Hình 3.16 cho thấy sự thay đổi của chi phí định tuyến cho 3 giao thức FF-AOMDV, AOMR-LM và AOMDV. Khi tốc độ nút tăng lên trong khoảng (0; 2,5; 5; 7,5; 10) m/s, chi phí định tuyến cũng tăng theo. Giao thức FF-
0 1 2 3 4 5 6 7 100 200 300 400 500 S ố n ú t h ế t n ăn g l ượ ng Thời gian mô phỏng (s)
50
AOMDV tăng từ 18,12% lên 55,6%, giao thức AOMR-LM tăng từ 19,2% lên 63,64% và giao thức AOMDV tăng từ 21,79% lên 69,92%. Giao thức FF- AOMDV có hiệu năng tốt hơn so với giao thức AOMR-LM và AOMDV về chi phí định tuyến vì nó thiết lập các đường mạnh mẽ và ổn định hơn với khả năng lỗi đường ít hơn dẫn tới số lần khám phá đường sẽ ít hơn.
Hình 3.16. Chi phí định tuyến theo tốc độ nút di chuyển
Hình 3.17. Chi phí định tuyến theo kích thước gói tin
15 25 35 45 55 65 75 0 2,5 5 7,5 10 Ch i p h í đ ị n h t u y ế n ( % ) Tốc độ nút (m/s)
FF-AOMDV AOMR-LM AOMDV
25 30 35 40 45 50 55 60 65 64 128 256 512 1024 Ch i p h í đ ị n h t u y ế n ( % )
Kích thước gói tin (byte)
51
Hình 3.17 cho thấy ảnh hưởng của việc thay đổi kích thước gói trên tỷ lệ chi phí định tuyến đối với các giao thức định tuyến FF-AOMDV, AOMR- LM và AOMDV. Kích thước gói đa dạng là (64, 128, 256, 512 và 1024) byte. Khi kích thước gói tin tăng lên, tỷ lệ chi phí định tuyến cũng tăng theo. Giao thức FF-AOMDV có tỷ lệ chi phí định tuyến từ 28,36% đến 47,82%, AOMR- LM từ 30,83% đến 52,99% và AOMDV từ 34,67% đến 60,21%. Điều này cho thấy rõ ràng rằng giao thức FF-AOMDV có hiệu suất tốt hơn về tỷ lệ chi phí định tuyến so với cả hai giao thức định tuyến AOMR-LM và AOMDV. Lý do chính là sự ổn định của các tuyến đường từ nguồn đến đích cùng với việc ít bắt đầu quá trình khám phá đường dẫn hơn.
Hình 3.18.Chi phí định tuyến theo thời gian mô phỏng
Hình 3.18 cho thấy ảnh hưởng của việc thay đổi thời gian mô phỏng đối với chi phí định tuyến của các giao thức định tuyến FF-AOMDV, AOMR- LM và AOMDV. Thời gian mô phỏng thay đổi trong khoảng (100, 200, 300, 400, 500) giây. Chi phí định tuyến của giao thức FF-AOMDV từ 31,97% đến 41,53%, của giao thức AOMR-LM từ 34,19% đến 44,54% và của giao thức AOMDV từ 39,74% đến 48,27%. Điều này cho thấy rõ ràng rằng, giao thức
30 35 40 45 50 100 200 300 400 500 Ch i p h í đ ị n h t u y ế n ( % ) Thời gian mô phỏng (s)
52
định tuyến FF-AOMDV có hiệu năng tốt hơn về chi phí định tuyến so với 2 giao thức còn lại.
3.5. Tổng kết Chƣơng 3
Nội dung Chương 3 tập trung vào việc đánh giá hiệu năng của giao thức định tuyến FF-AOMDV qua việc so sánh với hiệu năng của giao thức AOMR-LM và giao thức AOMDV trên môi trường mô phỏng NS-2 với ba kịch bản: thay đổi tốc độ nút di chuyển, kích thước gói tin và thời gian mô phỏng. Có 6 độ đo được đánh giá trong mỗi kịch bản cho cả 3 giao thức là: tỷ lệ truyền thành công, thông lượng, trễ đầu-cuối, năng lượng tiêu thụ, thời gian hoạt động của mạng và chi phí định tuyến. Kết quả mô phỏng cho thấy giao thức định tuyến FF-AOMDV với sự tích hợp của hàm Fitness đã đạt được hiệu năng tốt hơn so với giao thức AOMR-LM và giao thức AOMDV về thông lượng, tỷ lệ truyền thành công và trễ đầu-cuối và chi phí định tuyến. Khi đánh giá về năng lượng tiêu thụ và thời gian hoạt động của mạng, tuy giao thức FF-AOMDV không tốt hơn giao thức AOMR-LM nhưng hiệu năng của nó theo các độ đo này vẫn tốt hơn giao thức AOMDV.
