GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG dây

ĐỒ ÁN 3

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG
MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC VIẾT TẮT
AODV
DSDV
DSR
TORA
ABR
RREQ
RREP
RERR
ISM
SRM
QoS
UDP
TCP
MAC
IP
ID

Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing
Destination-Sequenced Distance Vector Routing

Dynamic Source Routing
Temporally Ordered Routing Algorithm
Auditory Brainstem Response interpretation
Rout Request Packet.
Route Reply Packet.
Routing Error
Incremental Search Method.
Surroundings Repair Method.
Quality Of Service
User Datagram Protocol
Transmission Control Protocol
Media Access Control
Internet Protocol
Indentity Document


MỤC LỤC


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Hiện nay với công nghệ ngày càng tiên tiến và phát triển, kèm theo đó là các
giao thức bổ sung và cấu thành nên công nghệ càng quan trọng hơn. Một công nghệ có
thể sử dụng trên nền tảng một hay nhiều giao thức, trong đó giao thức AODV là một
trong những giao thức đã gắng liền với đời sống xa xưa, khi con người còn đang lâm
trong hoàn cảnh chiến tranh và đói khổ. Chính vì vậy, giao thức này sẽ được chọn để
để phân tích và đánh giá lại một cách cụ thể hơn. Đề tài được chọn để phân tích là “
Tìm hiểu định tuyến trong mạng ad hoc không dây”.
Trong đề tài này, bằng phương pháp nghiên cứu kết hợp với vận dụng thực tế sẽ
tập trung vào giải quyết 3 vấn đề sau:
-

Tìm hiểu mạng ad hoc không dây.
Giao thức định tuyến trong mạng ad hoc không dây.
Mô phỏng và đánh giá hiệu suất.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 6/30

1

MỞ ĐẦU

1.1. Ý tưởng:
Trong chiến tranh và đất nước đang còn nghèo nàn,việc liên lạc và trao đổi dữ
liệu rất khó khăn. Để có thể trao đổi dữ liệu và thông tin cần phải xây dựng một hệ
thống cơ sở hạ tầng khá quy mô, như vậy sẽ ảnh hưởng đến tiền tài và vật chất đối với
một đất nước nghèo nàn và đang trong thời kì chiến tranh. Cùng vào lúc đó, giao thức
AODV được phát triển nhầm để phục vụ việc trao đổi dữ liệu và thông tin trong chiến
đấu một cách tạm thời mà không cần phải xây dựng một hệ thống cơ sở hạ tầng nào
cả.
Với sự tìm hiểu thực tế về giao thức AODV trong mạng ad hoc không dây, để
giúp giao thức AODV trong mạng ad hoc không dây trở nên khả quan và phát triển
hơn, cần có những yếu tố cấu thành như sau:


Môi trường truyền dẫn.



Thời gian delay ở mỗi node mạng.



Khả năng tự tìm đường và ghép đường lẫn nhau.



Tăng độ nhạy về việc tìm đường.



Độ bảo mật.

1.2. Giới thiệu:
Đề tài “Tìm hiểu định tuyến trong mạng ad hoc không dây” là sự kết hợp trên lý
thuyết và ứng dụng thực tế đã có sẵn. Từ đó tìm hiểu lại và đưa ra giải pháp nhằm tăng
độ hiệu quả khi truyền dữ liệu và thông tin mà không cần xây dựng cơ sở hạ tầng.
1.3. Mục tiêu:
Mục tiêu nghiên cứu là tìm hiểu rõ vấn đề của giao thức AODV, tìm hiểu rõ về
phương thức truyền và nhận thông tin, cũng như đánh giá hiệu năng làm việc tối ưu
nhất của giao thức AODV, vận dụng tối đa giao thức AODV trong đời sống hiện tại.
Giao thức AODV gồm có:


RREQ (Route Request Packet): Gói tin quảng bá(gói tin yêu cầu).



RREP (Route Reply Packet): Gói tin trả lời



Dynamic establishment of route table entries: Thiết lập bảng định tuyến.



Maintenance of timer-based states: Bảo trì trạng thái gốc.
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 7/30



Destination sequence number: Những chuỗi số.



