Định tuyến là vấn đề nền tảng cho mọi mạng. Rất nhiều cỏc giao thức định tuyến đó được đề xuất cho mạng hữu tuyến và một số đó được sử dụng rộng rói. Cỏc tiếp cận định tuyến động thường được sử dụng trong mạng hữu tuyến. Trong đú, định tuyến vector khoảng cỏch và định tuyến trạng thỏi liờn kết là 2 thuật toỏn định tuyến động được sử dụng rộng rói.
Như phần trờn đó giới thiệu dưới gúc độ cỏc giải phỏp cụng nghệ mạng khụng dõy. Với hàng loạt cỏc ưu điểm của cụng nghệ truyền thụng khụng dõy, cỏc mạng di động khụng dõy đó được phỏt triển rất mạnh trong thời gian gần đõy. Mạng di động khụng dõy cú thể chia thành hai kiểu mạng: mạng hạ tầng và mạng khụng hạ tầng tựy thuộc vào sự phụ thuộc vào hạ tầng truyền thụng. Trong mạng hạ tầng, truyền thụng giữa cỏc phần tử mạng phụ thuộc vào sự hỗ trợ của hạ tầng mạng, cỏc thiết bị đầu cuối di động truyền thụng đơn bước khụng dõy qua cỏc điểm truy nhập (cỏc trạm cơ sở) để tới hạ tầng mạng cố định. Kiểu mạng khụng phụ thuộc hạ tầng cũn được gọi với tờn chung là cỏc mạng tựy biến di động MANET (Mobile Adhoc Networks), mạng cảm biến khụng dõy WSN (Wireless Sensor Netwworks), hoặc cỏc hạ tầng lai ghộp như mạng hỡnh lưới khụng dõy WMN (Wireless Mesh Networks).
Trong mạng hữu tuyến, cỏc thuật toỏn định tuyến trạng thỏi liờn kết và vector khoảng cỏch hoạt động rất tốt bởi những tớnh chất của mạng như chất lượng liờn kết và cấu trỳc hỡnh học là được biết trước. Tuy nhiờn những đặc tớnh động của cỏc mạng tựy biến di động sẽ làm giảm hiệu lực của cỏc giao thức này. Sự thay đổi topo thường xuyờn làm cho tiờu đềđiều khiển tăng lờn nhanh chúng dẫn đến việc chiếm dựng quỏ nhiều băng thụng khan hiếm của cỏc mạng tựy biến di động. Thờm nữa cỏc thuật toỏn định tuyến vector khoảng cỏch và trạng thỏi liờn kết gõy nờn những mõu thuẫn trong thụng tin định tuyến, dẫn đến việc lặp vũng khi sử dụng trong cỏc mạng động.
Truyền thụng tin đa điểm được yờu cầu bởi những ứng dụng khi nhiều node cựng quan tõm đến một thụng tin riờng biệt nào đú. Với những kịch bản này định tuyến đa điểm sẽ tiết kiệm được băng thụng và tài nguyờn tớnh toỏn. Định tuyến đa điểm cựng với địa chỉđa điểm và việc đăng ký động đó hỗ trợđược thụng tin đa điểm trong mạng
111
hữu tuyến. Cỏc tiếp cận định tuyến đa điểm như giao thức định tuyến đa điểm vector khoảng cỏch DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), định tuyến đường dẫn đầu tiờn ngắn nhất đa điểm MOSPF (Multicast Open Shortest Path First), định tuyến đa điểm độc lập giao thức PIM (Protocol Independent Multicast) đó được sử dụng rộng rói. Cũng giống mạng hữu tuyến, thụng tin đa điểm cũng là vấn đề cần thiết trong mạng tựy biến di động. Kiểu trao đổi thụng tin này thớch hợp với nhiều ứng dụng trong mạng khụng dõy và tiết kiệm được tài nguyờn băng thụng của cỏc kờnh vụ tuyến. Thờm nữa đặc tớnh quảng bỏ tiềm tàng của cỏc kờnh vụ tuyến được khai thỏc để tăng cường hiệu năng truyền thụng tin đa điểm trong cỏc mạng tựy biến di động. So sỏnh với nguyờn tắc định tuyến đơn điểm thỡ định tuyến đa điểm trong mạng tựy biến di động sẽkhú khăn hơn nhiều. Tớnh năng di động của node dẫn đến việc theo vết của cỏc thành viờn nhúm đa điểm là rất phức tạp và tốn kộm. Thờm nữa phải xõy dựng lại thường xuyờn cõy phõn bố bởi sự di chuyển của node. Do đú nguyờn tắc định tuyến đa điểm trong mạng tựy biến di động buộc phải bao gồm cảcỏc cơ chếđểđương đầu với những khú khăn gõy ra bởi tớnh di động của node và sự thay đổi cấu trỳc hỡnh học của mạng. Vấn đề luụn được đặt ra đối với cỏc mạng MANET chớnh là phương phỏp gửi thụng tin giữa cỏc node khụng cú liờn kết trực tiếp, khi mà cỏc node trong mạng di chuyển khụng theo cỏc dựđoỏn và dẫn tới cấu hỡnh mạng thường xuyờn thay đổi. Vỡ vậy, cỏc tiếp cận định tuyến trong cỏc mạng cố định truyền thống khụng thể ỏp dụng được đối với cỏc mạng tựy biến di động khụng dõy. Một phương phỏp phổ biến để phõn biệt cỏc giao thức định tuyến trong mạng MANET dựa trờn cỏch thức trao đổi thụng tin định tuyến giữa cỏc node. theo phương phỏp này, cỏc giao thức định tuyến được chia thành: định tuyến theo bảng, định tuyến theo yờu cầu và định tuyến lai ghộp (hỡnh 4.3). Sự khỏc biệt của cỏc giao thức này xuất phỏt từ tớnh chuyờn biệt đối với cỏc khớa cạnh định tuyến như phương phỏp tỡm đường ngắn nhất, thụng tin tiờu đề định tuyến hay đặc tớnh cõn bằng tải, v..v.
112
i, Cỏc giao thức định tuyến theo bảng
Trong phương phỏp định tuyến theo bảng, cỏc node trong mạng MANET liờn tục đỏnh giỏ cỏc tuyến tới cỏc node để duy trỡ tớnh tương thớch, cập nhật của thụng tin định tuyến. Vỡ vậy, một node nguồn cú thểđưa ra một đường dẫn định tuyến ngay lập tức khi cần. Trong cỏc giao thức định tuyến theo bảng, tất cả cỏc node cần duy trỡ thụng tin về cấu hỡnh mạng. Khi cấu hỡnh mạng thay đổi, cỏc cập nhật được truyền lan trong mạng nhằm thụng tin sựthay đổi. Hầu hết cỏc giao thức định tuyến theo bảng đều kế thừa và sửa đổi đặc tớnh tương thớch từ cỏc thuật toỏn chọn đường dẫn ngắn nhất trong cỏc mạng hữu tuyến truyền thống. Cỏc thuật toỏn định tuyến theo bảng được sử dụng cho cỏc node cập nhật trạng thỏi mạng và duy trỡ tuyến bất kểcú lưu lượng hay khụng. Vỡ vậy, tiờu đềthụng tin để duy trỡ cấu hỡnh mạng đối với cỏc giao thức này thường là lớn. Một số cỏc giao thức định tuyến điển hỡnh theo bảng trong MANET gồm: Giao thức định tuyến khụng dõy WRP (Wireless Routing Protocol), định tuyến vector khoảng cỏch tuần tự đớch DSDV (Destination Sequence Distance Vector), định tuyến trạng thỏi tối ưu liờn kết OLSR (Optimized Link State Routing), định tuyến trạng thỏi fisheye (Fisheye State Routing), v..v.
ii, Cỏc giao thức định tuyến theo yờu cầu
Trong phương phỏp định tuyến theo yờu cầu, cỏc đường dẫn được tỡm kiếm chỉ khi cần thiết, hoạt động tỡm tuyến bao gồm cả thủ tục xỏc định tuyến. Thủ tục tỡm tuyến kết thỳc khi một tuyến khụng được tỡm thấy hoặc khụng cú tuyến khả dụng sau khi xỏc minh toàn bộ tập hoỏn vị tuyến. Trong mạng MANET, cỏc tuyến hoạt động cú thể ngừng do tớnh di động của node. Vỡ vậy, thụng tin duy trỡ tuyến là tối quan trong đối với cỏc giao thức định tuyến theo yờu cầu. So với cỏc giao thức định tuyến theo bảng, cỏc giao thức định tuyến theo yờu cầu thường cú tiờu đềtrao đổi thụng tin định tuyến nhỏ hơn. Vỡ vậy, về mặt nguyờn tắc, cỏc giao thức này cú khảnăng mở rộng tốt hơn đối với cỏc giao thức định tuyến theo bảng. Tuy nhiờn, vấn đề lớn nhất của cỏc giao thức định tuyến theo yờu cầu là trễ do tỡm kiếm tuyến trước khi chuyển tiếp thụng tin dữ liệu. Vớ dụ về một số giao thức định tuyến theo yờu cầu gồm: giao thức định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing), giao thức định tuyến vector khoảng cỏch theo yờu cầu AODV (Ad hoc On- demand Distance Vector routing) và giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm).
iii, Giao thức định tuyến lai ghộp
Cỏc giao thức định tuyến lai ghộp được đề xuất để tổ hợp cỏc đặc tớnh ưu điểm của cỏc giao thức định tuyến theo bảng và theo yờu cầu. Thụng thường, cỏc giao thức định tuyến lai ghộp MANET được sử dụng trong kiến trỳc phõn cấp. Cỏc giao thức định
113
tuyến theo bảng và theo yờu cầu được triển khai trong cỏc cấp thớch hợp. Một số vớ dụ về giao thức định tuyến lai ghộp: giao thức định tuyến vựng ZRP (Zone Routing Protocol), giao thức định tuyến trạng thỏi liờn kết dựa trờn vựng ZHLS (Zone-based Hierarchical Link State routing) và giao thức định tuyến mạng tựy biến lai HARP (Hybrid Ad hoc Routing Protocol), v..v.