- Làm mới các biến đếm Level1, Level2, Level
3.2.1.Thiết lập mạng mô phỏng giao thức
Chƣơng trình mô phỏng của luận văn có tên là LV_simulation.tcl. Chƣơng trình này sau khi chạy sẽ sinh ra các tệp vết là LV_simulation.nam và LV_simulation.tr. Trong đó tệp LV_simulation.nam dùng cho việc minh họa trực quan cả quá trình mô phỏng qua chƣơng trình NAM, tệp LV_simulation.tr sẽ là tệp đầu vào để phân tích các tham số hiệu suất của các giao thức nhƣ: độ trễ, tỉ lệ phân phát gói tin, số lƣợng request nhận đƣợc của mỗi nút,số gói tin bị mất. Các tham số hiệu suất sau khi đƣợc phân tích sẽ đƣợc sử dụng để vẽ biểu đồ sử dụng công cụ gnuplot, từ đó đƣa ra các nhận xét đánh giá so sánh hiệu quả của giao thức AODVLV và AODV.
3.2.1.1. Thiết lập tô-pô mạng
Luận văn lựa chọn khu vực mô phỏng hai giao thức với diện tích là 1185m x 1000m. Với diện tích này các nút có đủ không gian để di chuyển tự do và làm cho tô pô mạng thay đổi liên tục trong khoảng thời gian mô phỏng.
Mạng mô phỏng gồm 50 nút di động phân bố ngẫu nhiên trong diện tích mô phỏng với tọa độ các nút là (x,y,z) trong đó z = 0 ( Mặt phẳng).
Các nút di chuyển theo mô hình Random Waypoint, đƣợc hiểu là đầu tiên nút có một vị trí ngẫu nhiên trong khu vực mô phỏng và ở tại đó một khoảng thời gian chờ. Sau khoảng thời gian ấy, nút chọn ngẫu nhiên một đích và một tốc độ phân bố đều giữa [Speed min, Speed max] để di chuyển tới vị trí mới. Để tạo ra các file kịch bản một cách tự động và ngẫu nhiên. Tác giả sử dụng hai công cụ đƣợc hỗ trợ sẵn bởi NS-2 là “Setdest” và “cbrgen.tcl”, trong đó:
+ Setdest là công cụ viết bằng C++, giúp tạo ra các kịch bản bao gồm vị trí ban đầu và sự di chuyển của các nút.
./setdest -n <num of nút> -p <pausetime> -M <maxspeed> -t <simtime> -x <maxx> -y <maxy> > <outdir>/<scenario-file>
+ Cbrgen.tcl là công cụ viết bằng ngôn ngữ tcl, giúp tạo ra các kịch bản truyền thông.
ns cbrgen.tcl [-type cbr|tcp] [-nn nút] [-seed seed] [-mc connections] [- rate rate] > <outdir>/<scenario-file>
Luận văn lựa chọn nguồn sinh lƣu lƣợng là UDP để thực hiện mô phỏng vì tốc độ truyền của nguồn UDP là không đổi và liên tục khi tô-pô mạng bị thay đổi. Thời gian mô phỏng là 600s, đủ thời gian để một nút di chuyển ra ngoài khu vực phát sóng của một nút khác và làm cho tô pô mạng thay đổi.
Tất cả cả kịch bản mô phỏng đều sử dụng chung kịch bản truyền thông sau:
ns cbrgen.tcl –type cbr –nn 50 –seed 1.0 –mc 10 –rate 4.0 > LV-50- 10cbr
Luận văn quan tâm thực hiện mô phỏng các kịch bản sau:
- Khi tốc độ di chuyển của các nút mạng thay đổi: Nhằm so sánh những ảnh hƣởng của việc cài đặt cơ chế an ninh so với giao thức AODV. Các tham số hiệu suất quan tâm là: tỉ lệ phân phát gói tin thành công, độ trễ trung bình của các gói tin CBR, thời gian phản ứng của giao thức, số gói tin bị hủy bỏ.
Chạy setdest với các tham số sau để tạo hình trạng mạng với các tốc độ di chuyển khác nhau 0, 5 ,10, 15, 20m/s:
./setdest –n 50 –p 2 –M 0.001 –t 600 –x 1186 –y 1000 > LV-scen-50- 600-0
./setdest –n 50 –p 2 –M 5.0 – t 600 –x 1186 –y 1000 > LV-scen-50-600-5 ./setdest –n 50 –p 2 –M 10.0 – t 600 –x 1186 –y 1000 > LV-scen-50-600- 10
./setdest –n 50 –p 2 –M 15.0 – t 600 –x 1186 –y 1000 > LV-scen-50-600- 15
./setdest –n 50 –p 2 –M 20.0 – t 600 –x 1186 –y 1000 > LV-scen-50-600- 20
- Khi mạng bị tấn công blackhole: Cuộc tấn công blackhole dẫn tới việc không tìm đƣợc đƣờng đi tới đích mà dữ liệu đƣợc gửi qua nút độc hại. Các thông số hiệu năng quan tâm là: tỉ lệ phân phát gói tin thành công, độ trễ trung bình của các gói tin CBR, số gói tin bị hủy.
