ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CẤU HÌNH CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CƠ BẢN TRONG MẠNG KHÔNG DÂY ADHOC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.06 MB, 71 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH
CẤU HÌNH CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CƠ BẢN
TRONG MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC
Giảng viên hướng dẫn: ThS. VƯƠNG XUÂN CHÍ
Sinh viên thực hiện:
NGUYỄN HỒNG TRÍ
MSSV:
1800002580
Chun ngành:
Kỹ thuật máy tính
Mơn học:
Đồ án chun ngành
Khóa:
2018
Tp.HCM, tháng 10 năm 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH
CẤU HÌNH CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CƠ BẢN
TRONG MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC
Giảng viên hướng dẫn: ThS. VƯƠNG XUÂN CHÍ
Sinh viên thực hiện:
NGUYỄN HỒNG TRÍ
MSSV:
1800002580
Chun ngành:
Kỹ thuật máy tính
Mơn học:
Đồ án chun ngành
Khóa:
2018
2
Trường Đại học Nguyễn Tất Thành
Khoa Công Nghệ Thông Tin
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
(Sinh viên phải đóng tờ này vào báo cáo)
Họ và tên: Nguyễn Hồng Trí.......................................................MSSV: 1800002580...................
Chun ngành: Mạng Máy tính và Truyền thơng......................Lớp: 18DTH3A..........................
Email:
ĐT: 0372531667.......................
Tên đề tài: Cấu hình các giao thức định tuyến cơ bản trong mạng khơng dây AD-Hoc............
Gíao viên hướng dẫn: Vương Xn Chí
Thời gian thực hiện:
/
/2021 đến
/
/2021
Nhiệm vụ/nội dung (mô tả chi tiết nội dung, yêu cầu, phương pháp… ) :
MÔ TẢ ĐỀ TÀI:
Trong số các mạng không dây, mạng ad-hoc được quan tâm một cách đặc biệt. Khơng giống
như mạng có dây truyền thống hay mạng khơng dây có sơ sở hạ tầng, với tính linh động cao,
dễ dàng thiết lập nên mạng adhoc đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của xã hội.
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP:
- Tổng quan về mạng không dây và mạng AD-Hoc
- Các giao thức định tuyến trong mạng AD-Hoc
- Yêu cầu của thuật toán định tuyến cho mạng adhoc
- Các giao thức định tuyến cơ bản
- Triển khai AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector- mô phỏng)
YÊU CẦU:
Có kiến thức về mạng, đọc hiểu tài liệu tiếng Anh. Kỹ năng trình bày văn bản trên máy tính
tốt Có tác phong làm việc chăm chỉ, tinh thần trách nhiệm cao
Nội dung và yêu cầu đã được thông qua Bộ mơn.
TP.HCM, ngày 20 tháng 6 năm 2021
TRƯỞNG BỘ MƠN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS. Nguyễn Kim Quốc
ThS. Vương Xuân Chí
i
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho phép em được gửi tới Ban giám hiệu của trường Đại học Nguyễn
Tất Thành và thầy cô của khoa Công nghệ thông tin lời cám ơn chân thành nhất. Thầy cô
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em được học tập, làm việc và sáng tạo trong một
ngơi trường giàu thành tích của ngành giáo dục Việt Nam. Trong suốt quá trình học tập
tại trường, thầy cô đã dạy cho em những kỹ năng tốt nhất để em có thể hồn thành luận
văn tốt nghiệp này
Em cũng xin được gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy Ths. Vương Xuân Chí là giảng
viên trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án chuyên ngành này. Em xin chân thành cám
ơn vì sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của thầy trong suốt quá trình thực hiện. Khi bắt
tay vào thực hiện đồ án thì kiến thức và sự hiểu biết của em về lĩnh vực này gần như chỉ
là con số không. Với những kiến thức uyên bác và sự nhiệt tình của thầy, thầy đã dẫn dắt
em đi đến những bước cuối cùng của đồ án
Em xin gửi lời cám ơn đến gia đình và bạn bè những người đã giúp đỡ em rất nhiều
trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
ii
LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống phát triển theo thời gian từng giây từng phút, con người ngày
càng tiến bộ. Từ thập kỷ trước với sự ra đời của kỹ thuật số đã đẩy nhanh sự phát triển
công nghệ và ứng dụng vào các lĩnh vực đời sống hàng ngày, đặc biệt là truyền thông và
công nghệ thông tin. Các hệ thống truyền thông từ cố định đến di động đã phủ rộng khắp
thế giới làm cho con người khắp nơi trên thế giới có thể thơng tin với nhau mọi lúc, mọi
nơi. Tuy vậy, trong một số hoàn cảnh đặc biết như thiên tai, động đất, chiến tranh …v.v ở
đó cơ sỏ hạ tầng hạ tầng viễn thông bị phá vỡ, lúc đó con người sẽ liên lạc như thế nào ?
Để giải quyết bài tốn khó ấy, gần đây một dạng cơng nghệ ra đời, đó là mạng
AD HOC. Mạng ad hoc là một tập hợp các nút mạng di động không dây, nằm phân tán bề
mặt địa lý tạo thành một mạng tạm thời mà không sử dụng bất cứ cấu trúc hạ tầng mạng
có sẵn hay quản lý tập trung. Các nút mạng liên lạc với nhau qua moi trường vô tuyến
không cần các bộ định tuyến cố định, vì vật mỗi nút mạng đóng vai trị như một bộ định
tuyến di động có trang bị một bộ thu phát không đây. Các bộ phận tự do di chuyển ngẫu
nhiên, vì vậy cấu hình mạng thay đổi thường xuyên. Mạng như vậy có thể hoạt động độc
lập hoặc kết nối với mạng hạ tầng chung tạo thành mạng thơng tin tồn cầu
Cùng với xu hướng phát triển chung mạng không dây đã và đang được ứng dụng
rộng rãi trong cuộc sống bởi lợi ích mà nó mang lại . Số lượng các thiết bị dùng cho
mạng không dây sẽ sớm vượt qua số lượng các thiết bị dùng cho mạng có dây, điều này
cũng đồng nghĩa với sự nghiên cứu, tìm hiểu về mạng khơng dây cũng tăng trưởng tương
tự và sau đây thì em xin được trình bày về đề tài cơng nghệ mạng khơng dây ad hoc và
tìm hiểu rõ hơn về một trong những giao thức định tuyến trên mạng này đó là giao thức
AODV
PHẦN NHẬN XÉT + CHẤM ĐIỂM CỦA GIẢNG VIÊN
iii
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
Điểm giáo viên hướng dẫn:.....................................................................
