Tìm hiểu công nghệ manet và xây dựng ứng dụng truyền tệp

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG







Nguyễn Văn Dũng








TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MANET
VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN TỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH













Thái Nguyên - 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG





Nguyễn Văn Dũng

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MANET
VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN TỆP




Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60 48 01





LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH





NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TSKH. Nguyễn Minh Hải

Thái Nguyên - 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung luận văn này do tôi tham khảo, tra
cứu và thực hiện phù hợp với nội dung yêu cầu của đề tài. Luận văn này chưa
từng được công bố hay xuất bản dưới bất kỳ hình thức nào. Chương trình này
do tôi thiết kế và xây dựng, trong đó có sử dụng một số thư viện chuẩn và các
thuật toán được các tác giả xuất bản công khai và miễn phí trên mạng Internet.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Ngƣời cam đoan


Nguyễn Văn Dũng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, luận văn “Tìm hiểu công
nghệ MANET và xây dựng ứng dụng truyền tệp” đã hoàn thành. Ngoài sự cố
gắng của bản thân, em đã nhận được nhiều sự động viên, khích lệ từ phía nhà
trường, thầy cô, gia đình và người gửi bè.
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo và hướng
dẫn nhiệt tình của thầy giáo TSKH Nguyễn Minh Hải – Học Viện Công
Nghệ Bưu chính Viễn Thông là giáo viên hướng dẫn em trong suốt thời gian
làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô làm việc tại Viện Công Nghệ

thông tin, các thầy cô tại trường Đại học Công Nghệ thông tin và Truyền
thông - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ truyền đạt những kiến thức quý báu
cho em trong quá trình học tập.
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 09 năm 2012
Học viên


Nguyễn Văn Dũng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
i

MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1. KHÁI QUÁT VỀ MẠNG MANET 2
1.1. Giới thiệu về mạng MANET 2
1.1.1. Khái niệm cơ bản 2
1.1.2. Lịch sử phát triển. 3
1.1.3. Các đặc điểm mạng MANET 4
1.1.4. Kiểu kết nối và cơ chế hoạt động 5
1.1.4.1. Mạng máy chủ di động 5
1.1.4.2. Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất 6
1.1.5. Chế độ hoạt động 6
1.1.5.1. Chế độ IEEE-Adhoc 6
1.1.5.2. Chế độ cơ sở hạ tầng 7

1.2. Phân loại mạng MANET 8
1.2.1. Theo giao thức 8
1.2.1.1. Singal-hop 8
1.2.1.2. Multi-hop 8
1.2.1.3 Mobile multi-hop 9
1.2.2. Theo chức năng 9
1.2.2.1. Mạng MANET đẳng cấp (Flat) 9
1.2.2.2. Mạng MANET phân cấp (Hierarchical) 10
1.2.2.3. Mạng MANET kết hợp (Aggregate) 10
1.3. Định tuyến 11
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ii

1.4. Bảo mật trong MANET 11
1.5. Ứng dụng của MANET 12
1.5.1. Lĩnh vực quân sự 13
1.5.2. Lĩnh vực thương mại 13
1.5.3. Nội bộ 13
1.5.4. Hệ thố ng nhú ng (Embeded System) 14
1.5.5. Mạng xe cộ (Vehicular Network) 14
1.5.6. Mạng cảm biến (Sensor Network) 14
1.5.7. Mạng cá nhân (Personal Are Network - PAN) 15
1.6. Kế luận chương 1 15
Chƣơng 2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET VÀ MỘT SỐ
PHƢƠNG THỨC TRUYỀN TỆP 16
2.1. Giao thức định tuyến trong MANET 16
2.1.1. Định tuyến trong hệ thống mạng 16
2.1.2. Phân loại giao thức định tuyến 16
2.1.2.1. Giao thức định tuyến theo bảng (Table-Driven Routing
Protocol) 18