Intermediate node: Nút mạng trung gian.



Route discovery: Dò tìm tuyến đi.



Route maintenance: Duy trì tuyến đi.

1.4. Phương pháp và nội dung thực hiện
1.4.1. Phương Pháp:
Nghiên cứu trên nền tảng đã có sẵn, từ đó xây dựng lại lý thuyết và cũng cố
thêm kiến thức để đáp ứng cho đề tài.
Mô phỏng và đánh giá hiệu suất của giao thức AODV trong mạng ad hoc không
dây.
Mô phỏng, hiệu chỉnh, rút kinh nghiệm.
Hoàn chỉnh, viết báo cáo.
1.4.2. Thực hiện:
Bảng 1-1: Nội dung thực hiện
STT
1
2
3
4
5

Nội dung thực hiện
Tìm hiểu sản phẩm đã có, rút ra các khuyết điểm của sản

Thời gian (tuần)

phẩm từ đó đưa ra ý tưởng khắc phục các nhược điểm.
Thiết kế bộ điều khiển.
Hoàn thiện và chạy thử.
Đánh giá kết quả và cải thiện.
Báo cáo kết quả.

1
5
2
1
1

1.4.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Tính khả thi: Rất hợp lý trong tình trạng đất nước đang khó khăn hoặc đang
trong tình thế chiến tranh xâm lược.
Hiệu quả kinh tế-xã hội: Mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc không cần
xây dựng cơ sở hạ tầng mà vẫn đáp ứng đầy đủ như cầu truyền và nhận thông tin trong
mạng.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 8/30

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC
2.1. Giới thiệu chung
Mạng không dây được chia làm 2 loại:
+ Loại đầu tiên: Mạng cơ sở hạ tầng: Các mạng cố định và có cổng dây, thường
được gọi là điểm truy cập. Các thiết bị trong mạng di động kết nối và liên lạc với điểm
truy cập gần nhất nằm trong bán kính hoạt động của nút mạng.
+ Loại thứ hai: Mạng ad hoc: Tất cả các nút có khả năng tự chuyển động và kết
nối một cách ngẫu nhiên. Các nút mạng có chức năng như router, nút mạng có khả
năng phát hiện ra và duy trì các router đến các nút khác trong mạng.
2.2. Tổng quan về mạng ad hoc
2.2.1. Định nghĩa

Mạng ad hoc gồm tập hợp tất cả các nút mạng có khả năng chuyển động, các
nút mạng truyền thông tin với nhau theo các đường truyền ngẫu nhiên. Để thực hiện
việc trao đổi dữ liệu thông tin này, các nút mạng đóng vai trò như các router, các
router này có chức năng định tuyến, quảng bá đường đi, sửa lỗi liên kết.
Khi các nút mạng chuyển động, việc cấp phát nguồn cho các nút mạng rất khó
khăn vì đa phần nguồn nuôi của các nút mạng là nguồn pin.
Việc các nút mạng chuyển động dẫn đến Topo mạng thay đổi nhanh chóng và
không thể đoán trước được, gây trở ngại đến quá trình trao đổi dữ liệu.
2.2.2. Đặc điểm của mạng ad hoc
Mạng Ad hoc gồm những nền tảng di động, hay còn được gọi là các nút có thể
di chuyển tự do. Các nút mạng có thể ở trong hoặc ở trên các phương tiện di chuyển
hoặc ở trên cơ thể con người.
Các nút mạng được trang bị truyền thông không dây, thu nhận sử dụng Ăng-ten
có thể phát sóng theo mọi hướng.
Chức năng topo mạng: Các nút chuyển động tự do, do đó các topo mạng thường
là multihop có thể thay đổi ngẫu nhiên và nhanh chóng tại các thời điểm không thể
đoán trước được. Có thể bao gồm các liên kết hai chiều và theo đường dẫn duy nhất.
Băng thông hạn chế: Thực hiện các giao tiếp không dây nên các yếu tố về tiếng
ồn, nhiễu sóng, sự can thiệp có điều kiện làm hạn chế băng thông.
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 9/30

