CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET
2.5. Giao thức cải tiến N-AODV
2.5.2. Cơ chế hoạt động của N-AODV
2.5.2.1. Tổng quan về N-AODV
Với việc phân tích các giao thức ở phần trước, ta có thể thấy rằng hầu hết các giao thức định tuyến theo yêu cầu, trừ định tuyến đa đường, đều sử dụng thông điệp phản hồi định tuyến đơn cùng với đường dẫn ngược đầu tiên (tuyến ngược của gói RREQ tìm đến node đích đầu tiên) để thiết lập đường định tuyến. Như đã đề cập trước đó, trong mạng có sự di động cao, đường dẫn ngược có thể đã bị ngắt kết nối và gói tin phản hồi định tuyến từ đích tới nguồn có thể bị mất. Trong trường hợp này, node nguồn cần phải gửi lại thông điệp yêu cầu định tuyến. Mục đích của nghiên cứu này đó là tăng khả năng thiếp lập đường định tuyến mà vẫn giảm thiểu được các thông điệp RREQ so với các giao thức khác khi topo mạng thay đổi bởi việc di động của các node mạng.
Đặc biệt, giao thức N-AODV được đề xuất khám phá tuyến theo yêu cầu sử dụng thủ tục khám phá tuyến ngược. Trong quá trình khám phá tuyến, node nguồn và đích cùng thực hiện vai trò như nhau trong việc gửi các gói tin điều khiển. Bởi vậy, sau khi nhận được thông điệp RREQ, node đích cũng flood các gói R-RREQ ngược lại để tìm đến node nguồn. Khi node nguồn nhận được một gói tin R-RREQ, gói tin dữ liệu bắt đầu được truyền đi ngay tức thì.
2.5.2.2. Khám phá tuyến trong N-AODV
Trong giao thức N-AODV, node nguồn khởi tạo thủ tục khám phá tuyến bằng cách quảng bá gói tin RREQ chứa các thông tin như trong hình 2.12, gồm: loại gói tin, địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, ID quảng bá, số hop, số thứ tự của node nguồn, số thứ tự của node đích, thời gian truy vấn (Request time).
Hình 2.12. Định dạng gói tin RREQ
Mỗi khi node nguồn đưa ra một gói tin RREQ mới, chỉ số ID quảng bá được tăng lên một đơn vị. Bởi vậy, node nguồn và node đích sẽ có cùng chỉ số ID quảng bá, chỉ số đơn nhất để nhận biết gói tin RREQ này [1, 8]. Node nguồn quảng bá RREQ tới tất cả các node nằm trong phạm vi truyền nhận dữ liệu của nó. Các node lân cận này sau đó sẽ gửi tiếp RREQ đến các node khác theo cách tương tự. Cứ như vậy RREQ sẽ được quảng bá trong toàn bộ mạng, một vài node có thể nhận được vài bản sao của cùng một RREQ. Khi một node trung gian nhận được một gói tin RREQ, nó sẽ kiểm tra xem đã từng nhận được gói RREQ với cùng ID quảng bá và địa chỉ nguồn hay chưa và nó sẽ loại bỏ những gói tin RREQ dư thừa. Thủ tục này cũng tương tự như đối với gói tin RREQ trong giao thức AODV.
Khi node đích nhận được thông điệp yêu cầu định tuyến đầu tiên, nó sẽ sinh ra gói tin yêu cầu ngược R-RREQ và quảng bá gói tin này tới các node lân cận nằm trong phạm vi truyền nhận của nó giống như node nguồn làm với RREQ.
Gói tin R-RREQ (hình 2.13) chứa các thông tin dưới đây: ID nguồn phản hồi, ID đích phản hồi, ID quảng bá phản hồi, số hop, số thứ tự của node đích, thời gian phản hồi (Reply time).
Hình 2.13. Định dạng gói tin R-RREQ
Khi gói tin R-RREQ được quảng bá đến node trung gian, nó sẽ kiểm tra sự dư thừa. Nếu node này đã nhận được gói tin giống như vậy rồi thì gói tin này sẽ bị loại bỏ, nếu không nó sẽ chuyển tiếp đến node kế tiếp.
- Địa chỉ node đích - Địa chỉ node nguồn
- Số lượng hop tới node đích - Số thứ tự node đích
- Thời gian hết hạn định tuyến và hop kế tiếp tới node đích
Và mỗi khi node nguồn nhận được gói tin R-RREQ đầu tiên, nó bắt đầu quá trình gửi nhận dữ liệu và các gói tin R-RREQ đến sau đó được lưu lại để sử dụng cho tương lai. Các tuyến thay thế có thể được sử dụng trong trường hợp mà tuyến chính bị lỗi truyền thông.
Ta xét lại trường hợp giống như với giao thức AODV mà chúng ta đã đề cập ở trên, trong hình 2.14. Trong giao thức N-AODV mới, node đích sẽ không gửi gói tin phản hồi định tuyến ở dạng unicast cùng với tuyến ngược ngắn nhất là D321S mà nó sẽ quảng bá gói tin R-RREQ để tìm node nguồn S. Và tuyến chuyển tiếp tới node đích được xây dựng thông qua gói tin R-RREQ này. Các tuyến dưới đây có thể được xây dựng: S456D, S1110987D, ... Node S có thể chọn tuyến tốt nhất trong số những tuyến này và bắt đầu chuyển tiếp dữ liệu đi. Vì thế vấn đề lỗi chuyển phát gói tin RREP trong AODV sẽ không xảy ra trong trường hợp này, thậm chí ngay cả khi node 1 di chuyển ra khỏi phạm vi truyền nhận của node gốc.
Hình 2.14. Chuyển gói tin R-RREQ từ node đích tới node nguồn 2.5.2.3. Cập nhật và duy trì tuyến 2.5.2.3. Cập nhật và duy trì tuyến
Khi nhận được các gói tin điều khiển, node nguồn chọn tuyến tốt nhất để cập nhật, cụ thể, đầu tiên nó so sánh các số thứ tự, và số thứ tự cao hơn tức là đường định
tuyến tốt hơn. Nếu số thứ tự như nhau, chúng sẽ so sánh số lượng hop tới node đích, tuyến với ít hop hơn sẽ được lựa chọn. Do kênh truyền thông không dây có chất lượng thay đổi theo thời gian, đường dẫn tốt nhất cũng sẽ bị thay đổi theo thời gian.
Phản hồi từ tầng MAC có thể được sử dụng để phát hiện tình trạng kết nối của liên kết. Khi một node thông báo node lân cận theo hướng down stream của nó đang nằm ngoài phạm vi truyền nhận dữ liệu, nó sẽ sinh ra một thông điệp lỗi định tuyến (RERR) tới node upstream của nó. Nếu tình trạng lỗi xảy ra ở gần với node đích, các node đã nhận RERR có thể thực hiện việc sửa cục bộ, nếu không các node sẽ chuyển tiếp RERR cho tới khi nào nó đến được node nguồn [1, 2]. Node nguồn có thể chọn đường định tuyến thay thế hoặc phát sinh một thủ tục khám phá đường định tuyến mới.