2.1.2.2. Giao thức định tuyến điều khiển On-Demand Routing
Protocol 19
2.1.2.3. Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol) 19
2.1.3. Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên MANET 20
2.1.3.1. Giao thức DSR (Dynamic Source Routing) 20
2.1.3.2. Cơ chế xử lý khá m phá đườ ng củ a DSR 21
2.1.4. Cơ chế duy trì thông tin định tuyến (Route Maintanance) 28
2.1.5. Giao thức AODV (Adhoc On Demand Distance Vector) 29
2.1.6. Cơ chế tạo thông tin định tuyến của AODV 30
2.1.6.1. Đối với Sequence Number 30
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iii

2.1.6.2. Đối với REQ_ID (Requirement Identifier) 30
2.1.7. Cơ chế duy trì thông tin định tuyến AODV 34
2.1.8. So sánh hoạt động của các giao thức 34
2.1.8.1 Giống nhau 34
2.1.8.2. Khác nhau 35
2.2. Một số phương thức truyền tệp qua mạng 35
2.2.1. Phương thức truyền tệp qua Email 35
2.2.2. Phương thức truyền tệp qua kho lưu trữ trực tuyến 37
2.2.3. Phương thức truyền tệp qua Chat 38
2.3. Kết luận chương 2 38
Chƣơng 3. THIẾT LẬP KẾT NỐI MANET VÀ XÂY DỰNG 39
ỨNG DỤNG TRUYỀN TỆP 39
3.1. Thiết lập kết nối MANET 39
3.1.1. Tạo mạng Adhoc trên Windows 7 39
3.1.2. Kết nối máy vừa tạo mạng Adhoc mới 44
3.1.3. Kết nối máy thành viên vào mạng Adhoc 45
3.1.4. Ngắt tường lửa (Firewall) 46

3.1.5. Kiểm tra các máy trong mạng 48
3.1.6. Xác định địa chỉ IP của máy 49
3.2. Lập trình Socket và xây dựng ứng dụng truyền tệp 49
3.2.1. Lập trình Socket 49
3.2.2. Lập trình mạng với TCP socket 51
3.2.2.1. Mô hình giao thức 51
3.2.2.2. Thiết lập kết nối 52
3.2.2.3. Truyền nhận dữ liệu 54
3.2.2.4. Đóng liên kết 55
3.2.3. Lập trình mạng với UDP Socket 55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iv

3.2.3.1. Giao thức UDP 55
3.2.3.2. Một số thuật ngữ UDP 56
3.2.3.3. Hoạt động của giao thức UDP 58
3.2.3.4. Các nhược điểm của giao thức UDP 59
3.2.3.5. Các ưu điểm của UDP 59
3.2.3.6. Khi nào nên sử dụng UDP 60
3.2.4. Gửi và nhận tệp 61
3.2.4.1. Môi trường truyền dẫn vô tuyến 61
3.2.4.2. Môi trường cài đặt 61
3.2.4.3. Thuật toán truyền tệp sử dụng giao thức TCP 61
3.2.4.4. Yêu cầu và quy trình thực hiện 63
3.2.5. Xây dựng giao diện chương trình 63
3.2.5.1. Giao diện chương trình gửi tệp 63
3.2.5.2. Giao diện chương trình nhận tệp 64
3.2.6. Thực hiện truyền và nhận dữ liệu 65
3.2.6.1. Truyền và nhận tệp thành công 65
3.2.6.2. Truyền và nhận tệp không thành công 68

3.2.7. So sánh kết quả truyền tệp với một vài phương thức khác 70
3.3. Kết luận chương 3 71
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

MANET
Mobile Adhoc Network
DSDV
Destination-Sequenced Distance Vector
IEEE
Institute of Electrical and Electronics Engineers
LAN
Local Area Network
WLAN
Wireless LAN
WSN
Wireless Sensor Network
PDA
Personal Digital Assistant
RF
Radio Frequency
AP
Access Point
TCP
Transmission Control Protocol

IP
Internet Protocol
WRP
Wireless Routing Protocol
PAN
Pesonal Are Network
FTP
File Transfer Protocol
UDP
User Datagram Protocol
AODV
Adhoc On- demand Distance Vector routing
DSR
Dynamic Source Routing
RREQ
Router Request
RREP
Router Reply
OLSR
Optimized Link State Routing
ZRP
Zone Routing Protocol
FSR
Fisheye State Routing
TORA
Temporally Ordered Routing Algorihm
ZHLS
Zone-based Hierarchical Link State Routing Protocol
HARP
Hybrid Adhoc Routing Protocol