53
KẾT LUẬN
Mạng ad hoc di động là một mạng không dây được tạo thành, hủy bỏ, và thay đổi một cách tự động mà không cần có sự can thiệp của người dùng. Đặc trưng lớn nhất của ad hoc là khả năng tự hình thành tính đa chặng. Công nghệ mạng MANET có tiềm năng ứng dụng rất lớn vào các lĩnh vực trong cuộc sống.
Do tính chất động của topo mạng nên các giao thức định tuyến sử dụng trong mạng ad hoc di động cần được thiết kế để đáp ứng với các yêu cầu đảm bảo hiệu năng mạng. Cụ thể là các yêu cầu về việc tối thiếu hoá tải điều khiển và tải xử lý, hỗ trợ định tuyến đa chặng, đáp ứng những thay đổi về topo mạng và ngăn chặn định tuyến lặp.
Luận văn đã thực hiện cả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Với nghiên cứu lý thuyết, luận văn đã nghiên cứu tổng quan về mạng MANET và vấn đề định tuyến đa đường trong mạng MANET; Cơ chế và kỹ thuật tối ưu hoá hiệu quả sử dụng năng lượng của giao thức định tuyến đa đường FF- AOMDV thông qua hàm Fitness. Đối với nghiên cứu thực nghiệm, luận văn đã trình bày các kết quả mô phỏng các giao thức định tuyến AOMDV, AOMR-LM và FF-AOMDV trong mạng MANET; thiết kế, xây dựng các kịch bản mô phỏng phù hợp, lập trình tính toán các độ đo hiệu năng của các giao thức định tuyến và so sánh, phân tích đánh giá kết quả. Kết quả đánh giá cho thấy, giao thức FF-AOMDV có nhiều ưu điểm khi so sánh về hiệu năng với giao thức AOMDV và giao thức AOMR-LM.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài là thực hiện nghiên cứu cải tiến giao thức FF-AOMDV nhằm cải thiện những điểm yếu của giao thức như mức tiêu thụ năng lượng và thời gian hoạt động của mạng.
54
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh
[1] S. Corson and J. Macker, “Mobile Ad Hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations.”, RFC Editor, 1999.
[2] Q.-A. Zeng and D. P. Agrawal, “Handbook ofWireless Networks and Mobile Computing.”, New York, NY, USA: Wiley, 2002.
[3] C. E. Perkins, “Ad hoc networking: An introduction”, in Proc. Ad Hoc Netw., 2001, pp. 20-22.
[4] Y.-F. Hu, Y.-S. Ding, L.-H. Ren, K.-R. Hao, and H. Han, “An endocrine cooperative particle swarm optimization algorithm for routing recovery problem of wireless sensor networks with multiple mobile sinks”, Inf. Sci., vol. 300, pp. 100_113, Apr. 2015.
[5] O. Smail, B. Cousin, R. Mekki, and Z. Mekkakia, “A multipath energy- conserving routing protocol for wireless ad hoc networks lifetime improvement”, EURASIP J. Wireless Commun. Netw., vol. 2014, p. 139, 2014.
[6] D. Manickavelu and R. U. Vaidyanathan, “Particle swarm optimization (PSO)-based node and link lifetime prediction algorithm for route recovery in MANET”, EURASIP J. Wireless Commun. Netw., vol. 2014, p. 107, 2014.
[7] D. K. Sharma, A. N. Patra, and C. Kumar, “An update based energy efficient reactive routing protocol for mobile ad hoc networks”, Int. J.Comput. Netw. Inf. Secur. (IJCNIS), vol. 5, no. 11, p. 17, 2013.
[8] H. Nasehi, N. T. Javan, A. B. Aghababa, and Y. G.Birgani. (Mar. 2013). “Improving energy ef_ciency in manets by multi-path routing.'' [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/1303.1635
55
[9] P. Hiremath and S. M. Joshi, “Energy ef_cient routing protocol with adaptive fuzzy threshold energy for MANETs”, Int. J. Comput. Netw. Wireless Commun., vol. 2, no. 2, pp. 402_407, 2012.
[10] F. De Rango, F. Guerriero, and P. Fazio, “Link-stability and energy aware routing protocol in distributed wireless networks”, IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst., vol. 23, no. 4, pp. 713_726, Apr. 2012.
[11] C.W. Chen and C. C.Weng, “A power ef_ciency routing and maintenance protocol in wireless multi-hop networks”, J. Syst. Softw., vol. 85, no. 1, pp. 62-76, 2012.
[12] Aqueel T., Raed A., Mueen U., Maha A., and Tanzila S., “Energy Efficient Multipath Routing Protocol for Mobile Ad-Hoc Network Using the Fitness Function”, IEEE Access, vol. 5, pp. 10369 – 10381, May. 2017.
[13] Marinal M., Das S. (2006), “Ad hoc on-demand multipath distance vector routing”, Wireless Communications and Mobile Computing, 6 (1), pp. 969-88.