.......................................................................................................
Điểm giảng viên chấm vòng 2:.................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
TPHCM, Ngày …… tháng …… năm
MỤC LỤC
iv
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH........................................................................I
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................. II
LỜI MỞ ĐẦU.................................................................................................................III
PHẦN NHẬN XÉT + CHẤM ĐIỂM CỦA GIẢNG VIÊN.........................................IV
MỤC LỤC........................................................................................................................ V
DANH MỤC CÁC BẢNG HÌNH..................................................................................VI
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..............................................................................VII
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY....................................1
1.1. ĐỊNH NGHĨA KHÁI NIỆM VỀ MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC.......................1
1.1.1. MẠNG QUANG HỌC LÀ GÌ...............................................................................1
1.1.2. SỰ KHÁC NHAU GIỮA MẠNG DI ĐỘNG VÀ MẠNG AD HOC...................1
1.2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CHO MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC..........................2
1.2.1. CÔNG NGHỆ BLUETOOTH...............................................................................3
1.2.2. CÔNG NGHỆ IRDA..............................................................................................4
1.2.3. CÔNG NGHỆ SWAP HOMERF...........................................................................5
1.2.5. HỌ CƠNG NGHỆ IEEE 802.16-WIMAX............................................................6
1.3. CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MẠNG AD HOC..........................................7
CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG CÁC MẠNG AD HOC....................................8
2.1. MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 8
2.2. NHỮNG VẤN ĐỀ THIẾT KẾ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG
ADHOC........................................................................................................................... 10
2.2.1. KIẾN TRÚC ĐỊNH TUYẾN...............................................................................10
2.2.2. HỖ TRỢ CÁC LIÊN KẾT ĐƠN HƯỚNG.........................................................11
2.2.3. SỬ DỤNG SIÊU TRẠM......................................................................................12
2.2.4. ĐỊNH TUYẾN ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QOS).........................13
2.3. ĐỊNH TUYẾN CHỦ ĐỘNG (PROACTIVE)........................................................13
2.3.1. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV...................................................................15
2.3.2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OLSR...................................................................18
2.3.3. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN FSR......................................................................18
2.4. ĐỊNH TUYẾN THEO YÊU CẦU...........................................................................22
v
2.4.1. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV..................................................................23
2.4.2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSR......................................................................23
2.4.3. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TORA..................................................................24
2.5. CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN KHÁC...........................................................26
2.5.1. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN LAI GIỮA GIAO THỨC ĐỊNH TUYỂN CHỦ
ĐỘNG VÀ THEO YÊU CẦU........................................................................................26
2.5.2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN THEO VỊ TRÍ.....................................................27
2.5.3. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHÂN CẤP.........................................................27
CHƯƠNG 3: LỚP ĐIỂU KHIỂN TRUY NHẬP MÔI TRƯỜNG..............................28
3.1.GIỚI THIỆU CHUNG.............................................................................................28
3.2. NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN THIỂ VÀ QUAN TRỌNG CHO CÁC GIAO TIẾP
LỚP MAC.......................................................................................................................29
3.3. PHÂN LOẠI GIAO THỨC MAC..........................................................................31
3.3.1. CÁC GIAO THỨC MAC DỰA TRÊN SỰ HÀI LÒNG....................................33
3.3.2. CÁC GIAO THỨC MAC HÀI LÒNG VỚI CÁC CƠ CHẾ ĐẶT CHỖ..........34
3.3.3. CÁC GIAO THỨC MAC SỬ DỤNG ANTEN TÍNH HƯỚNG........................34
3.3.4. CÁC GIAO THỨC MAC ĐA KÊNH.................................................................36
3.3.5. CÁC GIAO THỨC MAC TÍNH ĐẾN NĂNG LƯỢNG....................................37
3.3.5.1. ĐIỀU KHIỂN TRUY NHẬP MÔI TRƯỜNG POWER-AWARE VỚI BÁO
HIỆU (PAMAS)..............................................................................................................38
3.3.5.2. CƠ CHẾ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỘNG (DPSM)...............................38
3.3.5.4. ĐA TRUY NHẬP ĐIỂU KHIỂN CÔNG SUẤ PCMA....................................41
CHƯƠNG 4: DEMO CỦA GIAO THỨC AODV TRONG MẠNG MANET............43
4.1 MÔ PHỎNG MẠNG KHÔNG DÂY TRONG MÔI TRƯỜNG NS.....................43
KẾT LUẬN.....................................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................61
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG HÌNH
HÌNH 2.1: MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET.........10
HÌNH 2.2VÍ DỤ VỀ SỰ CẬP NHẬT BẢNG ĐỊNH TUYẾN DSDV..........................18
HÌNH 2.3 :PHẠM VI CỦA MẮT CÁ...........................................................................21
HÌNH 2.4: ĐỘ GIẢM THƠNG BÁO KHI SỬ DỤNG MẮT CÁ...............................21
HINH 3.1: PHÂN LOẠI GIAO THỨC MAC..............................................................32
HINH 3.2: CƠ CHẾ ĐÁNH GIÁ NĂNG LƯỢNG CHO DCF...................................39
HÌNH 3.3: : MƠ TẢ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NĂNG LƯỢNG: CS = CẢM BIẾN
SÓNG MANG VÀ TR = CỰ LY TRUYỀN TẢI..........................................................40
HÌNH 4.1: VÍ DỤ VỀ GIAO THỨC AODV.................................................................58
HÌNH 4.2: HOẠT ĐỘNG CỦA AODV.........................................................................59
Hình 4.3: Kết quả mô phỏng............................................................................................59
vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AODV
Ad-hoc ondemand distance vector
Định tuyến cự ly véc tơ theo yêu
MANET
routing
Mobile Adhoc Network
cầu tùy biến
Mạng di động tùy biến không
Dynamic Soure Ruoting
Hypertext Transfer Protocol
dây
Định tuyến nguồn động
Giao thức truyền dẫn siêu văn
Internet Control Message
bản
Giao thức điều khiển truyền tin
MAC
RREP
RREQ
RM
TC
WLAN
TORA
Medium Access Control
Router Reply
Router Request
Router Maintenance
Topology Control
Wireless Local Area Network
Temporally Ordered Routing
trên mạng
Điều khiển truy nhập môi trường
Hồi đáp truyền tin
Yêu cầu truyền tin
Duy trì tuyến
Điều khiển cấu hình mạng
Mạng cục bộ khơng dây
Thuật tốn thứ tự định tuyến tạm
DSDV
Algorithm
Destination-Sequenced Distance
thời
Điểm đến sắp xếp trình tự
NS
RRER
Vector routing
Network Simulator
Router Error
Distance Vector tuyến
Mạng Similator
Lỗi định tuyến
DSR
HTTP
ICMP
viii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY
1.1. ĐỊNH NGHĨA KHÁI NIỆM VỀ MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC
1.1.1. Mạng quang học là gì
Một mạng ad hoc là một tập các nút (thiết bị) di động không dây tạo thành một
mạng tạm thời, và mạng này không cần sử dụng bất kì hạ tầng mạng hay hệ thống quản lý
tập trung nào. Các nút có thể tự do di chuyển ngẫu nhiên và có khả năng tự tổ chức. Điều
này làm cho topo khơng dây của mạng ad hoc có thể thay đổi nhanh chóng và khơng thể
đốn trước được. Mạng ad hoc là mạng có thể hoạt động trong một mơ hình độc lập hoặc
có thể được kết nối với tới mạng Internet. Tính đa chặng, tính di động và việc kích thước
mạng lớn kết hợp với sự khơng đồng nhất về mặt thiết bị, băng thông và năng lượng pin
khiến cho việc thiết kế một giao thức định tuyến đầy đủ cho mạng ad hoc là một thử
thách không hề nhỏ.