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thờ i điể m 1 25
Bảng 2.2: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thờ i điể m 2 26
Bảng 2.3: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thờ i điể m 3 26
Bảng 2.4: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thờ i điể m 4 27
Bảng 3.1: Bảng liệt kê một vài cổng TCP phổ biến 52
Bảng 3.2: UDP có các cổng thông dụng 58
Bảng 3.3: Sự kác nhau giữa hai giao thức TCP và UDP 60
Bảng 3.4: So sánh kết quả thực nghiệm 70


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Minh họa mạng MANET 3
Hình 1.2: Biểu đồ mạng MANET 3
Hình 1.3: Mạng máy chủ di động 6
Hình 1.4: Hình minh hoạ mạng có các thiết bị di động không đồng nhất 6
Hình 1.5: Chế độ IEEE-Adhoc 7
Hình 1.6: Chế độ cơ sở hạ tầng 7
Hình 1.7: Singal-hop 8
Hình 1.8: Multi-hop 9
Hình 1.9: Mô hình mạng phân cấp 10
Hình 1.10: Mô hình mạng Aggregate 11

Hình 1.11: Ứng dụng PAN 15
Hình 2.1: Phân loại các giao thức định tuyến trong MANET 18
Hình 2.2: Cơ chế xử lý khá m phá đườ ng tạ i node củ a DSR 23
Hình 2.3: Mô hình mạng Adhoc 24
Hình 2.4: Nút S phát gói tin RREQ đến các nút lân cận A, E, F 25
Hình 2.5: Nút A, F phát gói tin RREQ đến các nút F, B, A, K, G 25
Hình 2.6: Nút B, K, G phát gói tin RREQ đến các nút C, G, H, K 26
Hình 2.7: Nút H, C phát gói tin RREQ đến các nút láng giềng I, D, J 27
Hình 2.8: Nút D phát gói tin RREP về nút S theo đường đã khám phá 28
Hình 2.9: Minh họa cơ chế duy trì thông tin định tuyến 29
Hình 2.10: Các trường trong gói tin RREQ 31
Hình 2.11: Cơ chế xử lý khá m phá đườ ng tạ i node củ a AODV 32
Hình 2.12: Các trường trong gói tin RREP 33
Hình 2.13: Gửi tệp qua YouSendIt 36
Hình 2.14: Gửi tệp qua MailBigFile 37
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
viii

Hình 2.15: Gửi tệp qua Mediafire 37
Hình 2.16: Gửi tệp qua Skype 38
Hình 3.1: Cửa sổ Network and Internet 39
Hình 3.2: Lựa chọn Set up a new conection or network 40
Hình 3.3: Lựa chọn Set up a wireless Adhoc (computer-to-computer)
network 40
Hình 3.4: Lựa chọn Set up wireless Adhoc network 41
Hình 3.5: Lựa chọn đặt tên và mật khẩu 42
Hình 3.6: Cài đặt mạng Adhoc mới 42
Hình 3.7: Cài đặt thông báo thành công 43
Hình 3.8: Biểu tượng mạng Adhoc mới tạo 44
Hình 3.9: Biểu tượng mạng Adhoc chờ các máy thành viên kết nối 44

Hình 3.10: Biểu tượng kết nối và đăng nhập vào mạng Adhoc 45
Hình 3.11: Biểu tượng các máy tính kết nối vào mạng Adhoc mới tạo 46
Hình 3.12: Network and sharing center 47
Hình 3.13: Kiểm tra các máy trong mạng 47
Hình 3.13: Các giao thức trong lập trình Socket 50
Hình 3.14: Kết nối TCP 51
Hình 3.15: Dạng thức của gói tin UDP 56
Hình 3.16: Sơ đồ khối truyền tệp sử dụng phương thức TCP 62
Hình 3.17: Giao diện chương trình gửi tệp 64
Hình 3.18: Giao diện chương trình nhận tệp 65
Hình 3.19: Chọn tệp cần gửi và nhập địa chỉ IP máy nhận tệp 66
Hình 3.20: Màn hình thông báo khi có dữ liệu gửi từ máy truyền 66
Hình 3.21: Chọn thư mục lưu tệp 66
Hình 3.22: Máy nhận tệp đang nhận dữ liệu 67
Hình 3.23: Máy gửi tệp đang gửi dữ liệu 67
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ix

