Đánh giá hiệu năng của các giao thức định tuyến mạng AD HOC

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VN
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
MẠNG AD HOC
NGÀNH: KỶ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ : 60.52.70
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: TRẦN ĐÌNH HÓA
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN HỒNG QUÂN
HÀ NỘI - 2010
Luận văn được hoàn thành tại:
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
2
Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. TRẦN HỒNG QUÂN
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại: Học
viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ .….ngày…….tháng…… năm 2010
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
3
GIỚI THIỆU
Được sự định hướng của Thầy giáo PGS.TS Trần Hồng Quân, tôi đã
nhận đề tài: “Đánh giá hiệu năng của các giao thức định tuyến mạng
Adhoc”. Adhoc có nhiều điểm khác biệt so với mạng di động tế bào nên

giao thức định tuyến phải đáp ứng thêm nhiều yêu cầu mới. Thứ nhất là
trong mạng Adhoc tính di động của các nút làm cho các thành phần cũng
như cấu hình mạng thay đổi thường xuyên. Thứ hai là do khả năng của các
liên kết không dây hay thay đổi và không dự đoán được làm cho việc mất
gói tin xảy ra thường xuyên. Hơn nữa, tính quảng bá của môi trường
không dây khiến năng lượng sóng bị giảm nhanh, làm cho khoảng cách
truyền bị giới hạn gây ra vấn đề đầu cuối bị che khuất hoặc chồng lấn
vùng phủ. Ngoài ra, các nút di động dùng nguồn pin, tài nguyên băng
thông và tính toán hạn chế và yêu cầu cơ chế định tuyến hiệu quả. Chính
vì thế giao thức định tuyến đóng vai trò quan trọng trong vận hành mạng
Adhoc.
Luận văn gồm 3 chương như sau:
Chương 1. Tổng quan về mạng Ad hoc di động
Chương 1. Tổng quan về mạng Ad hoc di động
1.1 Giới thiệu chung
Mạng không dây có thể chia làm hai loại chính: thứ nhất là mạng hạ
tầng có các cổng kết nối hữu tuyến và cố định thường được gọi là các
điểm truy cập. Các thiết bị di động trong mạng kết nối và liên lạc với điểm
truy cập gần nhất nằm trong bán kính truyền thông của nó; thứ hai là mạng
Adhoc, là một tập hợp các nút mạng di động không dây nằm phân tán về
mặt địa lý tạo thành một mạng tạm thời mà không sử dụng bất cứ cấu trúc
hạ tầng mạng có sẵn hay sự quản lý tập trung nào. Các nút mạng liên lạc
với nhau qua môi trường vô tuyến mà không cần các bộ định tuyến cố
định vì vậy mỗi nút mạng phải đóng vai trò như một bộ định tuyến di động
có trang bị bộ thu phát không dây. Các bộ định tuyến tự do di chuyển một
cách ngẫu nhiên và tự tổ chức một cách tùy tiện vì vậy cấu hình không dây
của mạng thay đổi nhanh chóng và không thể đoán trước. Mạng như vậy
có thể hoạt động độc lập hoặc kết nối với các mạng hạ tầng tạo thành
mạng toàn cầu.
1.2 Các đặc điểm của mạng Ad hoc

4
- Tính di động: có thể truy cập dữ liệu khi đang di chuyển, nâng cao hiệu
quả truy suất dữ liệu.
- Tốc độ triển khai nhanh và dễ dàng: không gặp phải những vấn đề về
lắp đặt cáp mạng.
- Tính mềm dẻo: có thể thiết lập những nhóm mạng nhỏ một cách nhanh
chóng, việc mở rộng mạng là dễ dàng vì môi trường mạng sẵn có ở mọi
nơi;
- Chi phí: có thể giảm khi sử dụng kỹ thuật không dây, thiết bị 802.11 có
thể dùng để tạo cầu nối không dây giữa hai tòa nhà; để thiết lập một cầu
nối không dây cần những chi phí ban đầu như thiết bị ngoài trời, các
điểm truy cập và những giao tiếp không dây.
- Mạng Adhoc bị giới hạn về khả năng của CPU, bộ nhớ, dung lượng pin
và băng thông. Khi năng lượng sử dụng bị giới hạn kéo theo thời gian
về khả năng truyền dẫn.
1.3 Ứng dụng của mạng Ad hoc
1.3 Ứng dụng của mạng Ad hoc
- Dịch vụ khẩn cấp: Bất kỳ đâu khi có trường hợp khẩn cấp xảy ra đều
cần có sự kết hợp các nhân viên cứu hộ. Giải pháp thông thường là
dùng thiết bị không dây
- Hội nghị: Trong hội nghị, hội thảo cần trao đổi thông tin giữa các đại
biểu hoặc với hội nghị khác. Đây là một nhu cầu lớn trong thời đại phát
triển nhanh về thông tin như hiện nay, khi mà giải pháp home network
chưa thật sự sẵn sàng.
- Mạng gia đình: Việc sử dụng kỹ thuật của Adhoc cho phép chúng tự
cấu hình và hình thành mạng, hơn nữa, nếu ta có nhu cầu sử dụng máy
tính ở công sở, trường học thì khối lượng thông tin quản lý mạng giảm
xuống rõ rệt.
- Mạng cá nhân, Mạng cảm biến
- Hệ thống nhúng: Ngày càng có nhiều máy móc cần kết nối với những