Những người dùng di động sẽ muốn truyền thông trong các tình huống mà trong đó
khơng hạ tầng mạng có dây cố định nào là có sẵn. Ví dụ, một nhóm các nhà nghiên cứu
trên đường tới một hội nghị có thể gặp tại sân bay và yêu cầu kết nối tới mạng diện rộng,
các sinh viên có thể cần tương tác trong suốt bài giảng hay những nhân viên cứu hỏa cần
kết nối tới xe cứu thương trên đường tới một trường hợp khẩn cấp. Trong các tình huống
đó, một tập các nút di động với các giao diện mạng khơng dây có thể tạo thành một mạng
tạm thời mà không cần sự trợ giúp của bất kỳ hạ tầng được thiết lập hay quản lý tập trung
nào. Ý tưởng hình thành một mạng giữa các nhà nghiên cứu, giữa sinh viên hay giữa các
thành viên của một đội cứu hộ, những người mà có thể dễ dàng được trang bị với các
thiết bị có khả năng kết nối với nhau, là khả thi. Các mạng như vậy nhận được sự quan
tâm đáng kể trong những năm gần đây ở cả khía cạnh thương mại và ứng dụng quân sự
do những thuộc tính hấp dẫn của việc xây dựng một mạng khơng dây và khơng địi hỏi
bất kỳ hạ tầng được lên kế hoạch trước cũng như trạm gốc hay trạm điều khiển trung tâm.
1.1.2. Sự khác nhau giữa mạng di động và mạng Ad hoc
1
Bảng 1.1 đưa ra những sự khác nhau chính giữa mạng di động và mạng ad hoc trên
những góc nhìn liên quan đến kiến trúc mạng, chất lượng kết nối, cơ chế hoạt động và chi
phí về thời gian và giá cả để xây dựng và lắp đặt mạng.
Bảng 1.1: Sự khác nhau giữa mạng di động và mạng ad hoc
Mạng di động
Mạng ad hoc
Cơ sở hạ tầng mạng cố định, topo mạng
Cơ sở hạ tầng mạng không cố định, khơng
backbone cố định, trạm gốc cố định
có trạm gốc và triển khai nhanh chóng, topo
mạng thay đổi liên tục với nhiều chặng
Các kết nối ổn định hơn
Kết nối kém ổn định hơn
Phải có kế hoạch chi tiết trước khi trạm
Mạng ad hoc tự hình thành và thích nghi
gốc có thể được lắp đặt
với thay đổi.
Chi phí lắp đặt lớn
Chi phí hiệu quả.
Tốn nhiều thời gian lắp đặt
Tốn ít thời gian lắp đặt.
1.2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CHO MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC
Thiết lập truyền thông giữa các thiết bị khác nhau trong mạng giúp cho việc cung
cấp các dịch vụ sáng tạo và độc đáo trở nên dễ dàng hơn, mặc dù cơng việc này có thể địi
hỏi những kỹ thuật phức tạp và khiến cho hệ thống kém linh hoạt. Bên cạnh đó, khi tồn
tại nhiều chuẩn cho việc kết nối như hiện nay, thì mỗi thiết bị phải hỗ trợ nhiều chuẩn hơn
để giúp cho việc tương thích với các thiết bị khác. Lấy ví dụ về việc thiết lập truyền
thơng trong một mạng trong văn phịng. Tồn bộ tịa nhà văn phịng phải cung cấp số cáp
có chiều dài nhiều km thông qua các ống dẫn trong tường, dưới sàn và trên trần nhà để đi
tới các bàn làm việc, nơi đặt các máy tính để bàn và laptop. Nếu như công tác thiết kế và
triển khai không hiệu quả, thì việc gặp rắc rối trong quản lí và sử dụng mạng này là điều
đương nhiên sẽ gặp khi phải đối mặt với một số lượng lớn dây dùng để kết nối hàng trăm
thiết bị như thế.
