng lớn và giày đặc. Các lợi thế này được mang lại nhờ sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp đa điểm cũng như các lợi thế của định tuyến khởi tạo theo chu kỳ.
OLSR được thiết kế để làm việc trong các mạng phân tán và không phụ thuộc vào bất kỳ một thực thể trung tâm nào. Giao thức này không yêu cầu truyền dẫn tin cậy cho các bản tin điều khiển. Mỗi nút gửi các bản tin điều khiển theo chu kỳ và có thể duy trì một tỉ lệ mất gói hợp lý. Hiện tượng mất gói này xẩy ra thường xuyên trong mạng vô tuyến do xung đột hoặc các vấn đề về truyền dẫn. OLSR không yêu cầu chuyển tiếp tuần tự các bản tin. Mỗi bản tin điều khiển chứa một số thứ tự và được đặt tăng dần cho mỗi bản tin. Vì vậy bên nhận sẽ dễ dàng xác định được bản tin nào mới hơn thậm chí đối với các bản tin đã được sắp xếp lại trong quá trình truyền dẫn. Hơn thế OLSR còn có các hỗ trợ hổ xung như hoạt động trong chế độ ngủ và định tuyến đa phương (multicast). Các hỗ trợ xung này hoàn toàn tương thích với các phiên bản khác nhau của giao thức.
OLSR không yêu cầu bất kỳ thay đổi nào về khuôn dạng của gói tin IP vì thế nó hoàn toàn phù hợp với chồng giao thức IP hiện tại.
2.4.2 Chuyển tiếp đa điểm
Ý tưởng của những chuyển tiếp đa điểm sẽ tối thiểu hóa thủ tục bổ sung của việc bao phủ những thông tin trong mạng bằng việc giảm sự truyền lại không cần thiết trong cùng miền. Mỗi một nút mạng lựa chọn một tập hợp những nút trong 1-hop láng giềng đối xứng, cái có thể truyền lại thông tin của nó. Bộ những nút làng giềng được chọn được gọi là bộ MPR của nút đó. Những nút láng giềng của nút N không có trong bộ MPR nhận và xử lý những thông tin phát sóng nhưng không truyền lại những thông tin được nhận từ nút N.
Mỗi nút lựa chọn bộ MPR của nó từ trong số những 1-hop láng giềng đối xứng của nó. Bộ này được lựa chọn như nó bao gồm (kì hạn của trạm phát sóng ) tất cả các nút 2-hop đối xứng . Bộ MPR của nút N được kí hiệu như MPR{N}, sau đó một tập hợp tùy ý của 1-hop lân cận đối xứng của N đã thỏa mãn điều kiện tiếp theo: mỗi nút trong 2-hop lân cận đối xứng của N phải có một liên kết đối xứng hướng về MPR{N}. Một bộ MPR nhỏ hơn, kết quả thông tin bổ sung ít lưu lượng điều kiện từ giao thức định tuyến. [2] một ví dụ và phân tích thuật toán lựa chọn MPR.
Mỗi một nút duy trì thông tin về tập hợp những nút láng giềng đã lựa chọn nó như MPR. Bộ này được gọi là chuyển tiếp đa điểm của một nút. Một nút chứa những thông tin này từ những thông tin HELLO định kì nhận được từ các nút láng giềng.
Thông tin phát sóng có mục đích truyền vào toàn bộ mạng, nó đến từ bất
kỳ bộ chọn MPR của nút N được truyền lại bởi nút N nếu N vẫn chưa nhận
được. Bộ cài đặt có thể thay đổi theo thời gian ( ví dụ như khi một nút lựa chọn
một bộ cài đặt MPR khác) và được chỉ ra bởi những nút được lựa chọn trong bản
tin HELLO của chúng.
OLSR được phát triển cho mạng AD-HOC. Nó hoạt động như một bảng điều khiển, loại giao thức proactive đó là trao đổi thông tin poto với các nút khác của mạng theo quy tắc. Mỗi một nút sẽ lựa chọn những nút láng giềng của nó
như “ chuyển tiếp đa điểm ” ( MPR ). Trong OLSR chỉ những nút được chọn như MPR sẽ chịu trách nhiệm cho việc tăng cường kiểm soát lưu thông, dùng cho việc khuyếch tán vào toàn bộ mạng. MPR cung cấp một chơ chế hiệu quả cho việc kiểm soát lưu thông bằng việc giảm số lượng cần truyền.
Những nút được chọn như MPR cũng có trách nhiệm đặc biệt khi khai báo thông tin trạng thái liên kết trong mạng. Như vậy, chỉ một yêu cầu cho OLSR cung cấp những đường truyền nhắn nhất tới tất cả các điểm đích là những nút MPR do khai báo thông tin trạng thái liên kết cho bộ chọn MPR của chúng. Thêm vào đó thông tin trạng thái liên kết có sẵn có thể được dùng cho trạng thái dư thừa.
Những nút được chọn như MPR bởi vài nút láng giềng sẽ thông báo thông tin này theo chu kỳ trong thông tin điều khiển của chúng. Vì vậy một nút thông báo đến mạng thì đó là nó có thể đến với những nút đã lựa chọn nó như một MPR. Theo sự hoạch định đường truyền, những MPR được sử dụng để tạo lên đường truyền từ một nút đã định tới bất kỳ điểm đích nào trong mạng. Hơn nữa, giao thức sử dụng MPR để làm tăng hiệu quả của thông tin điều khiển trong mạng.
Một nút được lựa chọn những MPR từ một trong số các nút láng giềng của nó với "symetric" như hai chiều, sự liên kết. Do đó, việc lựa chọn đường truyền thông qua MPR tự động tránh những vấn đề kết hợp với gói dữ liệu dịch chuyển qua sự liên kết một chiều ( như vấn đề của việc không thừa nhận lớp liên kết cho những gí dữ liệu tại mỗi hop, với những tầng liên kết áp dụng công nghệ này cho lưu lượng unicast.
OLSR được phát triển để làm việc độc lập từ những giao thưc khác. Cũng như vậy, OLSR không tạo ra những giả thiết vầ tầng liên kết cơ bản. OLSR thừa hưởng khái niệm của việc vận chuyển và việc chuyển tiếp từ HIPERLAN ( một giao thức tầng MAC ) được tiêu chuẩn hóa bởi ETSI [3]. Giao thức được phát triển trong dự án IPANEMA ( một phần của chương trình Euclid ) và trong dự án PRIMA ( một phần của chương trình RNRT ).
2.4.3 Nguyên tắc trao đổi bản tin
Trong các giao thức định tuyến trạng thái đường liên kết, các nút truyền danh sách quảng bá đường định tuyến cho các nút lân cận trực tiếp với nó. Các bản tin quảng bá này được gọi là quảng bá trạng thái liên kết (LSA), nó được broadcast trên toàn mạng. Khi các mạng Ad-Hoc bị giới hạn bởi băng thông đường truyền. OLSR kết hợp một khái niệm gửi tràn lụt các bản tin định tuyến qua mạng dựa trên nguyên tắc chuyển tiếp đa điểm (MPRs).
Mục đích của MPR là tối ưu hóa trong việc gửi tràn lụt các bản tin cập nhật trạng thái. Mỗi nút sẽ nhận các bản tin tràn lụt từ tất cả các hướng (từ bất cứ nút nào nằm trong giải truyền dẫn). Hình 2.6 mô tả một nút A khởi tạo và gửi tràn lụt các gói tin qua mạng.
A
Hình 2.3: Các gói tin định tuyến tràn lụt trong mạng