vật xung quanh kéo theo nhu cầu của mạng Adhoc.
1.4. Tóm tắt chương:
Chương 1 của luận văn này đã giới thiệu tổng quan về mạng ad hoc.
Với những ưu điểm triển khai nhanh chóng, tự cấu hình và đáp ứng các
5
đặc điểm di động mạng Adhoc hứa hẹn mang đến sự phổ biến rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên vẫn còn nhiều khó khăn thách thức về mặt
công nghệ cần giải quyết như topo mạng thay đổi, vấn đề tiết kiệm năng
lượng của các node, lựa chọn giao thức định tuyến phù hợp… Xét thấy
vấn đề định tuyến trong mạng Adhoc là vấn đề rất đáng quan tâm vì nó
quyết định đến hiệu năng của mạng, vấn đề đó đã đã làm định hướng cho
việc nghiên cứu các chương tiếp theo.
Chương 2. Giao thức định tuyến cho mạng Ad hoc
Chương 2. Giao thức định tuyến cho mạng Ad hoc
2.1 Các yêu cầu cho giao thức định tuyến:
- Hoạt động phân tán: không phụ thuộc vào nút mạng điều khiển tập
trung.
- Đường định tuyến hở: Để nâng cao chất lượng hoạt động, giảm lãng
phí băng thông và công suất tiêu hao của CPU.
- Hoạt động dựa trên yêu cầu: Tối thiểu hóa phần thông tin điều khiển
trong mạng.
- Hỗ trợ các liên kết một chiều: Sử dụng liên kết này và liên kết hai chiều
sẽ làm tăng chất lượng hoạt động của giao thức định tuyến.
- Bảo mật: Môi trường không dây rất dễ bị tấn công, khai thác thông tin
- Bảo toàn năng lượng: Do đó giao thức định tuyến sử dụng cần hỗ trợ
chế độ chờ của nút mạng.
- Nhiều đường định tuyến: nhằm giảm số lần tác động do sự thay đổi về
cấu trúc mạng và khi nhiều đường định tuyến bị nghẽn.
- Hỗ trợ QoS: Có nhiều loại QoS cần được hỗ trợ của giao thức định
tuyến.

2.2 Các thông số đánh giá chất lượng:
- Tỷ lệ gói nhận được: Là tỷ lệ giữa số gói được nhận bởi nút mạng đích
và số gói được gửi đi từ lớp ứng dụng.
- Phần tải thông tin định tuyến: Cho biết hiệu năng sử dụng băng thông
của giao thức định tuyến.
- Trễ từ đầu cuối đến đầu cuối: Là thời gian mà gói tin truyền trên mạng
từ nút mạng nguồn đến nút mạng đích.
6
- Thông lượng từ đầu cuối đến đầu cuối: Thông lượng là khối lượng
thông tin truyền trên đường truyền trong một đơn vị thời gian (Kbps).
- Đường truyền dẫn tối ưu: Là đường truyền dẫn ngắn nhất giữa hai nút
mạng.