2
Để giảm bớt chi phí và mong muốn tạo ra một môi trường thuận tiện hơn, một vài
năm trước đây, nhiều chuẩn và các công nghệ kết nối không dây đã được nghiên cứu triển
khai. Các công nghệ này cho phép người dùng kết nối một phạm vi rộng các thiết bị tính
tốn và truyền thơng một cách dễ dàng hơn, đơn giản hơn mà không cần mua, lắp đặt hay
kết nối hàng km cáp. Thêm vào đó, các cơng nghệ này mang tới cơ hội cho các kết nối Ad
hoc nhanh chóng và khả năng kết nối tự động giữa các thiết bị. Chúng sẽ loại bỏ sự cần
thiết của cáp kết nối giữa các thiết bị cá nhân, do đó thiết lập khả năng sử dụng dữ liệu di
động trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các mạng nội bộ sử dụng dây (LAN) đã từng rất
thành công trong một vài năm trước đây và bây giờ, với sự hỗ trợ của các công nghệ kết
nối không dây này, mạng nội bộ không dây (WLAN) bắt đầu nổi lên như một sự thay thế
linh hoạt và mạnh mẽ. Tốc độ của WLAN bị hạn chế vào khoảng 2Mbps trong những giai
đoạn đầu nhưng với sự xuất hiện của các chuẩn mới thì tốc độ này hiện tại đã có thể hỗ
trợ hàng Gbps với những chuẩn gần đây như IEEE 802.11ac và IEEE 802.11ad.
Nhìn chung, có khá nhiều các chuẩn và công nghệ dành cho mạng không dây
nhưng đáng chú ý hơn cả là Bluetooth, IrDA, SWAP HomeRF, và đặc biệt là nhóm chuẩn
IEEE 802.11. Các cơng nghệ này cạnh tranh trên một số khía cạnh ứng dụng và đôi khi,
bổ sung cho nhau. Bởi vậy, với việc thực tế có q nhiều cơng nghệ tồn tại thì cơng nghệ
nào là tốt nhất và giải pháp nào nên được lựa chọn cho một ứng dụng cụ thể? Để có thể
giải quyết được vấn đề này thì ta cần nhìn vào những điểm mạnh, điểm yếu và phạm vi
ứng dụng của mỗi công nghệ cũng như mỗi chuẩn đem lại.
1.2.1. Công nghệ Bluetooth
Bluetooth là một công nghệ kết nối không dây trong phạm vi ngắn, công suất thấp,
được thiết kế để kết nối các máy điện thoại, máy tính laptop, các thiết bị hỗ trợ số cá nhân
PDA và các thiết bị cầm tay khác với ít hoặc khơng cần sự can thiệp của người dùng.
Khơng giống như sóng hồng ngoại, Bluetooth khơng u cầu vị trí nằm trong tầm nhìn
trực tiếp của các thiết bị kết nối. Cơng nghệ này sử dụng những thay đổi của các kỹ thuật
WLAN trước đó, nhưng đáng chú ý nhất là kích thước nhỏ và chi phí thấp của nó. Bất kỳ
nơi nào có thiết bị được hỗ trợ Bluetooth trong phạm vi của chúng, chúng sẽ ngay lập tức
3
truyền dẫn thông tin và thiết lập các mạng nhỏ giữa các thiết bị khác nhau mà không cần
sự can thiệp của người dùng.
Với Bluetooth, tại bất kỳ thời điểm nào, dữ liệu có thể được truyền giữa thiết bị
chủ và một thiết bị khác. Thiết bị chủ có quyền lựa chọn thiết bị mà mình sẽ kết nối, sau
đó, nó có thể chuyển nhanh chóng từ một thiết bị này sang một thiết bị khác theo quy tắc
lựa chọn xoay vịng round-robin. Thiết bị chủ có vai trị trung tâm, nó có thể kết nối 7
thiết bị khách cùng một lúc, trong khi các thiết bị khách chỉ có thể có một thiết bị chủ và
chúng cũng chỉ có thể lắng nghe trong mỗi khe thời gian nhận.
Các đặc điểm của cơng nghệ Bluetooth được trình bày tóm tắt dưới đây:
+ Hoạt động ở băng ISM 2.56GHz, băng tần này có sẵn trên phạm vi tồn cầu mà
khơng cần đăng ký
+ Sử dụng kỹ thuật trải phổ nhảy tần FHSS.
+ Có thể hỗ trợ tới 8 thiết bị trong một mạng nhỏ (piconet) và tối đa 10 piconet
trong một vùng phủ sóng.
+ Truyền dẫn đa hướng và khơng cần trong tầm nhìn thẳng.
+ Phạm vi kết nối 10-100m.
+ Chi phí thấp.
+ Cơng suất 1mW.
+ Phạm vi mở rộng với bộ khuếch đại công suất mở rộng là 100m.
1.2.2. Công nghệ IrDA
IrDA là một tổ chức quốc tế có nhiệm vụ thiết lập và quảng bá các chuẩn kết nối dữ
liệu hồng ngoại chi phí thấp và tương thích với nhau. IrDA có một tập các giao thức trải
khắp các lớp trong mơ hình truyền tải dữ liệu và thêm nữa nó có một số thiết kế quản lý
và tương tác. Trong các giao thức IrDA, IrDA DATA đóng vai trò là phương tiện cho việc
4
chuyển phát dữ liệu và IrDA CONTROL dành cho việc gửi thơng tin điều khiển. Nói
chung, IrDA được sử dụng để cung cấp các công nghệ kết nối không dây cho các thiết bị
mà thông thường chúng vẫn sử dụng cáp để kết nối. IrDA là một chuẩn truyền dẫn dữ liệu
sử dụng cho mạng Ad hoc, góc hẹp 300, điểm - điểm, được thiết kế để hoạt động trong
phạm vi khoảng 0-1m tại tốc độ 9600 bps – 16 Mbps.
Các đặc điểm của IrDA được trình bày tóm tắt dưới đây:
+ Phạm vi sử dụng từ 0-1m và có thể mở rộng tới 2m, phiên bản cơng suất thấp
có thể kéo giãn tầm hoạt động ít nhất là 20cm giữa các thiết bị công suất thấp và
30cm giữa các thiết bị công suất tiêu chuẩn và công suất thấp. Việc này có thể làm
cho việc tiêu thụ cơng suất thấp hơn 10 lần.
+ Truyền thông song hướng là cơ sở của mọi đặc tả kỹ thuật.
+ Truyền dẫn dữ liệu với các tốc độ 9600 bps, 115 kbps và 4 Mbps.
+ Các gói dữ liệu được bảo vệ sử dụng mã kiểm tra vòng CRC (CRC-16 cho tốc
độ lên tới 1.152 Mbps và CRC-32 tại 4Mbps).
1.2.3. Công nghệ SWAP HomeRF
HomeRF là một nhóm làm việc của ITU và có nhiệm vụ chính là phát triển một
chuẩn cho việc truyền thông dữ liệu và thoại tại tần số vô tuyến với chi phí thấp. Nhóm
này cũng đã cũng phát triển giao thức truy nhập không dây chia sẻ (SWAP). SWAP là
một đặc tả kỹ thuật công nghiệp cho phép các PC, thiết bị ngoại vi, điện thoại không dây
và các thiết bị khác truyền thông thoại và trao đổi dữ liệu mà không cần sử dụng cáp.
SWAP tương tự như giao thức CSMA/CA của IEEE 802.11 nhưng mở rộng với lưu lượng
thoại.
Hệ thống SWAP hoạt động vừa là một mạng Ad hoc vừa là một mạng hạ tầng dưới
sự điều khiển của một điểm kết nối. Trong một mạng Ad hoc, tất cả các trạm đều có vai
trị ngang nhau, điểm điều khiển được phân bố giữa các trạm và chỉ hỗ trợ cho dữ liệu.
Trong một mạng hạ tầng, một điểm kết nối là cần thiết để phối hợp hệ thống mà nó cung
5
cấp cổng ra ví dụ như trong mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN). Các chức
năng của SWAP không bị ảnh hưởng bởi các bức tường chắn hay sàn nhà. Bên cạnh đó,
một số cơ chế an ninh cũng được cung cấp thông qua việc sử dụng một nhận dạng mạng
duy nhất. Hệ thống này mạnh mẽ và đáng tin cậy, có thể tối thiểu hóa tác động của nhiễu
vơ tuyến.
Các đặc điểm của HomeRF được trình bày tóm tắt dưới đây:
+ Hoạt động ở dải tần 2.45GHz của băng ISM.
+ Phạm vi ứng dụng 150 feet (khoảng 45 m).
+ Sử dụng nhảy tần 50 chặng/giây.
+ Hỗ trợ cả 2 kiểu đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) để cung cấp
chuyển phát thoại tương tác và đa truy nhập cảm biến sóng mang (CSMA/CA) cho
chuyển phát các gói dữ liệu tốc độ cao.
+ Khả năng hỗ trợ tối đa 127 nút.
+ Công suất truyền dẫn 100mW.
+ Tốc độ dữ liệu: 1 Mbps sử dụng điều chế khóa dịch tần số 2-FSK và 2 Mbps sử
dụng điều chế 4-FSK.
+ Kết nối thoại cho phép cung cấp tối đa 6 kết nối song công.
+ Cơ chế an ninh đảm bảo trên cơ sở sử dụng thuật toán mật mã blowfish1 (trên 1
tỉ mã).
+ Phương pháp nén dữ liệu được thực hiện bằng thuật tốn LZRW3
1.2.5. Họ cơng nghệ IEEE 802.16-WiMAX
WiMAX được phát triển từ nền tảng chuẩn 802.16 vào năm 1999, cho tới năm
2003, thì WiMAX forum mới được thành lập nhằm phát triển và quảng bá công nghệ truy
nhập băng rộng này. Nó là một sự mở rộng của Wi-Fi, được thiết kế đặc biệt dành riêng
6
cho phân bố và di động chặng cuối (last-mile). WiMAX cung cấp tốc độ cao hơn
30Mbps. Phạm vi phủ sóng trung bình từ 5 km tới 10 km.
WiMAX di động là một công nghệ truy nhập băng rộng tốc độ cao, cho phép các
ứng dụng truy cập Internet với chi phí thấp. Nó là sự hội tụ của truy nhập băng rộng cố
định và di động trong một kiến trúc mạng và giao diện vô tuyến duy nhất. WiMAX kết
hợp OFDMA và MIMO cùng với băng thông linh hoạt và khả năng thích ứng nhanh, tạo
ra một giao diện vơ tuyến hiệu quả. Các mạng WiMAX được xây dựng hoàn tồn trên
kiến trúc mạng IP, có thể hỗ trợ nhiều mơ hình dịch vụ và ứng dụng khác nhau. Cùng với
xu hướng chung hội tụ các mạng BAN, PAN, LAN, MAN, WAN, WiMAX đã có những
chuyển đổi để tương thích với 4G-LTE
1.3. Các đặc tính kỹ thuật của mạng Ad hoc
Các kiểu thiết bị đầu cuối khác nhau như PDA, điện thoại di động, máy nhắn tin
hai chiều, hoặc các cảm biến thiết lập mạng Ad hoc với khả năng khác nhau trong cơng
suất phát, năng lượng, mơ hình di động và các yêu cầu chất lượng dịc vụ QoS. Bởi vậy,
các mạng Ad hoc không đồng nhất về thiết bị đầu cuối và dịch vụ mà nó cung cấp. Tuy
nhiên, khi đề cập tới hiệu năng hoạt động, một mạng phải được xem xét không chỉ ở sự
không đồng nhất của các nút trong công suất phát và năng lượng mà cịn ở các khía cạnh
truyền thơng khác như việc các nút đang trong trạng thái “ngủ” hay tích cực và sự tồn tại
của nguồn cung cấp năng lượng. Bên cạnh đó, mạng Ad hoc được kế thừa một số các vấn
đề cố hữu truyền thống của các mạng truyền thông không dây như môi trường truyền dẫn
mở, kênh vô tuyến không đáng tin cậy và không được bảo vệ.
7
CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG CÁC MẠNG AD HOC
2.1. MỞ ĐẦU
Với những cải tiến trong công nghệ truyền thông không dây, những thiết bị thu phát
có năng lực mạnh và giá thành thấp đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng di
động. Trong những năm gần đây các mạng di động thu hút được sự quan tâm đáng kể vì
đặc tính rất linh hoạt và có giá thành giảm. So với các mạng có dây, mạng di động có
những đặc tính rất độc đáo. Trong các mạng di động, sự di chuyển của nút có thể dẫn tới
việc hình trạng mạng thay đổi thường xuyên, điều này hiếm khi xảy ra với mạng có dây.
Mạng có dây có dung lượng liên kết ổn định trong khi đó dung lượng của liên kết khơng
dây thường xun thay đổi vì ảnh hưởng của nguồn phát, độ nhậy của máy thu, nhiễu,
pha đinh và xuyên nhiễu. Ngoài ra, các mạng di động khơng dây cịn có tỷ lệ lỗi cao, bị
giới hạn về công suất và băng thông [2], [3].
Tùy thuộc vào cơ sở hạ tầng cố định, các mạng di động có thể được phân chia
thành mạng có cơ sở hạ tầng và mạng adhoc di động (MANET). Trong mạng di động có
cơ sở hạ tầng, các nút di động có các điểm truy nhập có dây (hoặc các trạm gốc) trong cự
ly truyền dẫn của chúng. Những điểm truy nhập này tạo nên đường trục (backbone) cho
mạng hạ tầng. Trái lại, các mạng adhoc di động là các mạng tự tổ chức mà không cần hỗ
trợ hạ tầng. Trong mạng adhoc di động, các nút di chuyển tùy biến vì thế mạng có thể
thay đổi hình trạng rất nhanh chóng và khó đốn trước. Ngồi ra vì nút trong các mạng
adhoc di động thường có cự ly truyền dẫn giới hạn nên một số nút không thể truyền thông
trực tiếp với nhau. Vì vậy các đường định tuyến trong mạng adhoc di động có thể có
nhiều chặng và mỗi nút trong mạng adhoc di động có thể làm việc như một bộ định
tuyến.
Các mạng adhoc di động ban đầu được đề xuất trong dự án của DARPA (Cục các
dự án tiên tiến của Bộ quốc phịng Chính phủ Mỹ), PRNet (Mạng vơ tuyến gói) và
SURAN. Với hạ tầng độc lập thiết lập trước, các mạng adhoc di động có những ưu điểm
như triển khai dễ và nhanh, cải thiện độ linh hoạt và chi phí giảm. Các mạng adhoc di
động phù hợp với những ứng dụng di động kể cả trong mơi trường bất lợi nơi khơng có
8
sẵn cơ sở hạ tầng hay trong các ứng dụng di động thiết lập tạm thời mà giá thành lại là
vấn đề quan trọng. Trong những năm gần đây, ứng dụng của các mạng adhoc di động đã
ngày càng quan trọng hơn trong các tổ chức công cộng phi quân sự và trong những lĩnh
vực thương mại và công nghiệp. Những ứng dụng điển hình nhất là cứu hộ, hoạt động
thực thi pháp luật, robot công nghiệp hợp tác, điều hành giao thông và hoạt động giáo dục
trong trường học.
Những nghiên cứu chủ động cho các mạng adhoc di động được thực hiện chủ yếu
trong các lĩnh vực điều khiển truy nhập môi trường (MAC), định tuyến, quản lý tài
nguyên, điều khiển năng lượng và an tồn. Vì sự quan trọng của các giao thức định tuyến
trong các mạng đa bước động, rất nhiều giao thức định tuyến mạng adhoc di động đã
được đề xuất trong những năm gần đây. Có một vài thách thức là cho sự thiết kế các giao
thức định tuyến mạng adhoc di động trở nên khó khăn. Thứ nhất, trong các mạng adhoc
di động sự di chuyển của nút làm cho hình trạng mạng thường xuyên thay đổi và gián
đoạn. Thứ hai, vì dung lượng của các liên kết không dây là thay đổi và khơng thể đốn
trước nên có thể thường xun xảy ra hiện tượng mất gói tin. Hơn nữa, bản chất quảng bá
tự nhiên của môi trường không dây dẫn đến hiện tượng đầu cuối bị ẩn và nảy sinh nhiều
bài toán về đầu cuối. Ngoài ra, các nút di động bị giới hạn về tài nguyên như năng lượng,
khả năng tính tốn và băng thơng nên u cầu có những cơ cấu định tuyến hiệu quả. Là
kiểu mạng hứa hẹn cho những ứng dụng di động tương lai, các mạng adhoc di động là
chủ đề ngày càng hấp dẫn các nhà nghiên cứu.
Trong mạng có dây có hai giải thuật định tuyến chính được sử dụng là trạng thái
liên kết và vector khoảng cách. Việc cập nhật thường xuyên và định kỳ của hai giải thuật
này khiến nó khó có thể mở rộng trong mạng MANET lớn vì nó tiêu tốn một phần đáng
kể băng thông, làm tăng việc cạnh tranh kênh truyền và tiêu hao nhiều năng lượng. Để
khắc phục vấn đề này có rất nhiều giao thức định tuyến cho mạng Ad hoc đã được đưa ra,
có nhiều phương pháp để phân biệt các giao thức định tuyến này như dựa vào cách trao
đổi thông tin định tuyến giữa các nút di động (dựa trên sự phản ứng); dựa vào vị trí địa
lý; dựa vào hình trạng mạng (phẳng hay phân cấp); dựa vào năng lượng; dựa vào sự thích
nghi; dựa vào sự an tồn hay dựa vào cách truyền multicast…[1], [2], [3], [4], [10], [11].
9
Một trong những phương pháp phân loại phổ biến nhất là dựa vào cách trao đổi thông tin
định tuyến giữa các nút di động, thơng qua phương pháp này, có ba nhóm giao thức
chính.
Các giao thức định tuyến trong MANET (dựa vào cách trao đổi thông tin định tuyến) Các
giao thức định tuyến chủ động DSDV OLSR FSR … Các giao thức định tuyến lai ZPR
TORA … Các giao thức định tuyến theo yêu cầu DSR AODV ACOR …
Hình 2.1: Một số giao thức định tuyến trong mạng MANET
+ Định tuyến chủ động hay định tuyến theo bảng (proactive routing/table-driven)
+ Định tuyến theo yêu cầu (reactive routing/on-demand routing)
+ Định tuyến lai (hybrid routing)
Chương này sẽ giới thiệu một số vấn đề liên quan tới việc thiết kế các giao thức
định tuyến trong mạng Adhoc và giới thiệu về một số giao thức định tuyến điển hình
trong mạng Ad hoc.
2.2. NHỮNG VẤN ĐỀ THIẾT KẾ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG
ADHOC
2.2.1. Kiến trúc định tuyến
10
Kiến trúc định tuyến của mạng tự tổ chức có thể ở dạng phân cấp hoặc phẳng.