Hình 3.24: Thông báo kết quả gửi dữ liệu thành công 68
Hình 3.25: Thông báo kết quả nhận dữ liệu thành công 68
Hình 3.26: Máy truyền tệp nhận thông báo không nhận dữ liệu từ máy gửi 69
Hình 3.27: Máy truyền tệp nhận thông báo có lỗi gửi file từ máy gửi 69

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ nói
chung, ngành công nghệ thông tin đang ngày càng được đầu tư và phát triển

mạnh mẽ. Khi mà ngày càng nhiều các lĩnh vực trong đời sống xã hội như y
tế, giáo dục, xây dựng, kinh tế, ứng dụng tin học vào trong công việc thì
Internet ngày càng khẳng định vị trí quan trọng của mình trong đời sống xã
hội.
Cùng với sự phát triển của mạng có dây truyền thống, mạng không dây
cũng đang có những bước phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng như cầu
truyền thông và giải trí của con người một cách tốt nhất. Khi mà mạng không
dây ngày càng được quan tâm, đầu tư và phát triển thì ngày càng nhiều mô
hình, kiến trúc mạng được đề xuất. Các mô hình, kiến trúc mạng này được đề
ra nhằm làm cho mạng không dây dần thoát khỏi hoàn toàn sự phụ thuộc vào
cơ sở hạ tầng. Một trong những mô hình mạng được đó chính là mạng Adhoc
(Mobile Adhoc Network) thường được viết tắt là MANET. Việc các mạng
không dây ít phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng là một điều rất thuận lợi, giảm chi
phí mua thiết bị và tăng tính linh hoạt khi kết nối các máy tính có hỗ trợ
wireless. Muốn xây dựng các công cụ mạnh đáp ứng được nhu cầu phát triển
của mạng thì cần có các công cụ hỗ trợ mạnh mẽ như C++, C#, Java,
Đề tài “Tìm hiểu công nghệ MANET và xây dựng ứng dụng truyền
tệp” không nằm ngoài xu hướng phát triển chung đặc biệt khi ngày nay mạng
không dây di động đang ngày càng tỏ rõ đặc tính nổi bật của mình đó là khả
năng cơ động cao, có thể di chuyển một cách tuỳ ý mà vẫn có thể truy cập
mạng và trao đổi dữ liệu với nhau.
Đề tài có ý nghĩa thiết thực trong việc nghiên cứu và phát triển môi
trường mạng không dây và trao đổi, chia sẻ dữ liệu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2


Chƣơng 1. KHÁI QUÁT VỀ MẠNG MANET

1.1. Giới thiệu về mạng MANET

1.1.1. Khái niệm cơ bản
Mạng máy tính từ lâu đã trở thành một phần không thể thiếu đối với
nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, từ các hệ thống mạng cục bộ đến hệ thống
mạng toàn cầu như Internet. Mạng máy tính đưa mọi người trên thế giới đến
gần nhau hơn, mỗi người được tiếp cận với các nguồn thông tin, tri thức rất
lớn trong kho tài nguyên khổng lồ này.
Một mạng tuỳ biến là một tập hợp các thiết bị di động hình thành nên
một mạng tạm thời mà không cần sự trợ giúp của bất kỳ sự quản lý tập trung
hoặc các dịch vụ hỗ trợ chuẩn nào thường có trên mạng diện rộng mà ở đó các
thiết bị di động có thể kết nối được. Các node được tự do di chuyển và thiết
lập nó tuỳ ý. Do đó, topo mạng không dây có thể thay đổi một cách nhanh
chóng và không thể dự báo. Nó có thể hoạt động một mình hoặc có thể được
kết nối tới Internet.
MANET (mobile Adhoc network) là một tập hợp của những nút (node)
mạng không dây, những node này có thể được thiết lập tại bất kỳ thời điểm và
tại bất cứ nơi nào. Mạng MANET không dùng bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Nó là
một hệ thống tự trị mà máy chủ di động được kết nối bằng đường vô tuyến và
có thể di chuyển tự do, thường hoạt động như một router (bộ định tuyến) [4].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3



Hình 1.1: Minh họa mạng MANET

Hình 1.2: Biểu đồ mạng MANET
1.1.2. Lịch sử phát triển.
MANET (Mobile Adhoc Network) trước đây còn được gọi là mạng vô
tuyến gói, và được tài tài trợ, phát triển bởi DARPA trong đầu thập niên
1970. Sau đó một mạng mới SUSAN (Adaptive Survivable Network) đã được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4


đề xuất bởi DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) vào năm
1983 để hỗ trợ một mạng quy mô lớn hơn, mạnh mẽ hơn. Thời gian này,
Adhoc đã được sử dụng để mô tả 1 loại mạng như tiêu chuẩn IEEE802.11
Mobile Adhoc Network đã được định nghĩa bởi IETF (Internet Engineering
Task Force) [11].
1.1.3. Các đặc điểm mạng MANET
Thiết bị tự trị đầu cuối (Autonomous terminal): Trong MANET, mỗi
thiết bị di động đầu cuối là một node tự trị. Nó có thể mang chức năng của
host và router. Bên cạnh khả năng xử lý cơ bản của một host, các node di
động này có thể chuyển đổi chức năng như một router. Vì vậy, thiết bị đầu
cuối và chuyển mạch là không thể phân biệt được trong mạng MANET [3].
Phân chia hoạt động (Distributed operation): Vì không có hệ thống
mạng nền tảng cho trung tâm kiểm soát hoạt động của mạng nên việc kiểm
soát và quản lý hoạt động của mạng được chia cho các thiết bị đầu cuối. Các
node (nút) trong MANET đòi hỏi phải có sự phối hợp với nhau. Khi cần thiết
các node hoạt động như một thiết bị relay (chuyển tiếp) để thực hiện chức
năng của mình chẳng hạn như bảo mật và định tuyến.
Ðịnh tuyến đa đường: Thuật toán định tuyến không dây cơ bản có thể
định tuyến một chặng và nhiều chặng dựa vào các thuộc tính liên kết khác
nhau và giao thức định tuyến. Singalhop MANET đơn giản hơn multihop ở
vấn đề cấu trúc và thực hiện với chi phí thấp và ít ứng dụng. Khi truyền các
gói dữ liệu từ một nguồn của nó đến điểm trong phạm vi truyền tải trực tiếp
không dây, các gói dữ liệu sẽ được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều trung gian
của các nút [4].
Cấu hình động (dynamic network topology): Vì các node là di động, nên
cấu trúc mạng có thể thay đổi nhanh và không thể biết trước, các kết nối giữa

các thiết bị đầu cuối có thể thay đổi theo thời gian. MANET sẽ thích ứng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5


tuyến và điều kiện lan truyền giống như mẫu di động và các node mạng di
động. Các node di động trong mạng thiết lập định tuyến động với nhau khi
chúng di chuyển, hình thành mạng riêng của chúng trong không trung. Hơn
nữa, một thành viên trong MANET có thể không chỉ hoạt động trong mạng
lưới di động đặc biệt này, mà còn có thể yêu cầu truy cập vào một mạng cố
định công cộng [11].
Dao động về dung lượng liên kết (Fluctuating link capacity): Bản chất tỉ
lệ bit lỗi cao của kết nối không dây cần quan tâm trong mạng MANET. Từ
đầu cuối này đến đầu cuối kia có thể được chia sẻ qua một vài chặng. Kênh
giao tiếp ở đầu cuối chịu ảnh hưởng của nhiễu, hiệu ứng đa đường, sự giao
thoa và băng thông của nó ít hơn so với mạng có dây. Trong một vài tình
huống, truy cập của hai người dùng có thể qua nhiều liên kết không dây và
các liên kết này có thể không đồng nhất [11].
Tối ưu hoá cho thiết bị đầu cuối (light-weight terminals): Trong hầu hết
các trường hợp các node trong mạng MANET là thiết bị với tốc độ xử lý của
CPU thấp, bộ nhớ ít và lưu trữ điện năng ít. Vì vậy cần phải tối ưu hoá các
thuật toán và cơ chế [11].
1.1.4. Kiểu kết nối và cơ chế hoạt động
1.1.4.1. Mạng máy chủ di động
Ở topo này các thiết bị chỉ liên kết với một máy chủ duy nhất. Các
thiết bị khác liên kết qua máy chủ đó như hình 1.3 [7].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6

Hình 1.3: Mạng máy chủ di động
1.1.4.2. Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất
Ở topo (hình trạng) này các máy có thể liên kết trực tiếp với nhau
trong phạm vi phủ sóng của mình

Hình 1.4: Hình minh hoạ mạng có các thiết bị di động không đồng nhất

1.1.5. Chế độ hoạt động
1.1.5.1. Chế độ IEEE-Adhoc
Chế độ này thì các node di động truyền thông trực tiếp với nhau mà
không cần tới một cơ sở hạ tầng nào cả. Trong chế độ này thì các liên kết
không thể thực hiện qua nhiều chặng [10].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7



Hình 1.5: Chế độ IEEE-Adhoc
1.1.5.2. Chế độ cơ sở hạ tầng
Chế độ này thì mạng bao gồm các điểm truy cập AP cố định và các
node di động tham gia vào mạng, thực hiện truyền thông qua các điểm truy
cập. Trong chế độ này thì các liên kết có thể thực hiện qua nhiều chặng như
hình 1.6.

Hình 1.6: Chế độ cơ sở hạ tầng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8

1.2. Phân loại mạng MANET
1.2.1. Theo giao thức
1.2.1.1. Singal-hop
Mạng MANET định tuyến Singal-hop là loại mô hình mạng Adhoc
đơn giản nhất. Trong đó, tất cả các node đều nằm trong cùng một vùng phủ
sóng, nghĩa là các node có thể kết nối trực tiếp với nhau mà không cần các
node trung gian.
Mô hình này các node có thể di chuyển tự do nhưng chỉ trong một
phạm vi nhất định đủ để các node liên kết trực tiếp với các node khác trong
mạng của nó[10].

Hình 1.7: Singal-hop
1.2.1.2. Multi-hop
Ðây là mô hình phổ biến nhất trong mạng MANET, nó khác với mô
hình trước là các node có thể kết nối với các node khác trong mạng mà có thể
không cần kết nối trực tiếp với nhau. Các node có thể định tuyến với các node
khác thông qua các node trung gian trong mạng. Ðể mô hình này hoạt động
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9


một cách hoàn hảo thì cần phải có giao thức định tuyến phù hợp với mô hình
mạng MANET [10].


Hình 1.8: Multi-hop

1.2.1.3 Mobile multi-hop
Mô hình này cũng tương tự với mô hình thứ hai Multi-hop, nhưng sự
khác biệt ở đây là mô hình này tập trung vào các ứng dụng có tính chất thời

gian thực như audio, video.
1.2.2. Theo chức năng
1.2.2.1. Mạng MANET đẳng cấp (Flat)
Trong kiến trúc này tất cả các node có vai trò ngang hàng với nhau
(peer-to-peer) và các node đóng vai trò như các router định tuyến dữ liệu gói
trên mạng. Trong những mạng lớn thì cấu trúc Flat không tối ưu hoá việc sử
dụng tài nguyên băng thông của mạng vì những thông tin điều khiển phải
truyền trên toàn bộ mạng. Tuy nhiên nó thích hợp trong những topo có các
node di chuyển nhiều.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10


1.2.2.2. Mạng MANET phân cấp (Hierarchical)
Ðây là mô hình sử dụng phổ biến nhất. Trong mô hình này thì mạng
chia thành các domain (miền), trong mỗi domain bao gồm một hoặc nhiều
cluster (nhóm), mỗi cluster chia thành nhiều node (nút). Có hai loại node là
master node và nomal node.
 Master node: là node quản trị một router có nhiệm vụ chuyển dữ liệu
của các node trong cluster đến các node trong cluster khác và ngược lại. Nói
cách khác nó có nhiệm vụ như một gateway [10].
 Normal node: là các node nằm trong cùng một cluster. Nó có thể kết
nối với các node trong cluster hoặc kết nối với các cluster khác thông qua
master node [10].