- Tải của mạng: Tải thật sự mà mạng đáp ứng, thể hiện qua các thông số:
kích thước gói tin, số lượng kết nối, tốc độ gửi gói tin.
- Kích cỡ mạng: Được thể hiện qua số lượng nút mạng, kích thước vùng
mô phỏng.
2.3 Phân loại giao thức định tuyến:
2.3.1 Định tuyến theo vector khoảng cách theo yêu cầu AODV.
2.3.1 Định tuyến theo vector khoảng cách theo yêu cầu AODV.
AODV sử dụng nhiều dạng bản tin khác nhau để phát hiện và duy trì
liên kết trong mạng. Khi nút mạng muốn sử dụng hoặc tìm đường định
tuyến đến nút mạng khác, nó quảng bá bản tin yêu cầu đường định tuyến
RREQ đến tất cả nút mạng gần nó. Bản tin RREQ này truyền trên mạng
đến khi nó đến được nút mạng đích hoặc một nút mạng có đường định
tuyến đến đích. Sau đó, bản tin RREP sẽ được gửi lại thông báo với nút
nguồn.
Ngoài ra, AODV còn sử dụng bản tin HELLO để quảng bá tới nút
mạng bên cạnh. Bản tin này cho biết sự hiện diện của nút mạng nguồn

trong mạng và nút mạng gần đó sử dụng đường định tuyến thông qua nút
mạng nguồn phát tin quảng bá, đường định tuyến đó là hợp lệ. Nếu nút
ZRP, HARP….
Adhoc Routing Protocols
Table-Driven
Demand-Driven
DSDV WRP OLSR
CGSR
AODV LMR DSR
TORA
ABR
SSR
Proactive
Reactive
Hybrid
7
mạng không nhận được bản tin HELLO từ nút mạng A nào đó thì có thể
coi nút mạng này đã di chuyển ra ngoài phạm vi liên lạc với nút A và liên
kết đến nút A coi như bị phá vỡ và nó cũng thông báo cho nút mạng liên
quan thông qua bản tin thông báo kết quả bị hỏng (RREP).
2.3.2 Định tuyến theo vector khoảng cách tuần tự đích DSDV.
2.3.2 Định tuyến theo vector khoảng cách tuần tự đích DSDV.
Mỗi nút đều có thông tin về đường đi tới các nút khác trong mạng dựa
vào bảng định tuyến. Bảng định tuyến gồm những thông tin như: Địa chỉ
IP đích, số trình tự đich, địa chỉ bước truyền kế tiếp, số bước truyền, và
thời gian thiết lập. DSDV sử dụng cả bảng cập nhật định kỳ theo sự kiện,
ứng với khoảng thời gian nhất định mỗi nút sẽ gửi quảng bá cho các nút kế
cận của nó số tuần tự hiện tại của nó để các nút khác cập nhật định tuyến.
Sau khi nhận dự liệu cập nhật, các nút kế cận sẽ sử dụng thông tin này
để tính toán các tuyến rồi cập nhật vào bảng định tuyến của mình nhờ

phương pháp lặp vector khoảng cách.
Hơn nữa, khi cập nhật định kỳ, DSDV cũng sử dụng cập nhật sự kiện
cho tất cả các liên kết thay đổi như liên kết bị hỏng, nút di chuyển… cập
nhật sự kiện này đảm bảo cho việc phát hiện ra những thay đổi của đường
truyền hay topo mạng.
Nếu một nút có nhiều tuyến có thể đi tới đích thì nút đó sẽ lựa chọn
đường dẫn hợp lý nhất tới đích, điều này đảm bảo cho sử dụng hiệu quả
các thông tin định tuyến mới nhất trong bảng định tuyến.
2.3.3 Giao thức định tuyến nguồn động DSR:
2.3.3 Giao thức định tuyến nguồn động DSR:
Cho phép nút mạng có thể tìm kiếm đường định tuyến thông qua nhiều
nút mạng đến bất kỳ nút mạng đích nào, trong tiêu đề của mỗi gói tin đã
chứa danh sách, theo thứ tự, nút mạng mà gói tin phải đi qua để đến nút
mạng đích. DSR không sử dụng bản tin định kỳ nên giảm được băng
thông mạng, bảo tồn được năng lượng pin và giảm được thông tin định
tuyến. Để thực hiện những việc DSR dựa trên sự hỗ trợ của lớp MAC.
DSR cũng sử dụng hai cơ chế cơ bản là tìm kiếm đường và cập nhật
đường định tuyến.
2.3.4 Định tuyến theo trạng thái đường liên kết tối ưu - OLSR:
2.3.4 Định tuyến theo trạng thái đường liên kết tối ưu - OLSR:
Giao thức OLSR là sự biến đổi của định tuyến trạng thái đường liên kết
truyền thống, nó giúp cho quá trình thao tác trong mạng Adhoc được cải
thiện. Đặc tính nổi bật của OLSR là nó sử dụng bộ chuyển tiếp đa điểm
MPRs để hạn chế tràn ngập dung lượng mạng và dụng lượng cập nhật
trạng thái đường liên kết. Mỗi nút sẽ tính lượng MPRs của nó từ khi thiết
8
lập các hàng xóm. Bộ MPR được lựa chọn khi một nút có nhu cầu quảng
bá một tin nhắn, sự truyền tin nhắn bằng việc thiết lập MPR sẽ đảm bảo
rằng tin nhắn được nhận bởi một nút có số chặn bằng 2. Kể từ đây trở đi,
bất kỳ khi nào có một nút truyền quảng bá đi một thông điệp thì chỉ những