Khả năng thay đổi liên kết: Việc phát nhận dữ liệu không dây sẽ có năng suất
thấp hơn các loại khác, cộng với những yếu tố về môi trường dẫn đến việc liên kết
không bền vững giữa các nút mạng. Có thể có những liên kết 2 chiều cũng có thể có
những liên kết 1 chiều.
Giới hạn an ninh vật lý: Mạng không dây thường dễ bị đe doa an ninh hơn cáp

cố định.
Hạn chế năng lượng hoạt động: Đa số các nút mạng trong mạng ad hoc đều
được nuôi từ nguồn pin vì vậy tiêu chí năng lượng luôn được chú trọng đến.
Đặc điểm chính của mạng Ad hoc: Sử dụng phân quyền cho các nút mạng, các
nút mạng tự sắp xếp tuyến đường và tự triển khai tuyến đường. Mạng Ad là một mạng
có cấu trúc mạng động. Mạng Ad hoc không có đường truyền chuyên dụng, ngoài ra
cũng không dùng các đường truyền cố định. Mạng ad hoc có cấu trúc mạng mang tính
chất tạm thời, các nút có vai trò như nhau là tìm kiếm, duy trì và định tuyến.
2.2.3. Ưu điểm và thách thức của mạng ad hoc
Bảng 2-2: Ưu nhược điểm của mạng Ad Hoc
Ưu điểm

Thách thức

Không phụ thuộc sơ cở hạ tầng.
Không phụ thuộc các trạm trung gian.
Các nút mạng kết nối thông qua các nút mạng.
Các nút mạng có thể chuyển động tự do.

Việc định tuyến
Hiệu quả sử dụng nguồn điện
Giao thức điều khiển truyền
Chi phí cho việc sử dụng phổ tần số

2.2.4. Ứng dụng của mạng Ad hoc
Một số ứng dụng của công nghệ mạng ad hoc có thể bao gồm các ứng dụng
công nghiệp và thương mại liên quan đến trao đổi dữ liệu trên điện thoại di động.
Ngoài ra, dựa trên mạng lưới điện thoại di động có thể hoạt động mạnh mẽ, thay thế
các phương pháp rẻ tiền hoặc cải tiến các thiết bị dựa trên cơ sở hạ tầng mạng.
-

• Ứng dụng trong quân đội
Giải pháp mạng ad hoc trong quân đội có những đặc điểm khác so với mạng ad hoc

-

thuần túy.
Mạng ad hoc thuần túy thường tuân theo một mô hình điểm ngẫu nhiên, các nút tự do
di chuyển theo bất cứ hướng nào với bất cứ tốc độ nào. Trong mô hình mạng ad hoc

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 10/30

cho quân đội, các nút phân nhóm theo bản chất tự nhiên của chúng khi chúng cùng
-

thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Xu hướng di động ở đây là theo nhóm.
Do đó nếu đưa ra được một mô hình chuyển động theo nhóm, các vấn đề của mạng ad
hoc sẽ trở nên cụ thể hơn (ví dụ: Định tuyến, sử dụng các ứng dụng thời gian thực như

-

tiếng nói, video,…) cho phép phát triển một giải pháp tối ưu.
• Ứng dụng trong đời sống
Cứu hộ: Tại các vùng bị thiên tai thảm họa khó có thể xây dựng lại cơ sở hạ tầng như
trước đó, rất tốn chi phí, mạng ad hoc không dây là một trong những vấn đề tối ưu để

-

chọn.
Hội thảo: Chia sẻ các tài liệu qua mail hoặc các thiết bị có khả năng di động, tất cả
người dự hội thảo đều được giữ kết nối trong qua mạng ad hoc. Khi kết thúc cuộc hội,
ngắt nguồn thiết bị, đồng nghĩa với việc mạng ad hoc bị hủy bỏ.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 11/30

CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG AD HOC
3.1. Phân loại giao thức định tuyến trong mạng ad hoc
Giao thức định tuyến trong mạng di động ad hoc có thể được chia thành các loại
sau:
• Giao thức định tuyến dựa trên topo mạng (topology – based): Các gói dữ liệu được
định tuyến bằng cách sử dụng thông tin topo mạng. Dựa trên thông tin về topo mạng
được chia thành các loại:
o Proactive: Duy trì các tuyến trước khi luồng dữ liệu nào được gửi, như
giao thức DSDV, OSPF, OLSR.
o Reactive: Thực hiện việc tìm đường chỉ khi một kết nối được thiết lập,
như giao thức DSR, AODV.
o Hybrid: Phối hợp định tuyến Proactive khu vực và định tuyến Reactive
toàn bộ để tăng phạm vi, như được đề xuất trong giao thức ZRP, TORA.
• Định tuyến dựa trên vị trí (position – based): Các gói dữ liệu được định tuyến theo vị
trí của các bên giao tiếp. Thông tin vị trí này được tạo bởi dịch vụ định vị (location
service).

Hình 3-1: Các giao thức định tuyến
Nguồn: [1],[2].
-

Giao thức định tuyến Proactive: Mỗi nút mạng luôn luôn phải duy trì cái nhìn bao quát
về topo mạng. Khi topo mạng có sự thay đổi thông tin tương ứng cập nhật phải được
gửi đi cho tất cả các nút mạng trên mạng để thông báo cho sự thay đổi đó. Hầu như các
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 12/30

giao thức định tuyến dạng Proactive dành cho mạng ad-hoc đều thừa hưởng các đặt
tính của các thuật toán dùng cho định tuyến trong mạng. Khi sử dụng giao thức định
tuyến Proactive, mỗi nút mạng luôn cập nhật trạng thái của mạng và duy trì tuyến
đường(path) dù cho tuyến đó có lưu lượng chuyển qua hay không chuyển qua.
Bảng 3-3: Ưu và nhượt điểm của Proactive.
Ưu điểm

Nhượt điểm

Khi topo mạng thay đổi, các nút mạng sẽ cập
nhật thay đổi topo của mình.

Tiêu tốn nhiều băng thông mạng do
tin điều khiển gửi đi một cách đều
Mỗi nút mạng có đầy đủ thông tin về topo đặn theo phương thức bản tin
mạng, nên khi cần trao đổi thông tin, nút mạng quảng bá.
nguồn sẽ lập tức tìm thấy tuyến đường đi tới

đích.
-

Giao thức định tuyến Reactive: Giao thức định tuyến Reactive chỉ tạo những tuyến
đường khi có yêu cầu bởi các nút mạng cần trao đổi thông tin. Giao thức Reactive hoạt
động theo hai chức năng chính: Dò tìm tuyến (Route discovery) và duy trì tuyến(Route

maintenance).
• Dò tìm tuyến (Route discovery): khi một nút mạng cần trao đổi thông tin với nút mạng
khác, nó sẽ phát ra bản tin yêu cầu tìm tuyến đường đến đích. Quá trình này được coi
là hoàn thành khi nó tìm thấy một tuyến đường hay tất cả các tuyến đường đã được
kiểm tra. Phương thức ISM (Incremental Search Method) được sử dụng cho việc dò
tìm đường.
• Duy trì tuyến (Route maintenance): Duy trì tuyến tồn tại (hoạt động) khi một tuyến
được thiết lập, nó sẽ đảm bảo việc duy trì tuyến cho đến khi đích đến không thể truy
cập trên tất cả các tuyến đường từ nguồn hoặc cho đến khi tuyến đường không được
yêu cầu nữa. Phương thức SRM (Surroundings Repair Method) được dùng để duy trì
tuyến.
Phương thức ISM và SRM:
• ISM: Mỗi nút duy trì một bảng danh sách về các hàng xóm của nó ( nút có đường đi
liên kết trực tiếp với nó). Danh sách hàng xóm phục vụ cho việc dò tìm tuyến và duy
trì tuyến.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 13/30

• SRM: Mỗi nút mạng phải lưu giữ “ Next Hop” cho mỗi đích trong bảng định tuyến

của nó. Phương thức này hoạt động ở hai giao thức Proactive và Reactive.
Bảng 3-4: Ưu và nhược điểm của Reactive.
Ưu điểm

Nhược điểm

Sử dụng ISM dò đường nên ít chiếm
dụng băng thông.