Luận văn lựa chọn hình trạng mạng với tốc độ tối đa 20m/s để mô phỏng cho kiểu tấn công blackhole.
- Khi mạng bị tấn công flooding RREQ: Nhằm so sánh giải pháp chống tấn công flooding rreq cũ và giải pháp đề xuất. Ở kiểu tấn công này nút độc hại thực hiện bơm nhiều gói tin giả mạo RREQ vào mạng nhằm tiêu hao tài nguyên mạng, dẫn tới tắc nghẽn băng thông, dẫn tới gián đoạn hoạt động mạng. Các tham số đƣợc quan tâm là: tỉ lệ phân phát gói tin thành công, số request nhận đƣợc của mỗi nút, độ trễ, thời gian phản ứng của giao thức.
Do kiểu tấn công flooding RREQ thực hiện bơm vào mạng liên tục với số lƣợng lớn gói tin RREQ (luận văn cài đặt 9 gói/1giây) nên chỉ cần một thời gian không quá dài cũng có thể thấy đƣợc ảnh hƣởng của cuộc tấn công nên luận văn lựa chọn thời gian mô phỏng là 400s là đủ để so sánh giải pháp cải tiến với giải pháp cũ.
Hình trạng mạng
./setdest –n 50 –p 2 –M 20.0 – t 400 –x 1186 – y 1000 > LV-scen-50-400- 20
Tổng quan về mạng mô phỏng với các tham số cấu hình chung đƣợc cho nhƣ bảng sau:
Bảng 3.1: Bảng các tham số cấu hình chung cho việc mô phỏng
Thông số Giá trị Cấu hình chung Khu vực địa lý 1185m x 1000m Tổng số nút 50 nút Vùng thu phát sóng 250m Cấu hình di chuyển Tốc độ di chuyển nhanh nhất 20 m/s 72 km/h Tốc độ di chuyển chậm nhất 0 m/s Đứng yên
Cấu hình truyền dữ liệu
Nguồn sinh lƣu lƣợng CBR
Số nguồn phát 10 nguồn, các nút: 1, 4, 6, 7, 8, 9, 11 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kích thƣớc gói tin 512 bytes
3.2.1.2. Phân tích tệp vết
Sau khi tiến hành mô phỏng thu đƣợc một tệp vết. Từ tệp vết tiến hành phân tích tệp vết để thu đƣợc các thông số hiệu năng. Các chƣơng trình perl tác giả sử dụng để phân tích:
- LV_pdr.pl: Dùng để tính tỉ lệ phân phát gói tin thành công, chính là tỉ lệ giữa tổng số gói tin đƣợc phân phát thành công tới đích so với tổng số gói tin đƣợc gửi từ nguồn.
- LV_time_setup_connection.pl: Dùng để tính thời gian phản ứng của
giao thức định tuyến từ thời điểm nút nguồn có nhu cầu gửi dữ liệu đến khi bắt đầu gửi dữ liệu.
- LV_node_recv_request.pl: Dùng để tính số request trung bình một nút trong mạng nhận đƣợc. Bằng tổng số request nhận đƣợc ở tất cả các nút chia cho tổng số nút, mỗi request chỉ đƣợc tính một lần.
- LV_delayAverageCBR.pl: Dùng để tính độ trễ trung bình của một gói tin CBR. Bằng tổng độ trễ của tất cả các gói tin tin đến đƣợc đích chia cho tổng số gói tin đến đích.
- LV_dropPacket.pl: Dùng để tính số gói tin bị mất trong quá trình mô
phỏng.