Trong hầu hết các mạng tự tổ chức, các trạm (host) sẽ hoạt động như thiết bị định tuyến
độc lập, có nghĩa là kiến trúc định tuyến coi như là phẳng, nghĩa là mỗi địa chỉ được nhận
dạng duy nhất và không chứa bất kỳ thơng tin gì về một trạm nào khác. Trong mạng tự tổ
chức có kiến trúc phẳng thì khơng cần quản lý tính di động vì tất cả các nút có thể thấy
nhau qua giao thức định tuyến. Trong các giải thuật định tuyến phẳng như DSDV
(Destination Sequenced Distance Vector) và WRP (Wireless Routing Protocol), các bảng
định tuyến có thơng tin tới tất cả các trạm trong mạng tự tổ chức. Tuy nhiên giải thuật
định tuyến phẳng khơng có khả năng mở rộng tốt. Tiêu đề định tuyến tăng nhanh chóng
khi mạng mở rộng. Vì vậy để điều khiển tái sử dụng không gian kênh (tần số, thời gian
hay mã trải phổ) và giảm tiêu đề thông tin định tuyến, cần triển khai cơ cấu phân cấp.
Phân cụm là kỹ thuật thông dụng nhất được dùng trong kiến trúc định tuyến phân cấp. Ý
tưởng ẩn sau định tuyến phân cấp là chia các trạm của mạng tự tổ chức thành một số cụm
tách rời hoặc chồng lấn. Một nút được cử làm cụm chủ cho mỗi cụm. Cụm chủ này chứa
thông tin của các thành viên trong cụm.
Các nút không phải là cụm chủ sẽ được coi là nút bình thường. Khi một nút bình
thường gửi gói, nút có thể gửi gói tới cụm chủ để rồi gói được định tuyến tiếp tới đích.
CGSR (Clusterhead Gateway Switch Routing) và CBRP (Cluster-Based Routing
Protocol) là giao thức định tuyến loại này. Định tuyến phân cấp liên quan tới việc phân
cụm, quản lý địa chỉ và tính di động.
2.2.2. Hỗ trợ các liên kết đơn hướng
Hầu hết giao thức định tuyến hiện tại có xu hướng coi tồn bộ liên kết là song
hướng. Tuy nhiên, có một số yếu tố sẽ làm liên kết khơng dây trở thành đơn hướng, đó là:
+ Tính năng vô tuyến khác biệt: Trong một mạng vô tuyến có thể có cơng suất
phát hoặc độ nhạy máy thu khác nhau. Điều này tương tự trong môi trường quân
sự khi có thiết bị cho con người và thiết bị xe cộ không dây. Với môi trường vô
tuyến của xe cộ, vì ít bị giới hạn về kích thước và trọng lượng nên thiết bị thường
11
có cơng suất phát hớn hơn 12dB so với thiết bị theo người. Các liên kết đơn hướng
sẽ thường gặp trong các mạng quân sự.
+ Nhiễu: Nhiễu do đài nhiễu âm đối địch hay do xen nhiễu lân cận, nó sẽ làm
giảm độ nhạy của các máy thu ở gần. Ví dụ: Trạm A có thể nhận gói gửi từ trạm B
vì có rất ít nhiễu trong vùng lân cận của A. Tuy nhiên B có thể nằm trong vùng
nhiễu của một nút khác và vì vậy khơng thể nhận gói từ A. Do đó, liên kết giữa A
và B có hướng từ B sang A.
+ Yêu cầu quảng bá bản tin: Việc quảng bá bản tin trên một vùng rộng có tầm
quan trọng lớn. Các máy phát vệ tinh được dùng cho đường xuống trong khi
đường lên sử dụng các đường luân phiên.
+ Chế độ câm: Trong trường hợp cực kỳ cá biệt, chỉ ứng dụng trong các mạng di
động chiến sự là khi các trạm không thể phát do mối nguy hại sắp xảy ra. Trong
trường hợp này, vẫn cần thu nhận thông tin, tuy nhiên không thể truyền thông song
hướng.
+ Trạng thái hướng liên kết thay đổi theo thời gian: Trạng thái về hướng của liên
kết không dây có thể ổn định hoặc là nhất thời. Tần suất của sự chuyển dịch và
khoảng thời gian ở mỗi trạng thái sẽ là hàm của lưu lượng sắp đặt, địa thế, sự di
động, mưa và năng lượng.
2.2.3. Sử dụng siêu trạm
Các giao thức định tuyến hiện tại đều giả sử rằng tất cả các trạm di động đều có đặc
tính giống nhau do mạng tự tổ chức có cấu trúc ngang hàng, sử dụng các dịch vụ của
nhau để truyền thông. Mặc dù trong một số trường hợp điều này là đúng, tuy nhiên cũng
có những trường hợp khác là mạng có các trạm có băng thơng vượt trội, cung cấp công
suất đảm bảo và liên kết không dây có tốc độ cao. Những trạm này được gọi là siêu trạm
(SuperHost). Ví dụ, một cơng ty trong mơi trường quân sự gồm nhiều lính bộ binh được
trang bị theo người thiết bị không dây dung lượng thấp và một số xe tăng có phương tiện
vơ tuyến dung lượng cao. Thông thường, các mạng tự tổ chức trong trường hợp này có 2
12
kiến trúc mức mạng: đường trục và ngoại vi. Khu vực đường trục gồm các siêu trạm. Hơn
nữa các siêu trạm có tính di động thấp hơn các trạm thơng thường để duy trì được sự ổn
định cho mạng đường trục. Các trạm thông thường không cần đưa ra quyết định định
tuyến. Ví dụ, một trạm vệ tinh (siêu trạm) có thể dễ dàng thu thập thơng tin định tuyến từ
vị trí địa lý của các trạm, xây dựng bảng định tuyến và lan truyền đi các tuyến này.
