Định tuyến đa phát dựa trên bảo trì tối ưu cây khung trong các mạng tự hợp di động

Định tuyến đa phát dựa trên bảo trì tối ưu cây
khung trong các mạng tự hợp di động

Nguyễn Trung Hải

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn ThS. Chuyên ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 60 48 15
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đại Thọ
Năm bảo vệ: 2010

Abstract: Cung cấp tổng quan về luận văn, từ vấn đề cần đặt ra, đến hướng tiếp cận, cách thức
tổ chức giải quyết vấn đề. Trình bày chi tiết về đa phát và đa phát trong mạng MANET. Trình
bày sâu về bài toán xây dựng và bảo trì tối ưu cây khung trong mạng động. Cải tiến giải thuật
xây dựng và bảo trì tối ưu cây khung trong mạng động. Đề xuất giải pháp mới cho vấn đề cây
khung đa phát trong mạng MANET. Các kết quả đạt được: Cài đặt, so sánh và đánh giá giải pháp
mới. Kết luận và các hướng nghiên cứu tiếp theo
Keywords: Công nghệ thông tin; Mạng Manet; Mạng máy tính.
Content:
CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU CHUNG
Mở đầu
Với sự phát triển không ngừng của các thiết bị máy tính cá nhân xách tay và các thiết bị
truyền dữ liệu không dây với giá thành ngày càng rẻ, truyền thông không dây giữa những người
dùng di động đang càng ngày càng trở nên phổ biến, với mức nhu cầu truyền nhận dữ liệu càng
cao, như truyền dữ liệu đa phương tiện, dữ liệu hội nghị truyền hình… Do tính chất di động của
các thiết bị, đôi khi việc thiết lập mạng truyền không cần sự giúp đỡ của các thiết bị hạ tầng cơ
sở cố định, như các trạm phát cơ sở (base station) hoặc điểm truy cập (access point). Thay vào
đó, người dùng có thể thiết lập các mạng không dây di động ngang hàng của riêng họ. Những
mạng này được gọi là mạng tự hợp di động (mobile ad hoc network- MANET).
Năm 2003, Chlamtac, Conti và Liu [1] đã đưa ra khái niệm chính thức về mạng MANET,
là mạng động tạm thời được thiết lập bằng một tập hợp các nút mạng không dây di động tự trị
mà không cần bất kì sự hỗ trợ về cơ sở hạ tầng mạng cố định cũng như hỗ trợ về quản lí tập

trung. Các nút mạng tự do di chuyển một cách ngẫu nhiên và tự tổ chức chính nó bằng một số
qui luật chung, do đó, hình trạng mạng có thể thay đổi một cách đột ngột và không thể đoán
trước. Hơn nữa, các thiết bị không dây di động có sự hạn chế về không gian truyền, năng lượng
và năng lực vi xử lí, làm cho toàn bộ mạng MANET có các đặc tính rất tự nhiên như mạng động,
băng thông thấp, tỉ lệ mất gói cao, giới hạn năng lượng… (theo Kaliaperumal và Jeyakumar [2]) .
Do đó, vấn đề lựa chọn thiết kế giao thức truyền thông trong mạng MANET đóng vai trò cốt lõi
để đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng.
Mạng MANET càng ngày càng có nhiều ứng dụng thực tế, như hội nghị nhóm, các ứng
dụng khẩn cấp như cứu hộ, chia sẻ dữ liệu lớn. Đặc biệt trong các ứng dụng chia sẻ dữ liệu, một
nút mạng có thể chia sẻ dữ liệu cho rất nhiều nút lân cận cùng lúc, do bản chất truyền đa hướng
của sóng không dây. Tính chất này làm cho các ứng dụng chia sẻ dữ liệu và truyền thông kiểu
phát tỏa (broadcast) và đa phát (multicast) được quan tâm nghiên cứu và phát triển nhiều hơn.
Trong đó, truyền thông đa phát có cách thức thực thi khó khăn và tốn chi phí nhiều hơn so với
phát tràn, do phải có cơ chế điều khiển để không truyền dữ liệu tràn lan gây lãng phí băng thông
mạng, mà chỉ truyền cho một số thành viên thuộc cùng nhóm truyền thông.
Vì thế, nghiên cứu về đa phát và các giao thức định tuyến đa phát trong mạng MANET là
một trong những hướng nghiên cứu thu hút được nhiều sự quan tâm. Có nhiều các ý tưởng, giao
thức và cách thức tiếp cận khác nhau được đưa ra, nhưng hiện nay vẫn chưa có một chuẩn chính
thức được công nhận rộng rãi về mặt học thuật lẫn ứng dụng công nghiệp. Luận văn này hướng
đến nghiên cứu vấn đề một vấn đề quan trọng của định tuyến đa phát trong mạng MANET: duy
trì và bảo toàn hình trạng mạng với chi phí tối thiểu, đảm bảo kết nối được liên tục và chất
lượng, bằng hướng tiếp cận ứng dụng các kết quả nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực tính toán
phân tán áp dụng cho mạng MANET, từ đó xây dựng nên một giao thức định tuyến đa phát mới,
đáp ứng được yêu cầu của một giao thức định tuyến đa phát với kết quả tối ưu về một số thông
số được trình bày ở các phần sau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] I. Chlamtac,M.Conti,J.Liu, Mobile ad hoc networking: imperatives and challenges, Ad-
Hoc Networks Journal 1 (Inaugural Issue, 1) (2003).
[2] B. Kaliaperumal, A. Ebenezer, Jeyakumar, "Adaptive core-based scalable multicasting
networks", INDICON, 2005 Annual IEEE (December 2005). pp. 198-202.