3.2.1.3. Kết quả phân tích giao thức AODV và giao thức AODVLV với tốc độ di chuyển thay đổi
* Tỉ lệ phân phát gói tin thành công
Bảng 3.2: Kết quả tỉ lệ phân phát gói tin của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo tốc độ di chuyển
Tốc độ(m/s)
Giao thức 0 5 10 15 20
AODV (%) 99.45 97.68 95.35 92.50 93.37
Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ phân phát gói tin của giao thức AODV so với AODVLV theo tốc độ di chuyển
* Thời gian trung bình phản ứng của giao thức
Bảng 3.3: Kết quả thời gian trung bình phản ứng của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo tốc độ di chuyển
Tốc độ(m/s)
Giao thức 0 5 10 15 20
AODV (s) 0.207 5.750 0.213 5.850 0.036
AODVLV(s) 0.316 6.270 0.392 4.736 0.111
Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện thời gian trung bình phản ứng của giao thức AODV so với AODVLV theo tốc độ di chuyển
* Độ trễ trung bình của các gói tin CBR
Bảng 3.4: Kết quả độ trễ trung bình của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo tốc độ di chuyển
Tốc độ(m/s)
Giao thức 0 5 10 15 20
AODV (s) 0.031 0.060 0.130 0.139 0.108
AODVLV(s) 0.043 0.145 0.412 0.504 0.632 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.7: Biểu đồ thể hiện độ trễ trung bình của các gói tin CBR trong giao thức AODV so với AODVLV theo tốc độ di chuyển
* Số gói tin bị mất
Bảng 3.5: Kết quả số gói tin bị mất của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo tốc độ di chuyển
Tốc độ(m/s)
Giao thức 0 5 10 15 20
AODV (gói) 1228 1660 2370 3943 3668
Hình 3.8: Biểu đồ thể hiện số gói tin bị mất trong giao thức AODV so với AODVLV theo tốc độ di chuyển
3.2.1.4. Kết quả phân tích giao thức AODV và giao thức AODVLV với số nút blackhole tăng dần
* Tỉ lệ phân phát gói tin thành công
Bảng 3.6: Kết quả Tỉ lệ phân phát gói tin thành công của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút blackhole
Blackhole
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODV (%) 93.37 42.73 32.79 26.05 19.36 19.99 AODVLV(%) 72.85 72.09 70.34 74.04 73.39 73.80 AODVLV(%) 72.85 72.09 70.34 74.04 73.39 73.80
Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ phân phát gói tin thành công trong giao thức AODV so với AODVLV theo số nút blackhole
* Độ trễ trung bình của các gói tin CBR
Bảng 3.7: Kết quả độ trễ trung bình của các gói tin CBR của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút blackhole
Blackhole
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODV (%) 0.108 1.346 1.081 1.023 1.407 1.337 AODVLV(%) 0.632 0.629 0.733 0.629 0.659 0.632 AODVLV(%) 0.632 0.629 0.733 0.629 0.659 0.632
Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện độ trễ trung bình của các gói tin CBR của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút blackhole
* Số gói tin bị mất
Bảng 3.8: Kết quả số gói tin bị mất của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút blackhole
Blackhole
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODV (gói) 3668 16976 18899 20438 21213 21186
AODVLV (gói) 8500 8806 9238 8261 8383 8175
Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện số gói tin bị mất của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút blackhole
3.2.1.5. Kết quả phân tích giao thức giải pháp chống tấn công flooding RREQ đề xuất so với giải pháp chống tấn công flooding RREQ cũ được cài đặt trong giao thức AODVLV với số nút flooder tăng dần
* Tỉ lệ phân phát gói tin thành công
Bảng 3.9: Kết quả tỉ lệ phân phát gói tin thành công của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Flooder
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODVL_old (%) 65.08 39.67 16.51 12.01 9.74 8.77 AODVLV_new (%) 65.08 59.92 46.59 40.86 38.25 32.73
Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ phân phát gói tin thành công của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder
* Thời gian trung bình phản ứng của giao thức
Bảng 3.10: Kết quả thời gian trung bình phản ứng của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder
Flooder
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODVL_old (s) 0.69 3.22 17.78 36.27 64.79 70.17 AODVLV_new (s) 0.69 0.97 2.74 3.45 4.34 3.45
Hình 3.13: Biểu đồ thể hiện thời gian trung bình phản ứng của giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder
* Số gói tin RREQ trung bình nhận đƣợc của một nút
Bảng 3.11: Kết quả số gói tin RREQ trung bình nhận được của một nút trong giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder
flooder
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODVL_old (gói) 253.51 2633.67 2805.13 2757.82 2715.75 2621.13 AODVLV_new (gói) 253.51 1209.44 1894.51 2040.82 2166.31 2342.53
Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện số gói tin RREQ trung bình nhận được của một nút trong giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder
* Số gói tin bị mất
Bảng 3.12: Kết quả số gói tin bị mất giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder
Flooder
Giao thức 0 1 2 3 4 5
AODVL_old (gói) 6976 9792 11951 12338 12513 12651 AODVLV_new (gói) 6976 7770 9114 10105 10049 10719
Hình 3.15: Biểu đồ thể hiện số gói tin bị mất giao thức AODV và giao thức AODVLV theo số nút flooder