Tình trạng trễ trên mạng do phải chờ đợi
tìm tuyến.

Giao thức Reactive chỉ dò tuyến khi có
yêu cầu chứ không gửi bản tin cập nhật
một cách tuần tự.

Khó có thể sử dụng trong việc truyền
thời gian thực.

-

Giao thức định tuyến Hybird: Dạng giao thức này là sự kết hợp của hai giao thức là

-

Proactive và giao thức Reactive để điều khiển cân bằng trễ và overhead tối đa.
Giao thức định tuyến DSDV: Sử dụng kỹ thuật đánh số thứ tự sequence number. Đây
là kỹ thuật dùng để nhận ra đường đi không còn giá trị trong quá trình cập nhật bảng

-

định tuyến, vì vậy có thể tránh vòng lặp (loops).
Giao thức định tuyến DSR: Cho phép mạng tự động cấu hình và tổ chức mà không cần
cơ sở hạ tầng hoặc quản trị. Có một đặc điểm khá nổi bật của DSR là sử dụng kỹ thuật
source routing, khi bên gửi sẽ biết toàn bộ thông tin đường đi đến đích, điều này giúp
cho việc định tuyến trên mạng không bị hiện tượng vòng lặp, làm tăng hiệu năng
mạng. DSR gồm có hai cơ chế cơ bản: Route Maintenance và Route Discovery, giúp

-

các nút có thể tìm và duy trì các nút của các đường đi đến các nút trong mạng.
Giao thức định tuyến AODV: Là sự kết hợp hoàn hảo từ hai giao thức DSDV và DSR.
Đem lại hiệu năng tốt nhất cho mạng. Các nút mạng duy trì thông tin định tuyến khi có

-

nhu cầu trao đổi thông tin và dữ liệu. Sử dụng cơ chế tìm đường của DSR.
Giao thức định tuyến OLSR: Là giao thức dựa trên thuật toán trạng thái kết nối Link
State. Các nút gửi định kỳ về toàn bộ mạng thông điệp “ Hello” để mục đích trao đổi
thông tin về hàng xóm.
3.2. Giao thức định tuyến AODV
3.2.1. Khái quát
Giao thức AODV là một giao thức khá phát triển tốt trong mạng ad hoc. Trong
giao thức AODV khi một nút có nhu cầu gửi dữ liệu cho nút mạng khác nhưng về vấn
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 14/30

đề đường thì chưa được xác định trước, vì vậy nó sẽ cố tìm một đường đi mới bằng
cách sử dụng bản tin broadcast (RREQ) để quảng bá tuyến đường đi mới cho các nút
mạng lân cận biết, trong bản tin RREQ chứa địa chỉ nguồn (ID Source) và địa chỉ đích
(ID destination) mà nó cần tìm. Bản tin RREQ sẽ được quảng bá đến toàn bộ
các nút mạng lân cận cho đến khi nào một nút mạng nào đó biết được đường tới đích
hoặc có thể chính nút đích sẽ phát ra bản tin phản hồi lại (RREP). Bản tin RREP sẽ
được gửi trở lại nút nguồn, sau đó nút nguồn sẽ thông kê lại các đường dữ liệu đã đi
qua và hoạt động để chuẩn bị truyền dữ liệu. Bản tin RERR là bản tin dùng để tổng
hợp tất cả các lỗi trong đường truyền, RERR sẽ gửi lại cho nút mạng nguồn biết thông
tin lỗi, tùy vào thời gian hữu dụng còn hay không mà nút mạng nguồn sẽ cho phép
truyền lại dữ liệu lỗi ấy.
3.2.2. Thuật tìm đường
Quá trình tìm đường xảy ra khi và chỉ khi có một nút mạng muốn truyền dữ liệu
thông tin cho một nút mạng nào đó mà đường liên kết của chúng không được tìm thấy
trong bảng định tuyến. Mỗi nút mạng luôn được duy trì bởi hai bộ đếm: Số thứ tự nút
và ID quảng bá. Nút nguồn sẽ tìm đường bằng cách gửi bản tin quảng bá RREQ đến
tất cả các nút mạng lân cận với nó.
Cấu trúc bản tin RREQ như sau:

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 15/30

destination_sequence#, hop_counter>
<Source_address> và <boardcast_ID> luôn đi đôi với nhau dùng để kiểm tra
tránh hiện tượng vòng lặp vô tận xảy ra. Sau khi tạo ra được một bản tin RREQ, bản
tin RREQ sẽ được gửi đến cho các hàng xóm lân cận

<Source_address> chứa địa chỉ nguồn.
Ví dụ: dữ liệu từ node A gửi sao node E, vậy <source_address> = ‘A’.
<Broadcast_ID> chứa giá trị ứng với <source_address>. Mỗi khi nút mạng
nguồn phát một bản tin RREQ mới, giá trị sẽ tăng lên một đơn vị.
Ví dụ: <source_address> =’A’, node A sẽ gửi RREQ cho node B, node C và
node D. Vậy broadcast của node A sẽ = ‘3’.
<Source_sequence#> chứa giá trị ứng với địa chỉ nguồn, mặc định có thể gán
giá trị ban đầu của <source_sequence#> =’1’.
Ví dụ: <Source_address> =’A’, sẽ có <source_sequence#> =’1’. Có thể gắn
một giá trị bất kì nào miễn sao lớn hơn 0.
<destination_address> chứa địa chỉ đích đến.
Ví dụ: dữ liệu từ node A gửi sao node E, vậy thì <destination_address> =’E’.
Quá trình tìm đường: <Source_address> và <boardcast_ID> sẽ tạo ra một
RREQ (node nguồn A). Node nguồn A sẽ gửi RREQ đến tất cả các node mạng hàng
xóm của nó.
Sau khi một nút mạng hàng xóm nhận được RREQ, nó sẽ tạo ra một tuyến
đường đảo chiều tới nguồn phát và tăng số bước (hop_couter) lên một đơn vị để ghi
nhận bước nhảy tới nguồn. Tiếp theo nó sẽ kiểm tra xem có tuyến đường đến đích
không (thông qua bảng định tuyến), nếu không có tuyến đường đến đích, bản thân nó
sẽ phát ra bản tin RREQ để tiếp tục quảng bá.
Cấu trúc bản tin RREP
hop_couter, lifetime>

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 16/30

Để bản tin RREP được gửi lại các node mạng phải thỏa hai điều kiện:
• Phải đảm bảo không bị lặp vô tận thông qua.
• <Source_address> và <boardcast_ID>
• Chuỗi số đích đến của RREQ lúc nào cũng phải nhỏ hơn hoặc bằng
chuỗi số đích đến của bảng định tuyến(Route Table).
• Ksequencert >= KsequenceRREQ

Hình 3-2: Khám phá định tuyến AODV
Nguồn: [1],[3].
Hình 3-3: Node A muốn gửi dữ liệu cho node E.

N

Hình 3-4: Bản tin RREQ được thiết lập.
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 17/30

destination_sequence#, hop_counter>

Hình 3-5: Bản tin RREQ được broadcast
Node A sẽ gửi RREQ đến tất cả các node mạng lân cận (hàng xóm) của nó.
Hình 3-6: Bản tin RREQ được broadcast

Khi đã thỏa mản hai điều kiện trên, node C sẽ gửi bản tin trả lời RREP cho
nguồn (node A) và kèm theo đó bản RREP xuất hiện.
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY

ĐỒ ÁN 3
Trang 18/30

Hình 3-7: Bản tin RREP trả lời.
N

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 19/30

Cứ tuần tự gửi RREQ đã được kiểm trả cụ thể và sẽ gửi RREP trả lời.

Hình 3-8: Bản tin RREP trả lời từ đích node E.
Kết thúc quy trình gửi RREQ, bắt đầu địa chỉ đích node E sẽ gửi bản tin RREP
lại tuyến đường mà RREQ đã đi qua, và cách thực hiện vẫn như RREQ.

Hình 3-9: Node đích E gửi bản tin RREP.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 20/30

Cấu trúc của RREP

lifetime>
<destination_sequence#> =’120’, nghĩa là chuỗi đích lúc này được gán giá trị
để kiểm tra tránh vòng lặp vô tận.