nút lân cận trong MPR mới được truyền lại thông điệp đó. Các nút lân cận
khác không nằm trong MPR chỉ xử lý thông điệp mà không truyền quảng
bá lại nó. Hơn thế nữa, khi thông tin định tuyến trạng thái đường liên kết
thay đổi một nút chỉ liệt kê được những kết nối có nút hàng xóm của nó
2.3.5 Giao thức định tuyến vùng ZRP:
2.3.5 Giao thức định tuyến vùng ZRP:
Giao thức ZRP là giao thức sử dụng hỗn hợp hai kiểu tương tác và dự
đoán trước. Nó chia mạng thành nhiều vùng định tuyến và chỉ rõ hai giao
thức riêng biệt hoạt động giữa các vùng định tuyến.
Giao thức IARP hoạt động trong các vùng định tuyến và lấy được
khoảng cách ngắn nhất và đường định tuyến đến tất cả nút mạng trong
vùng. Khi có sự thay đổi cấu trúc mạng thì thông tin cập nhật chỉ được
truyền trong các vùng định tuyến liên quan chứ không phải toàn mạng.
Giao thức thứ hai, IERP là giao thức tương tác, được sử dụng để tìm
đường định tuyến giữa các vùng định tuyến, khi nút mạng đích không nằm
trong vùng định tuyến. Giao thức sẽ quảng bá RREQ đến tất cả nút mạng
nằm ở đường biên trong vùng định tuyến. Thủ tục này được lặp lại cho
đến khi nút mạng yêu cầu được tìm thấy và bản tin trả lời được gửi đến
nút nguồn.
2.3.6 So sánh các giao thức định tuyến
2.3.6 So sánh các giao thức định tuyến
Thông số DSDV AODV DSR ZRP TORA
Loop free √ √ √ √ X
Nhiều đường
định tuyến
X X √ X √
Phân tán √ √ √ √ √
Theo yêu cầu X √ √ √ √
Hỗ trợ liên kết
một chiều

X X √ X X
Hỗ trợ QoS X X X X X
Multicast X √ X X X
Bảo mật X X X X X
Tiết kiệm năng X X X X X
9
lượng
Phát tin quảng
bá
√ √ X √ √
Yêu cầu dữ liệu
tin cậy
X X X X √
2.4 Tóm tắt chương:
Chương 2 của luận văn đã trình nêu ra các yêu cầu, các thông số để
đánh giá các giao thức định tuyến. Từ đó đi vào phân tích một một số giao
thức đặc trưng cho các loại cơ bản, ví dụ DSDV, AODV, DSR…
Mặc dù theo phân tích lý thuyết đã có sự so sánh giữa các giao thức
định tuyến cho mạng Adhoc. Tuy nhiên để trực quan hơn chương 3 tác giả
sẽ tập trung vào xây dựng chương trình để mô phỏng đánh giá hiệu năng
của các giao thức.
Chương 3: Xây dựng chương trình để đánh giá hiệu năng của các giao
Chương 3: Xây dựng chương trình để đánh giá hiệu năng của các giao


thức định tuyến
thức định tuyến
3.1 Giới thiệu bộ mô phỏng NS2
NS là sự kiện mô phỏng mạng theo sự kiện rời rạc được phát triển ở
trường đại học Berkely bang California đầu tiên bắt nguồn từ dự án VINT

được bộ quốc phòng Mỹ cung cấp kinh phí phát triển. NS được phát triển
từ bộ mô phỏng REAL của S.Keshav từ năm 1989, còn REAL thì bắt
nguồn từ bộ mô phỏng NEST. Các phiên bản NS version 2 ra đời sau năm
1997 và từ đó người ta thường gọi là bộ mô phỏng NS 2. NS 2 được viết
trên hai ngôn ngữ hướng đối tượng C++ và Otcl. C++ được sử dụng để
xây dựng phần nhân của bộ mô phỏng để đảm bảo tốc độ thực hiện cao và
thay đổi. OTcl được sử dụng để xây dựng phần giao tiếp với người sử
dụng giúp người dùng dể dàng thiết lập cấu hình mạng, lựa chọn giao thức
truyền thông, thiết lập các nguồn sinh lưu lượng, các mô hình sinh lỗi…
NS 2 là kịch bản hướng đối tượng, bộ thông dịch nó chứa bộ lập lịch
các sự kiện và thư viện module thiết lập mạng. Nói cách khác người dùng
NS lập trình bằng ngôn ngữ kịch bản Otcl lập lịch các sự kiện trên một đồ
hình mạng cụ thể sau đó chạy mô phỏng mạng, thông qua trình thông dịch
trong NS 2 để đưa ra 2 loại tệp chính: đó là tệp vết (Trace file) có phần mở
rộng là *.tr nó ghi lại các sự kiện mạng. Tuy nhiên người dùng có thể dùng
10
các công cụ để lọc bớt các sự kiện. Loại tệp thứ hai có tên mở rộng *.nam
nó có khuôn dạng tương tự tệp vết, được sử dụng làm đầu vào cho chương
trình hiển thị kết quả mô phỏng dưới dạng đồ họa.
3.2 Các đặc điểm chính của NS 2
Khả năng trừu tượng hóa: giúp nghiên cứu các giao thức mạng ở nhiều
mức khác nhau, từ hàng vi đơn lẽ của một giao thức đến kết hợp của nhiều
luồng dữ liệu và tương tác của nhiều giao thức.
Khẳ năng tương tác với mạng thực: Cho phép tương tác với các nút
mạng thực đang hoạt động thông qua việc thiết lập lưu lượng cho các liên
kết mạng.
Khả năng tạo ngữ cảnh: cho phép tạo các hiện trạng mạng phức tạp và
các sự kiện động một cách dễ dàng.
Khẳ năng hiện thị hóa: cho phép quan sát trực quan hoạt động của các
nút mạng, lưu lượng, tỷ lệ lỗi …

Khả năng mở rộng được: cho phép mở rộng các chức năng mới một
cách dễ dàng
3.3 Thông số kịch bản:
Các thông số kịch bản được tính toán từ dữ liệu đầu vào của mô phỏng,
hoặc có thể là biến đầu vào. Nó không phụ thuộc vào giao thức định tuyến
hoặc quá trình mô phỏng.
3.3.1 Thông số di chuyển
Đánh giá sự chuyển động trong mạng bằng cách tính toán di chuyển
của nút mạng liên quan giữa các cặp nút mạng trên mạng. Thông số này
tương ứng với số thay đổi liên kết trong mô hình khi mà nút mạng di
chuyển theo mô hình định trước.
Chuyển động bao gồm cả vận tốc và hướng di chuyển, nó được tính với
cùng tốc độ mẫu.
3.3.2 Thời gian tạm dừng
Mỗi node bắt đầu di chuyển từ một vị trí ngẫu nhiên tới một vị trí đích
ngẫu nhiên với tốc độ được lựa chọn ngẫu nhiên trong khoảng 0 đến
20m/s. Khi đến được đích thì một đích ngẫu nhiên khác sẽ là mục tiêu tiếp
theo sau một khoảng thời gian. Thời gian tạm dừng của tất cả các nút
trong mô phỏng được sử dụng để đánh giá, đo kiểm tương tự như thông số
chuyển động. Khi giá trị trung bình càng lớn thì nút mạng càng ít di
chuyển trong mạng. Trong luận văn này sử dụng 5 giá trị pause time khác
nhau là: 0, 30, 60, 120s.
11
3.5 Khởi tạo mô phỏng:
Luận văn tập trung nghiên cứu 03 kịch bản sau:
- Di chuyển trong mạng kịch bản 1 (số kết nối 10): thay đổi di chuyển để
xác định ảnh hưởng đến các thông số mà ta quan sát.
- Di chuyển trong mạng kịch bản 2 (số kết nối 20).
- Tải trong mạng: tải sẽ được thay đổi để xác định phản ứng của giao
thức.

- Vận tốc tối đa speedmax: có giá trị ngẫu nhiên trong khoảng [0,
speedmax (20m/s)].
- Số nút mạng: không đổi trong toàn bộ quá trình mô phỏng, ta sử dụng
50 nút mạng trong kịch bản mô phỏng.
- Thời gian mô phỏng: 120s cho tất cả kịch bản mô phỏng.
3.6 Thực hiện mô phỏng:
Sau khi xây dựng script mô phỏng cho cả 3 giao thức, ta thực hiện mô
phỏng theo từng giao thức định tuyến bằng cách chọn giao thức định tuyến
cần mô phỏng, hai file thông số kịch bản có dạng như sau:
Simulation results
NAM
Network animator
Trace file
Analysis
Trace graph
Microsoft
Excel
OTCL: Tcl interpreter
NS Simulatior Library
Event Scheduler Objects
Network Component Objects
Network Setup Helping Modules
12
•scen [site size] [num nodes] [pause time] [max velocity] [scen num]
•cbr [num nodes] [num connections] [pkts per sec] [pkt size]
Kết quả cho ra hai file *.tr và *.nam, nếu dùng lệnh nam filename.nam
cho giao thức định tuyến AODV ta được đồ hình
3.6.1 Mô phỏng di chuyển trong mạng kịch bản 1:
Sử dụng file giao thức định tuyến: aodv.tcl; dsdv.tcl; dsr.tcl
Sử dụng file thông số kịch bản lưu lượng: cbr-50-10-5-512

Sử dụng file thông số kịch bản di chuyển: scen 670*670-50-0-20-1;
scen 670*670-50-30-20-1; scen 670*670-50-60-20-1; scen 670*670-50-
120-20-1;
Thông số Giá trị
Phạm vi truyền dẫn 250m
Băng thông 2Mbps
Thời gian mô phỏng 120s
Kích cỡ môi trường mô phỏng 670×670m
Số node 50
13
Loại lưu lượng CBR
Tốc độ gửi gói tin 5 packet/s
Kích thước gói tin 512 bytes
Số kết nối 10
4 giá trị của thời gian tạm dừng 0, 30, 60, 120s
 Tỷ lệ gói tin nhận được
DSR và AODV có khả năng chuyển tiếp gói tin tốt, trên 85% gói tin ở
tốc độ cao và hầu hết khá ổn định. Với DSDV tỷ lệ gói tin nhận được thấp
hơn so với hai giao thức trên (70%) khi thông số di chuyển cao. Đồng
thời, khi thông số di chuyển cao việc xây dựng bảng định tuyến đối với
giao thức khá khó khăn, dẫn đến tỷ lệ nhận gói tin thấp như vậy. Khi thông
số di chuyển thấp, tỷ lệ gói tin nhận được của DSDV cũng khá cao, trên
90%.
 Trễ trung bình đầu cuối – đầu cuối
Đọ trễ trung bình khi chuyển tiếp gói tin ở DSDV cao hơn khi so sánh
với cả DSR và AODV. Lý do bởi vị DSR và AODV là hai giao thức định
tuyến theo yêu cầu, nên nó dễ dàng thích nghi khi thông số di chuyển cao
hoặc bình thường. DSDV có độ trễ cao khi thông số di chuyển của mạng
lớn. Khi thông số di chuyển của mạng tăng, DSDV rất khó để có thể hội
tụ, do đó độ trễ trung bình của giao thức tương đối cao (tỷ lệ chuyển tiếp

