1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
4.2.1Flooding và Gossiping
Flooding là một kỹ thuật thường xuyên được sử dụng để tìm ra đường đi và phổ biến thông tin trong các mạng có dây và không dây ad hoc. Chiến lược định tuyến đơn giản và không đòi hỏi cấu hình mạng tốn kém và thuật toán tìm đường phức tạp. Flooding dùng phương pháp reactive (phản ứng lại), tức là khi mỗi node nhận được một gói dữ liệu nó sẽ gửi đến tất cả các node xung quanh nó. Sau khi
truyền, một gói đi theo tất cả các đường có thể được nếu không bị mất kết nối, gói sẽ đến đích. Hơn nữa khi cấu hình mạng thay đổi, việc truyền gói sẽ theo những tuyến mới. Hình 4.3 minh họa nguyên lý Flooding trong mạng truyền thông dữ liệu. Flooding dạng đơn giản nhất có thể làm cho các gói bị sao chép lại một cách không giới hạn khi đi qua các node mạng.
Hình 4.3 : Flooding các gói dữ liệu trong mạng thông tin.
Để ngăn chặn một gói tin lưu thông vô hạn trong mạng, một trường gọi là hop count được bổ sung vào gói tin. Ban đầu, hop count được đặt giá trị xấp xỉ đường kính mạng. Khi gói đi qua mạng hop count bị giảm đi một sau mỗi bước (một bước được tính là một lần truyền từ node này sang node kia). Khi hop count về 0, gói tin sẽ bị hủy bỏ. Một phương pháp khác cũng được sử dụng đó là việc thêm vào gói tin một trường time-to-live (thời gian sống), trường này ghi lại thời gian mà một gói tin được phép tồn tại trong mạng. Khi thời gian kết thúc, gói tin sẽ bị hủy bỏ. Flooding có thể được cải tiến bằng cách xác nhận gói dữ liệu duy nhất, tức là mỗi node mạng sẽ bỏ qua những gói đã nhận rồi.
Mặc dù, nguyên lý hoạt động đơn giản và phù hợp với cấu hình mạng có chi phí thấp nhưng Flooding gặp nhiều khó khăn khi áp dụng cho mạng WSNs. Nhược điểm đầu tiền của Flooding là gặp phải vấn đề traffic implosion (bùng nổ lưu lượng).
Như trên hình 4.4 hiện tượng không mong muốn gây ra do bản sao của cùng một gói cùng gửi đến một node.
Hình 4.4 : Bùng nổ lưu lượng do Flooding
Nhược điểm thứ hai là vấn đề overlap (chồng lấn) được minh họa trên hình 4.5. Overlaping xảy ra khi hai node bao phủ vùng giống nhau gửi các gói chứa thông tin tương tự nhau đến cùng một node. Nhược điểm thứ ba và là nhược điểm nguy hiểm nhất của Flooding là resource blindness (sự mù quáng tài nguyên). Quy luật đơn giản của Flooding không xem xét đến nguồn năng lượng hạn chế của các node. Năng lượng của các node có thể suy giảm nhanh chóng, giảm đáng kể thời gian sống của mạng.
Hình 4.5 : Vấn đề overlap lưu lượng do Flooding
Để giải quyết nhược điểm nêu trên một hướng mới cho định tuyến là phương pháp gossiping. Tương tự như Flooding, Gossiping dùng quy luật đơn giản và không
đòi hỏi cấu hình mạng đắt tiền hay thuật toán định tuyến phức tạp. Khác với Flooding, gói dữ liệu được phát quảng bá đến tất cả các node, Gossiping chỉ yêu cầu mỗi node gửi gói dữ liệu vừa nhận được đến một node được lựa chọn ngẫu nhiên. Khi nhận được gói, node lân cận lại chuyển tiếp gói dữ liệu đó đến một node lựa chọn ngẫu nhiên khác. Quá trình cứ tiếp tục cho đến khi gói đến được đích hay hop count bị giới hạn. Gossiping tránh được vấn đề bùng nổ lưu lượng mạng bằng cách giới hạn số gói mà mỗi node gửi đến các node lân cận nó. Tuy nhiên độ trễ gói tại đích đến có thể rất lớn, đặc biệt trong mạng có kích thước lớn do chỉ có một liên kết được tạo thành tại một thời điểm.