Hình 3-10: Bản tin RREP trả lời.
Bản tin RREP sẽ trả lời về theo đường RREQ, hình thức tương tự nhau.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 21/30

Hình 3-11: Bản tin RREP hoàn thành.

Hình 3-12: Bảng định tuyến.
Trong bảng định tuyến này, chứa các địa chỉ đích, địa chỉ nguồn, các địa chỉ
trung gian, chuỗi số đích và thời gian tồn tại lộ trình. Bảng này do con người tự hoạch
định lên, vì thế các bản tin RREQ, RREP và dữ liệu gửi sẽ được gửi phải tuân theo
bảng định tuyến được hoạch định.
Lifetime: đối với tuyến hoạt động, nó là thời gian hết hạn. Đối với tuyến không
hợp lệ, nó là thời gian xóa.
3.2.3. Đường đảo chiều
Lúc này, RREP đã hoàn thành lộ trình trả lời của mình. Và tiếp theo dữ liệu
(data) sẽ được truyền tuần tự theo con đường mà RREQ và RREP đã đi qua.
Khi một node mạng trung gian nhận được bản tin RREQ được gửi từ một node
mạng nguồn, nó sẽ tạo ra tuyến đường đảo chiều tới nguồn phát. Bản sao RREQ đầu
tiên sẽ được ghi lại bởi bởi các nút mạng lân cận nhầm để đảm bảo duy trì một khoảng
thời gian đủ để nhận và gửi bản tin RREQ kèm phản hồi.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 22/30

3.2.4. Đường chuyển tiếp
Khi một node mạng trung gian nhận được RREQ, nó sẽ kiểm xem có đường
truyền nào còn hiệu lực tới đích hay không. Nếu không có một tuyến đường nào còn
hiệu lực truyền tới đích, buộc lòng phải có một tuyến đường khác chen vào giữ cho
node đó tạo ra một dữ liệu phản hồi chỉ định đường truyền. Hay dễ hiểu hơn, ta có
điều kiện sau:
Ksequencert >= KsequenceRREQ
Trong đó Ksequencert là chuổi số được ghi ở bảng định tuyến.
KsequenceRREQ là chuổi số được chen vào để giữ lại dữ liệu phản hồi.
3.2.5. Xóa bỏ tuyến, xử lý lỗi
Trong quá trình truyền dữ liệu, sẽ có vài node bị hiện tượng Milicious(nguy
hiểm), khi hiện tượng Milicious xảy ra, đồng nghĩa rằng dữ liệu sẽ bị mất và ngắt ngay
trong quá trình truyền.
Do đó, bản tin RERR được bổ sung để phục vụ cho việc báo lỗi. RERR gồm:
•
•
•
•

Tập trung tất cả lỗi (liên kết gãy) của các đường truyền.
Phản hồi lại nguồn phát.
Tùy theo thời hạn của gói tin mà nguồn phát sẽ sửa lỗi rồi truyền lại.
Nếu hết thời hạn, sẽ xóa bỏ khỏi tuyến.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 23/30

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ PHỎNG NS-2
4.1. Giới thiệu
Mô phỏng NS-2 được viết trên hai ngôn ngữ hướng đối tượng là C++ và Tcl.
Đối với ngôn ngữ C++ được sử dụng để xây dựng phần cốt lõi(phần nhân) của bộ mô
phỏng nhầm mục đích đảm bảo tốc độ thực hiện cao. Ngôn ngữ Tcl được xây dựng để
giao tiếp với người sử dụng. Ngôn ngữ OTcl giúp người dùng để thiết lập cấu hình
mạng.