2.2.4. Định tuyến đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS)
Cho tới nay, đa phần các giao thức định tuyến đều được đề xuất cho mạng ad hoc
khơng dây được tối ưu hóa chỉ sử dụng một metric là bước nhảy khoảng cách (distance
chặng), vì vậy tuyến đường ngắn nhất thường được lựa chọn. Với lưu lượng dữ liệu đồ,
tuyến đường định tuyến ngắn nhất có vẻ hiệu quả. Tuy nhiên, liên kết trong mạng tự tổ
chức thường khan hiếm và biến động nên rất khó tận dụng tài nguyên hiệu quả và thực
hiện ứng dụng thời gian thực. Khi xem xét những vấn đề này, việc cung cấp định tuyến
QoS là cần thiết để hỗ trợ điều khiển hiệu quả tổng lưu lượng luồng vào mạng. Định
tuyến QoS là một cơ cấu định tuyến mà theo đó tuyến đường được xác định dựa trên tài
nguyên sẵn có trong mạng và đảm bảo yêu cầu QoS cho luồng. Định tuyến QoS là việc
chọn tuyến đường có đủ tài nguyên theo
Các tham số QoS yêu cầu. Định tuyến QoS có 2 mục tiêu: Một là đáp ứng các yêu
cầu QoS cho mỗi kết nối đã được chấp nhận; Hai là đạt được hiệu quả tổng thể về việc sử
dụng tài nguyên. Do đó định tuyến QoS cần xem xét cùng lúc nhiều giới hạn và đảm bảo
cân bằng tải tốt hơn bằng cách phân bố lưu lượng trên các tuyến đường khác nhau với các
lưu lượng có yêu cầu về QoS khác nhau. Ngược lại, các giao thức định tuyến hiện nay
dường như ưu tiên cho định tuyến lưu lượng dựa trên tuyến đường ngắn nhất, do đó dẫn
đến hiện tượng nghẽn cổ chai. Trong mạng tự tổ chức, nhiều metric cần được xem xét: (1)
tuyến đường tin cậy nhất, (2) tuyến đường ổn định nhất, (3) tuyến đường có tổng năng
lượng cịn lại tốt nhất, (4) tuyến đường có băng thơng khả dụng lớn nhất…Việc lựa chọn
tuyến với chi phí nhỏ nhất dựa trên các metric nêu trên chứ không chỉ cung cấp tuyến
đường ngắn nhất dựa trên khoảng cách bước nhảy.
2.3. ĐỊNH TUYẾN CHỦ ĐỘNG (PROACTIVE)
13
Giao thức định tuyến Proactive hay còn gọi là giao thức định tuyến theo bảng
(Tabledriven) hoạt động dựa trên sự trao đổi định kỳ của các bản tin điều khiển [2]. Tư
tưởng của phương pháp này là cố gắng duy trì thơng tin định tuyến cập nhật liên tục từ
các nút mạng đến mọi nút mạng khác trong mạng nhờ sử dụng một hoặc nhiều bảng ghi
để lưu trữ thông tin định tuyến và chúng đáp ứng những thay đổi trong topo mạng bằng
cách phát quảng bá rộng rãi các thơng tin cập nhật tuyến qua mạng để duy trì tầm kiểm
sốt mạng một cách liên tục và có cái nhìn nhất qn về mạng. Khi có các vùng khác
nhau về số bảng ghi liên quan đến định tuyến cần thiết hay khi topo mạng có sự thay đổi,
thơng tin cập nhật tương ứng phải được gửi đi cho tất cả các nút trong mạng để thông báo
về sự thay đổi đó. Do đó một nút nguồn có thể gửi bản tin tới đích ngay lập tức khi nó
cần mà khơng cần tốn thời gian cho việc tìm kiếm đường trong lúc truyền dữ liệu.
Hầu hết các giao thức định tuyến dạng Proactive dành cho mạng Ad hoc đều thừa
kế các đặc tính của các thuật tốn định tuyến dùng cho mạng có dây. Để đáp ứng cho đặc
tính “động” của mạng Ad hoc, cần phải thay đổi một số đặc tính truyền thống của các
giao thức định tuyến này. Sử dụng giao thức định tuyến Proactive, mỗi nút luôn cập nhật
trạng thái của mạng và duy trì các tuyến đường cho dù tuyến đó có lưu lượng dữ liệu
chuyển qua hay khơng. Điều này dẫn đến sự lãng phí tài nguyên, vì vậy các giao thức
định tuyến chủ động thường áp dụng cho mơ hình mạng MANET có các nút ít di chuyển.
Đặc tính của giao thức Proactive.
Đặc tính của giao thức Proactive có thể được thể hiện thơng qua ưu điểm và nhược
điểm của giao thức như sau:
Ưu điểm của giao thức Proactive:
+ Mạng hội tụ nhanh. Khi topo mạng có sự thay đổi thì gần như ngay lập tức các
nút trong mạng sẽ cập nhật thay đổi topo mạng của mình.
+ Độ trễ tuyến thấp. Mỗi nút có đầy đủ thơng tin về topo mạng nên khi cần trao
đổi thơng tin thì nút nguồn có thể ngay lập tức tìm thấy tuyến đường đi tới đích.
Đặc tính này rất phù hợp với việc truyền thông tin yêu cầu thời gian thực.
14
Nhược điểm của giao thức Proactive:
+ Tiêu tốn nhiều băng thông mạng do các bản tin điều khiển gửi đi một cách đều
đặn theo phương thức bản tin quảng bá (broadcast).
Một số giao thức định tuyến Proactive:
+ Giao thức định tuyến DSDV (Destination Sequenced Distance Vector Routing
Protocol).
+ Giao thức định tuyến OLSR (Optimized Link State Routing Protocol).
+ Giao thức định tuyến FSR (Fisheye State Routing Protocol).
+ Giao thức định tuyến HSR (Hierarchical State Routing Protocol), giao thức định
tuyến WRP (Wireless Routing Protocol), …
2.3.1. Giao thức định tuyến DSDV.
a. Mô tả:
Giao thức định tuyến DSDV (Destination Sequenced Distance Vector) là một biến
thể của giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách theo kiểu bảng ghi, dựa trên ý tưởng
của thuật toán định tuyến Bellman-Ford với cải tiến mới của DSDV là sử dụng kĩ thuật
đánh số trình tự để tránh sự cố đếm tới vơ cùng hoặc lặp vịng trong các giao thức vector
khoảng cách của mạng có dây, kĩ thuật này dùng để nhận ra các con đường đi không cịn
giá trị trong q trình cập nhật bảng định tuyến, do đó sẽ tránh được vịng lặp trong q
trình định tuyến. Mỗi nút sẽ tăng số trình tự khi gửi thơng tin về bảng định tuyến của nó
cho các nút khác trong mạng. Ví dụ khi thêm hoặc xóa một liên kết trong mạng, khi có sự
lựa chọn giữa hai tuyến tới đích thì ln có một nút được lựa chọn đường truyền với số
trình tự lớn nhất tới đích. Điều này đảm bảo cho những thông tin mới được sử dụng tối đa
[2, 3].
b. Đặc điểm trong DSDV
15