gói tin chỉ khoảng 70%).
14
 Thông lượng trung bình
Khi các node ở thông số di chuyển thấp, thông lượng trung bình của
các giao thức cũng tương tự nhau. Khi thông số di chuyển tăng lên, ta có
thể thấy thông lượng của DSDV thấp hơn hẳn so với 2 giao thức kia, điều
đó có thể giải thích vì sao tỷ lệ nhận gói tin của DSDV tại thời điểm này
chỉ khoảng 70%.
 Tải của thông tin định tuyến
15
Lượng bản tin định tuyến của DSDV khá ổn định, trong khi đó số
lượng bản tin định tuyến của AODV và DSR có sự khác nhau. Điều đó có
thể lý giải như sau, DSDV là giao thức định tuyến dựa trên bảng định
tuyến, do đó nó luôn cập nhật thông tin định tuyến theo chu kỳ, nên số gói
tin định tuyến rất ổn định. Trong khi đó, AODV và DSR là hai giao thức
định tuyến theo yêu cầu, nhưng lại có sự khác nhau. DSR chỉ khởi tạo
thông tin định tuyến khi có yêu cầu kết nối, do đó số lượng bản tin định
tuyến của DSR nhỏ. Tuy nhiên AODV cũng khởi tạo thông tin định tuyến
khi có yêu cầu, nhưng giao thức này vẫn sử dụng các gói tin Hello để
quảng bá tới nút bên cạnh. Điều này dẫn tới khi di chuyển ở tốc độ cao,
giao thức đòi hỏi nhiều bản tin định tuyến đến vậy.
3.6.2 Mô phỏng di chuyển trong mạng kịch bản 2
Kịch bản này khác với kịch bản trên ở số kết nối, trong kịch bản này sử
dụng số kết nối là 20, gấp đôi so với số kết nối trong kịch bản 1. Khi số
kết nối của mạng tăng lên, tỷ lệ nhận gói tin của các giao thức hầu như
không thay đổi nhiều, DSDV hầu như không đổi, AODV và DSR có tỷ lệ
gói tin nhận được thấp hơn một chút nói chung là không đáng kể. Nhưng
ta có thể thấy rõ được sự thay đổi ở độ trễ, thông lượng và thông tin tải
định tuyến cao hơn so với kịch bản 1.
3.6.3 Mô phỏng tải trong mạng(kịch bản 3)

Khi đánh giá ảnh hưởng của tải trong mạng, ta có thể thay đổi kích
thước gói hoặc số luồng CBR, tuy nhiên thay đổi tốc độ phản ánh chính
xác hơn, ta sử dụng 3 tình huống sau:
- 10 packet/s (tương ứng file: cbr- 50-20-10-512)
16
- 15 packet/s (tương ứng file: cbr-50-20-15-512)
- 20 packet/s (tương ứng file: cbr-50-20-20-512)
Với các thông số khác được thiết lập như bảng dưới đây:
Thông số Giá trị
Phạm vi truyền dẫn 250m
Băng thông 2Mbps
Thời gian mô phỏng 120s
Kích cỡ môi trường mô phỏng 670×670m
Loại lưu lượng CBR
Kích thước gói tin 512 bytes
Số kết nối 20
4 giá trị của thời gian tạm dừng 0, 30, 60, 120s
 Tỷ lệ gói tin nhận được
17
Khi tốc độ gửi gói tin là 10 packet/s thì tỷ lệ gói tin nhận được giảm
nhanh hơn khi thông số di chuyển cao. Tại tốc độ 15 packet/s, 20 packet/s
thì AODV và DSR hủy bỏ nhiều gói tin hơn, khi thời gian tạm dừng là 0
thì chỉ có khoảng 50-60% gói tin được nhận. Nói chung AODV tỏ ra tốt
hơn DSR.
 Trễ trung bình đầu cuối – đầu cuối
Giá trị trễ bị ảnh hưởng khi tốc độ gói CBR cao. Bộ đệm bị đầy nhanh
chóng nên gói tin ở trong bộ đệm lâu hơn, ta có thể quan sát khi tốc độ 20
packet/s. DSR có giá trị trễ thấp hơn AODV, điểm khác biệt dễ thấy khi
tốc độ gói tin là 10 packet/s. DSDV có độ trễ thấp hơn cả. Giá trị trễ cao ở
tất cả giao thức khi thông số di chuyển cao hay thời gian tạm dừng bằng 0

và tốc độ gói tin là 20 packet/s, do bộ đệm bị đầy nhanh chóng và đường
định tuyến tồn tại dài hơn.
18
 Thông lượng từ đầu cuối – đầu cuối
Ở tốc độ CBR thấp, thông lượng của DSR và AODV không bị ảnh hưởng
nhiều bởi thông số di chuyển, giá trị vào khoảng 2,5 kbps. Với tốc độ CBR
cao hơn, thông lượng giảm khi thông số di chuyển tăng, thể hiện khi tốc
độ CBR=10 packet/s, tuy nhiên nó giảm nhẹ, chỉ khi tốc độ đạt 15
packet/s và 20 packet/s. Đây cũng là kết quả của số lượng gói tin bị rơi
nhiều
19
3.7 Tóm tắt chương:
Chương 3 đã trình bày tóm lược bộ mô phỏng NS2 và công cụ phân
tích kết quả Tracegraph. Từ đó tác giả thực hiện chương trình mô phỏng
đánh giá hiệu năng của ba giao thức định tuyến tiêu biểu DSDV, AODV,
20
DSR trên đồ hình 50 nút mạng tham gia kết nối và liên lạc với các nút
khác, với môi trường mô phỏng 670x670m.
Các giao thức mô phỏng đều thực hiện trên một đồ hình mạng giống
nhau với các kịch bản được xây dựng. Giao thức DSDV thực hiện chuyển
tiếp các gói dữ liệu tương đối tốt khi tỷ lệ chuyển động và tốc độ di của
node là thấp. Tuy nhiên khi chuyển động của các node tăng lên thì tỷ lệ
gói rớt cao. Hiệu suất của giao thức DSR rất tốt khi toàn bộ node dịch
chuyển, mặc dù giao thức này yêu cầu số byte mào đầu định tuyến tăng.
Cuối cùng hiệu suất của giao thức AODV cũng tốt như DSR khi tốc độ
các node di chuyển và nó giảm được số byte mào đầu định tuyến. Tuy
nhiên nó vẫn yêu cầu truyền dẫn nhiều gói mào đầu định tuyến và ở tốc độ
di chuyển của các node cao nó thực sự tốn hơn so với giao thức DSR.
KẾT LUẬN
Mạng vô tuyến Adhoc là mạng mà các nút mạng được tổ chức một

cách ngang hàng với nhau. Hơn nữa các nút trong mạng có tính tự tổ chức,
tự thích nghi khi trạng thái, đồ hình mạng thay đổi như sự gia nhập mạng
của nút mới, quá trình ngắt bỏ kết nối… Do đặc thù của mạng Ad hoc các
nút chủ yếu sử dụng năng lượng pin để duy trì quá trình hoạt động trong
mạng, do vậy sử dụng giao thức định tuyến nào để hệ thống ít tốn năng
lượng hoạt động hiệu quả là vấn đề được quan tâm.
Đề tài luận văn tốt nghiệp “Đánh giá hiệu năng của các giao thức định
tuyến mạng Ad hoc” là một chủ đề khá mới ở Việt Nam, chưa được nhiều
người khai thác, ứng dụng. Để đạt được mục tiêu đề ra tác giả đã tìm hiểu
nghiên cứu và dùng mô phỏng để đánh giá hiệu năng các giao thức mạng.
Cấu trúc của luận văn được chia thành 3 chương, đã trình bày các đặc
điểm, thành phần và ứng dụng của mạng Ad hoc trong thực tế. Trình bày
chi tiết các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc.Để làm nổi bật tính
năng của mỗi giao thức, tác giả đã xây dựng chương trình mô phỏng.
Thông qua kết quả mô phỏng ta có thấy được những ưu nhược điểm khác
nhau của mỗi giao thức, qua đó tùy vào từng đồ hình mạng cụ thể ta có thể
lựa chọn tốt hơn cho nhu cầu ứng dụng.
Như trên đã trình bày, đối với mạng Ad hoc hiện nay còn rất nhiều
thách thức về mặt công nghệ cần được giải quyết, trong đó vấn đề định
tuyến đường đi cho các gói tin truyền trong mạng là vấn đề quan trọng và
21
cơ bản nhất vì nó ảnh hưởng đến hiệu năng hoạt động của mạng vô tuyến
Ad hoc.
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
 Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng mạng vô tuyến Ad hoc sử dụng giao
thức định tuyến ZRP, ABS, CGSR, SSR…
 Nghiên cứu, xây dựng và triển khai các vấn đề an ninh cho mạng vô
tuyến Ad hoc.
 Nghiên cứu, xay dựng và triển khai hệ thống dự báo thời tiết, cứu hộ,
cứu nạn, hệ thống cảnh báo sự xâm phạm trái phép vào vùng biên giới

quốc gia sử dụng mạng vô tuyến ad hoc.