[3] The Network Simulator - ns-2:
[4] James F. Kurose and Keith W. Ross: Computer Networking; A Top-Down Approach
Featuring the Internet.
[5] C K. Toh, Ad Hoc Mobile Wireless Networks: Protocols andSystems, Prentice-Hall,
Englewood Cliffs, NJ, USA, 2002.
[6] C. Perkins, Ad-Hoc Networking, Addison-Wesley, Reading, Mass, USA, 2000.
[7] Stojmenovi´c, Ed., Handbook of Wireless Networks and Mobile Computing, John Wiley
& Sons, New York, NY, USA, 2002.
[8] C. S. R. Murthy and B. S. Manoj, Ad Hoc Wireless Networks: Architectures and
Protocols, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA, 2004.
[9] E. Royer and C. Perkins, “Multicast operation of the ad hoc on-demand distance vector
routing protocol,” in Proceedings of Mobicom, August 1999.
[10] Sung-Ju Lee, William Su, and Mario Gerla, "On-demand multicast routing protocol
(ODMRP) for ad hoc networks", Internet Draft, draft-ietfmanet-odmrp-02.txt, 2000
[11] Robert G. Gallager, Pierre A. Humblet, and P. M. Spira, “A distributed algorithm for
minimum-weight spanning trees,” ACM Transactions on Programming Languages and
Systems, vol. 5, no. 1, pp. 66–77, January 1983
[12] Baruch Awerbuch, Israel Cidon, Shay Kutten: Optimal maintenance of a spanning tree,
J. ACM 55(4), 2008
[13] R.Vaishampayan and J.J.Garcia-Luna-Aceves, "Efficient and robust multicast routing in
mobile ad hoc networks", IEEE International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor
Systems, pp. 304-313, 2004
[14] Yehuda Afek, Baruch Awerbuch, Eli Gafni, "Applying static network protocols to
dynamic networks," focs, pp.358-370, 28th Annual Symposium on Foundations of
Computer Science (FOCS 1987), 1987
[15] Yehuda Afek and EliGafni, End-to-end communication in unreliable networks,Pro-
ceedings of ACM PODC pages 131–148,1988
[16] Edsger W. Dijkstra and C. S. Scholten, Termination detection for diffusing
computations, 1980, Inf. Proc. Letter 11, pages 1-4.
[17] Pierre A. Humblet, An adaptive distributed Dijkstra shortest path algorithm, 1991.

[18] PUMA sourcecode for NS2,
[19] MAODV sourcecode for NS2,
[20] Yufang Zhu, Pro-Active Connection Maintenance In Aodv And Maodv (2002)
[21] Gatani, L., Re, G. L., e Gaglio, S. (2006). An efficient distributed algorithm for
generating and updating multicast trees. Parallel computing, 32(11–12):777–793