Hình 4-13: Tổng quan bộ mô phỏng NS-2.
Nguồn: [1],[2],[3].
Event Scheduler Objects: Bộ lập lịch các sự kiện.
Network Component Objects: Thư viện đối tượng, các thành phân mô phỏng
mạng, thư viện module thiết lập mạng.
Người dùng NS-2 lập trình bằng ngôn ngữ Tcl, lập lịch các sự kiện trên một đồ
hình, sau đó chạy mô phỏng mạng trong qua một trình biên dịch có trong mô phỏng
NS-2. Trình biên dịch sẽ đẩy ra thành 2 loại tệp chính: tệp trace file, có tên mở rộng
là *.tr, tệp này ghi lại tất cả các sự kiện mạng (người sử dụng có thể xóa bỏ hoặc thêm
sự kiện bằng ngôn ngữ Tcl). Tệp thứ 2 có tên gọi mở rộng là *.nam, có khuôn khổ
giống như tệp trace file, nhưng tệp *.nam được sử dụng để làm đầu vào của chương
trình, cho phép hiển thị mô phỏg dưới dạng đồ họa, chương trình NAM.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY

ĐỒ ÁN 3
Trang 24/30

4.2. Chức năng của NS-2
Mô phỏng NS-2 được dùng để sử dụng cho mạng có dây và mạng không dây.
- Đối với mạng có dây:
+ Các quy tắc hàng đợi: Drop_tail, DRR, FQ, SFQ.
+ Các giao thức chuyển vận: RTP, UDP, TCP.
+ Chất lượng dịch vụ QoS: Differv và IntServ.
- Đối với mạng không dây:
+ Cảm biến MAC, MAC đa kênh.
+ Định tuyến trong mạng ad hoc không dây (DSDV, AODV), IP di động.
4.3. Các bước cơ bản kịch bản mô phỏng NS-2
-

Khởi tạo lịch biểu sự kiện.
Bật chế độ tracing nếu cần.
Khởi tạo topo mạng.
Thiết đặt các giao thức định tuyến.
Khởi tạo các tác nhân vận chuyển.
Khởi tạo các lưu lượng source/sink.
Chèn các thông báo lỗi nếu cần.

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY


ĐỒ ÁN 3
Trang 25/30

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG TRONG MẠNG AD

HOC KHÔNG DÂY
5.1. Độ đo đánh giá hiệu năng
5.1.1. Các độ đo định lượng
Khi sử dụng để đánh giá hiệu năng của một giao thức định tuyến gồm có các
định lượng sau:
- Thời gian tìm đường: Thời gian tìm đường nghĩa là thời gian cần thiết để thiết
lập đường đi. Đây có thể là một dạng được áp dụng độ đo thời gian trễ đầu cuối được
áp dụng để đánh giá hiệu năng của các giao thức định tuyến.
- Phần trăm truyền không theo thứ tự: Độ đo ngoài khi đánh giá hiệu năng của
giao thức định tuyến dạng không kết nối liên quan đến toàn bộ các giao thức ở tầng
chuyển vận.
- Thông lượng dữ liệu đầu cuối và độ trễ: các giá trị như phương sai, trung bình,
khả năng phân bố là rất quan trọng. Các độ đo này sẽ xem và đánh giá giao thức định
tuyến làm việc hiệu quả như thế nào.
- Độ hiệu quả: Độ hiểu quả có thể ảnh hưởng hoặc không ảnh hưởng trực tiếp
đến hiệu năng định tuyến dữ liệu. Việc truyền thông tin và dữ liệu điều khiển phải
được chia sẻ chung một kênh truyền, dung lượng của kênh truyền bị giới hạn nên việc
đòi hỏi truyền thông tin điều khiển quá nhiều sẽ làm giảm hiệu năng dữ liệu thông tin.
Khi thực hiện đánh giá hiệu năng của một giao thức, một số thông số cần được
quan tâm như sau:
- Kết nối mạng (số lượng các nút hàng xóm trung bình quanh mỗi nút).
- Tốc độ thay đổi hình trạng mạng.
- Kích thước mạng (được đo bằng số mạng các nút).
- Dạng truyền (liên quan đến tính hiệu quả của giao thức trong việc thích nghi
với các giao thức khác nhau).
- Dung lượng của liên kết (tốc độ được đo bằng số bit/giây).
- Số lượng và tần số các nút không hoạt động(liên quan đến cách thực hiện của
một giao thức khi có các nút không hoạt động và đang hoạt động).
- Tính di động (không gian và thời gian đều ảnh hưởng đến hiệu suất của
mạng).

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY