Chương 4 : Xây dựng phương thức quản lý chuyển giao linh hoạt trong mạng BcN
4.2 Phân tích hiệu suất của các giao thức định tuyến cho MANETs
4.2.2 Các giao thức định tuyến truyền thống
4.2.2.1 Giao thức định tuyến theo nhu cầu
Trong MANETs, hai giao thức định tuyến phản ứng điển hình đã được IETF chuẩn hóa là AODV [26] và DSR [30]. Các giao thức định tuyến theo yêu cầu hoạt động theo nguyên tắc là bất cứ khi nào cần dữ liệu, nút nguồn sẽ khám phá và tìm đường đến nút đích.
Q trình khám phá tuyến bắt đầu với việc gửi các gói tin Tuyến đường REQuest (RREQ) để phát đường dẫn. Sau đó, các gói này sẽ được chuyển tiếp qua các nút trung gian để đến nút đích (Hình 4.1, đường ).
Hình 4.1: Giai đoạn khám phá tuyến
Nút đích hoặc nút trung gian (nút biết tuyến đến đích) sẽ trả lời bằng cách gửi gói trả lời Tuyến (RREP) đến nút nguồn. Khi nút nguồn nhận được RREP, đường dẫn được đặt và dữ liệu có thể được truyền (Hình 4.1, đường ). Bên cạnh quy trình khám phá tuyến đường, AODV và DSR cũng có quy trình bảo trì tuyến đường bằng cách sử dụng các gói Lỗi tuyến
đường (RERR) (Hình 4.1, đường ). Mặc dù nó được thiết kế để phù hợp với các đặc tính của MANET, nhưng có một sự khác biệt giữa AODV và DSR. AODV không xây dựng trước một tuyến đường để truyền dữ liệu từ nguồn đến đích. Lộ trình truyền sẽ được xác định bởi mỗi nút mạng khi có sẵn dữ liệu đến, dựa trên thơng tin trạng thái hệ thống mà nút mạng thu được. Đồng thời, AODV cũng sử dụng số thứ tự đích / nguồn để xác định tuyến mới cũng như tránh định tuyến vịng lặp. Trong khi đó, DSR xây dựng tuyến đường tại nút nguồn. Nút nguồn sẽ xác định đầy đủ tuyến đường từ nút nguồn đến nút đích để truyền. Do đó, cấu trúc của các gói RREQ và RREP trong DSR phải được mở rộng hơn nữa để chứa thơng tin địa chỉ của các nút trung gian. Ngồi ra, DSR duy trì bộ nhớ tạm thời để lưu trữ các tuyến đường và sử dụng chúng cho đến khi nó khơng cịn hiệu lực.
Cả AODV và DSR đều sử dụng tài nguyên hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và hỗ trợ các đặc điểm của kiến trúc / tổ chức mạng ad hoc di động như tự tổ chức, tự cấu hình và di động. Tuy nhiên, với khả năng hạn chế, các giao thức định tuyến linh hoạt và hiệu quả hơn, phù hợp với môi trường MANET cần được nghiên cứu và đánh giá thêm.
4.2.2.2 Giao thức định tuyến chủ động
Các giao thức định tuyến chủ động sử dụng bảng định tuyến để xác định tuyến đến tất cả các nút trong mạng. Các nút được cập nhật thường xuyên với thông tin định tuyến về kiến trúc mạng và trạng thái liên kết để làm mới bảng định tuyến. Điều này cho phép bảng định tuyến kiểm soát trạng thái chung của các liên kết trong mạng. Tuy nhiên, trong các mạng có cấu trúc động, việc cập nhật bảng định tuyến liên tục với tần suất cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của mạng.
1) Giao thức định tuyến trạng thái liên kết được tối ưu hóa (OLSR)
Hình 4.2: Q trình xác định nút MPR của giao thức OLSSR
OLSR [34] là một cải tiến từ giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa trên multi-hop, sử dụng ba cơ chế để định tuyến: (1) Gửi các gói Hello đến các nút lân cận theo định kỳ, (2)
các gói điều khiển được phát trên mạng bằng MPR (Multi - Điểm chuyển tiếp) và (3) xác định tuyến bằng thuật toán đường đầu tiên ngắn nhất. OLSR được đề xuất để giảm quá tải các gói truyền đi bằng cách chọn một số lượng nhỏ các nút hoạt động như các nút chuyển tiếp đa điểm (MPR). Chỉ các nút này có thể chuyển tiếp các gói, điều này làm giảm số lượng gói truyền đi cũng như kích thước của các gói điều khiển. Để chọn một nút MPR, các gói Hello được gửi trong vịng hai chặng để xác định các nút lân cận. Sau đó, các nút này thực hiện để chọn nút MPR trong vùng (Hình 4.2). Giao thức OLSR có hiệu suất tốt hơn trong mơi trường mạng dày đặc và lưu lượng dữ liệu lớn, tuy nhiên, hạn chế của OLSR là chiếm nhiều tài nguyên mạng.
2) DSDV (Destination Sequenced Distance Vector)
DSDV [25] là một giao thức định tuyến chủ động sử dụng số bước nhảy để chọn tuyến đường. Giao thức được đề xuất để giải quyết vấn đề lặp lại bằng cách thêm trường số thứ tự vào bảng định tuyến. Không giống như các giao thức định tuyến trạng thái liên kết, DSDV khơng có bảng định tuyến để xác định tuyến đến tất cả các nút trong mạng. Mỗi nút duy trì một bảng định tuyến đến các nút đích mà nó biết và thơng tin này được trao đổi và cập nhật định kỳ. Khi chọn tuyến, DSDV ưu tiên sử dụng tuyến có số tuần tự cao nhất, trong trường hợp có nhiều tuyến có cùng số sê-ri, giao thức chọn tuyến có chi phí thấp hơn. Do nguyên tắc trao đổi định kỳ và cập nhật thông tin định tuyến, trong mơi trường MANETs, DSDV thường lãng phí tài nguyên hệ thống nếu kiến trúc mạng ít thay đổi cũng như quá tải khi các tuyến mạng tồn tại lâu trong các bảng định tuyến không được sử dụng.