Hình 1.9: Mô hình mạng phân cấp
Với các cơ chế trên mạng sử dụng tài nguyên băng thông hiệu quả hơn
vì các tin nhắn chỉ phải truyền trong 1 cluster. Tuy nhiên việc quản lý tính
chuyển động của các node trở nên phức tạp hơn. Kiến trúc mạng phân cấp
thích hợp cho các mạng có tính chuyển động thấp.

1.2.2.3. Mạng MANET kết hợp (Aggregate)
Mạng = Zones, Zone = nodes
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11


Mỗi node bao gồm hai mức topo: Topo mức thấp (node level), và
topo mức cao (zone level).
Mỗi node đặc trưng bởi: node ID và zone ID. Trong một Zone có thể áp
dụng kiến trúc đẳng cấp hoặc kiến trúc phân cấp [10].


Hình 1.10: Mô hình mạng Aggregate
1.3. Định tuyến
Trong mạng thông tin vô tuyến nói chung và mạng Adhoc nói riêng do
mỗi nút mạng đều có khả năng di chuyển nên topo mạng cũng thay đổi theo
thời gian. Ðặc điểm này gây ra khó khăn trong việc truyền tải gói tin. Riêng
mạng Adhoc gói tin muốn đến được đích thì phải truyền qua nhiều trạm và
nút mạng do đó để gói tin đến được đích thì nút mạng phải sử dụng phương
pháp định tuyến. Giao thức định tuyến có hai chức năng: Tìm, chọn đường đi
tốt nhất và chuyển gói tin đến đúng đích [4].
1.4. Bảo mật trong MANET
Mỗi router MANET có thể không biết trước các router lân cận của nó,
nhưng nó phải xác định quần thể các router lân cận và theo dõi sự thay đổi
của các router này như là sự thay đổi của mạng. Tương tự đối với các thành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12


viên khác trong mạng MANET các router MANET có thể rời mạng hoặc gia

nhập vào một mạng MANET, và do đó mạng MANET này có thể chia nhỏ
hoặc hòa nhập vào mạng khác. Ngoài vấn đề này, nhiều router MANET được
sử dụng để truyền thông qua các giao diện vô tuyến và bản chất mở của giao
diện vô tuyến cũng có nghĩa là các nốt gần nhau thường có khả năng gửi và
nhận các gói tin giao thức MANET.
Nếu không có các biện pháp bảo mật, các router MANET hoạt động với
các đặc điểm trên sẽ thể hiện các thông tin về giao thức và nhận các thông tin
về giao thức từ các nốt bên cạnh. Việc bảo vệ các router MANET khỏi các nốt
xung quanh có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phương thức bảo
mật bao gồm: mật khẩu chữ kí, đảm bảo nguyên vẹn dữ liệu và nhận thực
thực thể ngang cấp. Các tình huống triển khai mạng MANET khác nhau sẽ có
các yêu cầu về bảo mật khác nhau [9].
Nếu một mạng MANET được triển khai cho quân đội thì việc để lộ cấu
hình mạng cho bất kì tổ chức nào đều không thể được chấp nhận còn đối với
mạng triển khai cho khu vực dân sự thì thông tin về cấu hình mạng sẽ ít quan
trọng hơn.
Ngoài ra, các tình huống triển khai khác nhau có thể yêu cầu các cơ chế
khác nhau để giải quyết vấn đề bảo mật như dùng mã khóa hoặc chứng thực
chia sẻ trước, và chính các router MANET có thể có những yêu cầu thêm như
công suất tính toán cho việc tạo và kiểm tra các mật mã. Vì vậy, do sự đa
dạng của các router MANET và các tình huống triển khai, giao thức MANET
cần cho phép nhiều cơ chế bảo mật thích hợp khác nhau.
1.5. Ứng dụng của MANET
Với sự gia tăng của thiết bị cầm tay cũng như sự tiến bộ trong thông tin
không dây. Mạng di động gia tăng thêm tầm quan trọng với sự gia tăng các
ứng dụng rộng rãi. Mạng di động nay có thể áp dụng ở những nơi có ít cơ sở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên