MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PROACTIVE và REACTIVE CHO MẠNG MANET (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC
ĐỊNH TUYẾN PROACTIVE VÀ
REACTIVE CHO MẠNG MANET


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AODV

Ad hoc On- Demand Distance Vector

CGSR

Clusterhead Gateway Switch Routing

DC

Diffusion Computation

DSDV

Destination Sequence Distance Vector

DSR

Dynamic Source Routing

DV

Distance Vector

FSR

Fisheye State Routing

HARP

Hybrid Ad hoc Routing Protocol

LS

Link State

MANET

Mobile Ad hoc Network

OLSR

Optimized Link State Routing

TORA

Temporally Orderd Routing Algorithm

WRP

Wireless Routing Protocol

ZRP

Zone Routing Protocol

AS
DBF


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 1/69

CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU MẠNG MANET
1.1 Định nghĩa
Manet (Mobile Ad Hoc Network) là một tập hợp của những node mạng
không dây, những node này có thể được thiết lập tại bất kì thời điểm và
tại bất kì nơi nào. Mạng Manet không dùng bất kì 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 động tự do, thường hoạt động như một router.

Hình 1- : Mobile Ad-hoc Network
1.2 Lịch sử phát triển
Mobile Ad-hoc Network trước đây còn được gọi là mạng vô tuyến gói, và được tài
trợ, phát triển bởi DARPA trong đầu thập niên 1970.
Sau đó một mạng mới: SUSAN ( Survivable Adaptive Network) đã được đề xuất
bởi DARPA vào năm 1983 để hỗ trợ một mạng quy mô lớn hơn, mạnh mẽ hơn.
Thời gian này, Ad-hoc đã được sử dụng để mô tả 1 loại mạng như tiêu chuẩn
IEEE802.11.
Mobile Ad-hoc Network được định nghĩa bởi IETF ( Internet Engineering Task
Force). Mạng Manet là một vùng tự trị ( AS) của các router (đó chính là các node)
Mô phỏng đánh giá giao thức định

tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2/69

được kết nối với nhau bằng liên kết không dây, các node có thể di chuyển một cách
tự do nên kiến trúc của mạng thay đổi liên tục mà không thể dự đoán trước.
1.3 Đặc điểm của mạng Manet
 Ưu điểm:
 Cấu hình mạng thay đổi liên tục và bất kỳ trong quá trình truyền dữ liệu.
 Do việc sử dụng kênh truyền không dây dẫn đến sự hạn chế về dung lượng
và băng thông.
 Do bản chất là sự lan truyền sóng vô tuyến nên chịu ảnh hưởng của
sự mất mát gói dữ liệu lớn, chịu delay lớn hơn mạng cố định.
 Các node mạng trong mạng Ad hoc sử dụng nguồn năng lượng chủ yếu
là pin.Vì thế tiết kiệm năng lượng là một tiêu chuẩn quan trọng trong việc
thiết kế hệ thống.
 Nhược điểm:
 Nguồn pin có hạn.
 Tính bảo mật thấp.
1.4 Các định tuyến trong mạng Manet
Trong mạng thông tin vô tuyến nói chung và mạng Ad hoc nói riêng do
mọi nút mạng đều có khả năng di chuyển nên topo mạng cũng thay đổi
theo thời gian. Đặc điểm này gây ra khó khăn trong việc truyền tải gói
tin. Riêng mạng Ad hoc gói tin muốn được đến 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 2 chức năng:


Tìm, chọn đường tốt nhất.



Chuyển gói tin đến đúng đích.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3/69

1.4.1 Định tuyến Bellman-Ford:
 Nhiều lược đồ định tuyến trước đây được xây dựng cho mạng không dây Ad
hoc dựa trên thuật toán Bellman-Ford. Các lược đồ này cũng được nghiên
cứu giải quyết các vấn đề của lược đồ Distance Vector (DV). Trong thuật
toán Bellman-Ford, mọi nút duy trì một bảng định tuyến hay ma trận chứa
thông tin khoảng cách và thông tin về nút kế tiếp của mình trên đường đi
ngắn nhất tới đích bất kỳ, trong đó khoảng cách chính là chiều dài ngắn nhất
từ nút đến đích.
 Để cập nhật thông tin về đường đi ngắn nhất mỗi nút sẽ thường xuyên trao
đổi bảng định tuyến với các nút bên cạnh nó.
 Dựa trên bảng định tuyến từ các nút lận cận đó, nút nào đó biết được khoảng
cách ngắn nhất từ các nút lân cận của nó tới nút đích bất kỳ. Do đó, với mỗi
nút đích, nút xuất phát sẽ chọn nút trung gian cho chặng kế tiếp sao cho
khoảng cách từ nó qua nút trung gian tới nút đích là nhỏ nhất.
 Các thông tin tính toán mới này sẽ được lưu trữ vào bảng định tuyến của nút
này và được trao đổi ở vòng cập nhật định tuyến tiếp theo.



Định tuyến nay có ưu điểm là đơn giản và tính toán hiệu quả do đặc điểm
phân bố. Tuy nhiên nhược điểm của nó là hội tụ chậm khi topo mạng thay
đổi và có xu hướng tạo các vòng lặp định tuyến đặc biệt là khi các điều kiện
liên kết không ổn định.

1.4.2 Định tuyến tìm đường:
 Các giao thức mới như DSDV ( Destination Sequenced Distance Vector) và
WRP ( Wireless Routing Protocol) dựa trên DBF để cung cấp định tuyến lặp
tự do. Cho dù là vấn đề đã được giải quyết thì vẫn còn tồn tại vấn đệ về độ
thiếu chính xác trong định tuyến DBF, vấn đề này có thể suy ra gây ra suy
giảm hiệu suất mạng.
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4/69

 Nguyên nhân dẫn đến sự thiếu chính xác là do nút mạng không có được các
thông tin trạng thái toàn mạng dẫn đến các quyết định đưa ra chỉ tối ưu trong
phạm vi cục bộ, nó không đảm bảo một giải pháp tối ưu trong môi trường di
động.
 Thêm vào đó DBF chỉ duy trì một đường đi duy nhất tới đích, nó thiếu khả
năng thích nghi với các lõi liên kết và yêu cầu nghiên cứu mở rộng cho các
hỗ trợ multicasting.
1.4.3 Định tuyến On-demand:
 Định tuyến On-demand được biết đến như DC (Diffusion Computation) cũng
được sử dụng trong mạng không dây. Trong lược đồ định tuyến On-demand,

một nút xây dựng đường đi bằng cách chất vấn tất cả các nút trong mạng.
Gói chất vấn tìm được ID trung gian và lưu giữ ở phần Path. Khi dò tìm các
đường chất vấn, nút đích hay các nút đã biết đường đi tới đích tră lời phúc
vấn bằng cách phúc đáp ”source router” cho nơi gửi. Do nhiều phúc đáp nên
có nhiều đường đi tính toán và duy trì.
 Sau khi tính toán đường đi nút liên kết bất kì bắt đầu các chất vấn, phúc đáp
khác nên luôn cập nhât định tuyến. Mặc dù các tiếp cận dựa trên cơ sở DC có
đô chính xác cao hơn và phản ứng nhanh hơn với sự thay đổi mạng nhưng
phụ trợ điều khiển quá mức do thường xuyên yêu cầu flooding đặc biệt khi
tính di động cao hơn và lưu lượng dày đặc phân bố đều nhau.
 Kết quả là các giao thức định tuyến On-demand chỉ phù hợp với mạng không
dây, băng thông rộng và lưu lượng rất nhỏ.
1.4.4 Định tuyến vùng:
 Định tuyến vùng là giao thức định tuyến khác thiết kế trong môi trường Ad
hoc. Đây là giao thức lai giữa định tuyến On-demand với một giao thức bất
kì đã tồn tại.
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 5/69

 Trong định tuyến vùng mỗi nút xác định nguồn riêng khi nút ở khoảng cách
nhất định. Định tuyến vùng trung gian sử dụng định tuyến On-demand để tìm
đường đi.
 Ưu điểm: Khả năng mở rộng cấp độ khi nhu cầu lưu trữ cho bảng định tuyến
giảm xuống. Tuy nhiên do gần giống với định tuyến On-demand nên định
tuyến vùng cũng gặp phải vấn đề về trễ kết nối và điểm kết thúc với các gói
yêu cầu.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 6/69

CHƯƠNG 2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PROACTIVE, REACTVE
VÀ PHẦN MỀM NS-2
2.1 Các giao thức định tuyến
2.1.1 Định tuyến theo bảng (proactive)
Trong phương pháp định tuyến theo bảng, các node trong mạng MANET liên tục
đánh giá các tuyến đến các node để duy trì tính tương thích, cập nhật của thông tin
định tuyến. Vì vậy một node nguồn có thể đưa ra một đường dẫn định tuyến ngay
lập tức khi cần.
Trong giao thức này, tất cả các node cần duy trì thông tin về cấu hình mạng. Khi
cấu hình mạng thay đổi, các cập nhật được truyền lan trong mạng nhằm thông báo
sự thay đổi. Hầu hết các giao thức định tuyến theo bảng này sẽ chọn đường dẫn
ngắn nhất trong các mạng hữu tuyến truyền thống.
Các thuật toán định tuyến theo bảng được sử dụng cho các node cập nhật trạng
thái mạng và duy trì tuyến bất kì có lưu lượng hay không.
Một số loại giao thức định tuyến Proactive:
 OLSR (Optimized Link State Routing) :Trạng thái liên kết tối ưu.
 DSDV(Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector): giao thức định
tuyến vector khoảng cách tuần tự đích.
 CGSR(Clusterhead Gateway Routing Switch).
 WRP(Wireless Routing Protocol): Giao thức định tuyến không dây.
+ Ưu điểm: tại mọi thời điểm các đường đi đều sẵn sàng nên độ trễ khi bắt đầu gửi
gói là nhỏ.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 7/69

+Nhược điểm: lãng phí băng thông đường truyền.
2.1.2 Định tuyến theo yêu cầu (reactive)
Các đường dẫn được tìm được tìm kiếm chỉ khi cần thiết, hoạt động tìm kiếm
bao gồm xác định tuyến. Trong mạng MANET, các tuyến hoạt động có thể ngừng
do tính di động của node.
So với các giao thức định tuyến theo bảng, các giao thức định tuyến theo yêu cầu
thường có tiêu đề trao đổi thông tin định tuyến nhỏ hơn. Ví dụ về một số định tuyến
theo yêu cầu gồm:
 Giao thức định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing).
 Giao thức định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV ( Ad hoc Ondemand Distance Vector routing).
 Giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA ( Temporally Ordered
Routing Algorithm).
+Ưu điểm: không gây tổn hại đến băng thông.
+ Nhược điểm: độ trễ cao vì mất thời gian thiết lập đường đi.
 Giao tuyến định tuyến lai ghép
+Các giao thức định tuyến lai ghép được đề xuất để kết hợp các đặc tính và ưu điểm
của các giao thức định tuyến theo bảng và theo yêu cầu.
+Một số ví dụ về giao thức định tuyến lai ghép:
 Giao thức định tuyến vùng ZRP ( Zone Routing Protocol).
 Giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa trên vùng ZHLS ( Zone-based
Hierarchical Link State Routing).

Mô phỏng đánh giá giao thức định

tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 8/69

 Giao thức định tuyến tùy biến lai HARP ( Hybrid Ad hoc Routing Protocol),
v.v…
2.2 Giao thức DSDV ( Destination Sequence Distance Vector)
- DSDV là giao thức định tuyến vector khoảng cách theo bảng.
- Mỗi node trong mạng thu thập thông tin định tuyến từ các node lận cận và tính
đường đi ngắn nhất đến các node trong mạng.
- Sau khi tạo ra bảng định tuyến mới nó sẽ quảng bá bảng định tuyến này đến các
node lân cận.
- Mục nhập sẽ có thông tin về địa chỉ IP của nút, số thứ tự được biết cuối cùng và số
hop để đến nút đó.
+ Ưu điểm:
 DSDV có đường dẫn vòng lặp tự do.
 DSDV có quá trình đếm số thứ tự của các nút là vô hạn.
 Băng thông trong quá trình truyền không bị giới hạn.
 Trong giao thức DSDV không có duy trì nhiều đường dẫn đến nút đích mà là
duy nhất đường dẫn đến đích. Vì không gian của các nút sẽ giảm đi đấng kể.
+ Nhược điểm:
 Quảng cáo trong DSDV sẽ dễ gây lãng phí tài nguyên.
 DSDV không hỗ trợ truyền đa đường.
 Khó có thể trì hoãn thời gian truyền khi quảng cáo trong bảng định tuyến.
 Đối với những mạng lớn hơn rất khó duy trì bảng định tuyến vì tiêu thụ băng
thông rất nhiều và các nút không có sự đồng nhất.
CHƯƠNG 3.

Bảng định tuyến

- Cấu trúc của bảng định tuyến cho giao thức này rất đơn giản. Mỗi mục bảng có
một số thứ tự được tăng lên mỗi khi một nút gửi một cập nhật thông điệp.
- Bảng định tuyến được cập nhật định kì khi cấu trúc liên kết của mạng thay đổi.
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 9/69

- Mỗi nút DSDV duy trì hai bảng định tuyến: một cho các gói chuyển tiếp và một
cho gói quảng cáo định tuyến gia tăng.
- Thông tin định tuyến đã được gửi định kì bởi một nút chứa số thứ tự mới, địa chỉ
đích, số bước nhảy tới nút đích và số thứ tự của nơi đến.
- Khi cấu trúc liên kết của một mạng thay đổi, một nút phát hiện sẽ gửi một cập nhật
từ nút lận cận, một nút trích xuất thông tin từ gói và cập nhật bảng định tuyến của
nó.
- Thuật toán quy trình gói DSDV:
+ Nếu địa chỉ mới có số thứ tự cao hơn, nút chọn tuyến đường với số thứ tự cao
hơn và loại bỏ số thứ tự cũ.
+ Nếu số thứ tự đến giống hệt với số thứ tự hiện tại của tuyến đường, một tuyến
đường có chi phí thấp nhất được chọn.
+ Tất cả các số liệu được chọn từ thông tin định tuyến mới sẽ được tăng lên.
+ Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả các nút được cập nhật. Nếu có bản sao
của các gói được cập nhật, nút sẽ cân nhắc việc giữ gói với chỉ số chi phí thấp nhất
và loại bỏ phần còn lại.
 Quá trình tìm đường:

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 10/69

Hình 2- : Quá trình truyền DSDV [4]
-

Quá trình tìm đường ở hình trên thấy sự thay đổi của nút MH4 sau khi di
chuyển MH1.Khi MH1 di chuyển vị trí của nó gần với MH7 và MH8 thì
liên kết của MH2 và MH1 sẽ bị hỏng dẫn việc gán số thứ tự vô hạn tài MH2
cho MH1 và số thứ tự sẽ thay đổi thành số lẻ trong nút MH2.
Bảng 2- : Quá trình tìm đường của MH4 [4]

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 11/69

Bảng 2- : Bảng chuyển tiếp của MH4 [4]

-

MH2 sẽ cập nhật thông tin cho các nút lân cận.MH7 và MH8 cập nhật thông
tin.MH4 sẽ nhận được quá trình cập nhật từ MH6 nơi MH6 sẽ nhận hai gói
tin từ các nút khác để tiếp cận MH1 với cùng số thứ tự, nhưng chỉ số khác

nhau. Việc lựa chọn đường đi của nút đích MH4 phụ thuộc vào số hop ít hơn
khi trình tự số là như nhau
Bảng 2- : Bảng chuyển tiếp MH4 sau khi di chuyển MH1 [4]

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 12/69

3.1 Giao thức AODV( Ad hoc On-demand Distance Vector)
AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector) tối thiểu hóa bản tin các tuyến
đường định tuyến với nhau tạo ra các đường truyền ổn định.

Hình 2- : Sơ lược về AODV
 Quy định nút nguồn là nút số 1.Nếu nút số 1 muốn gửi đi đến nút số 2 mà
đường đi chưa được xác định trước, nút 1 sẽ yêu cầu (discovery) đường đi sẽ
gửi một tập tin đến nút số 2 RREQ tìm đường đến nút 2 , gói tin gửi đi sẽ có
địa chỉ IP của nút nguồn và nút đích mà cần tìm ra đường đi tối ưu.
 Bản tin RREQ sẽ được tìm trên toàn 3 nút khi nào một nút tìm được đường
tới nút nguồn hoặc nút đích nếu phản hồi gói RREP. Sau đó gói tin RREP sẽ
được gửi đi tới nút nguồn và nó sẽ tự tìm đường dựa theo Distance Vector để
thông các đường đi từ nút nguồn đến nút đích (end to end).
 Tính chất của AODV:
+ AODV khám phá ra nhiều tuyến đường (tối ưu).
+ Không duy trì các tuyến của nút này đến nút khác.
+Mỗi nút duy trì số thứ tự tăng dần tăng khi mỗi nút thông báo thay đổi trong
vùng RREQ.
 Ưu điểm:

+ AODV có thể phản ứng rất nhanh với những thay đổi topo ảnh hưởng đến
các tuyến đang hoạt động,vì khả năng thích ứng của nó với các mạng cao.
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 13/69

+ AODV có thể hỗ trợ gói unicast và multicast ngay cả khi các nút đang
chuyển động liên tục.
+ AODV có độ trễ thiết lập thấp hơn cho các kết nối và phát hiện tuyến
đường mới nhất đến nút đích.
+ AODV không đưa thêm bất kỳ gói bổ sung vào gói dữ liệu vì nó không sử
dụng định tuyến nguồn.
+ AODV không có vòng lập,trình tự bắt đầu và không chia khoảng cách giữa
các nút đang di động.
+ Giao thức AODV là một giao thức định tuyến phẳng.Nó không cần bất kỳ
hệ thống quản trị trung tâm nào để xử lí quá trình định tuyến.
 Nhược điểm:
+ Số lượng lớn các nút di chuyển với nhau tạo ra liên kết vỡ.Các gói kiểm
soát tăng sự tắc nghẽn trong tuyến đường đang hoạt động.
+ AODV có yêu cầu quá trình rất cao.
+ Giao thức AODV chiếm khá nhiều băng thông trong quá trình truyền.
+ AODV mất nhiều thời gian xây dựng bảng định tuyến.
+ AODV có một quá trình truyền có thể hết hạn và việc truyền xác định thời
gian hết hạn rất khó.
+ Khi kích thước của mạng phát triển thì chỉ số hiệu suất của quá trình truyền
bắt đầu giảm.
CHƯƠNG 4.

Quá trình tìm đường:

Mỗi node trong mạng duy trì một bảng định tuyến bao gồm các thông tin:


Địa chỉ IP đích.



Kích thước Host.



Số tuần tự đích đến ( Destination Sequence Number)



Địa chỉ IP của hop kế tiếp ( next hop).



Quá trình này diễn ra giữa các nút với nhau khi các liên kết không
tìm thấy trong bảng định tuyến.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 14/69

- Gói tin RREQ:
dest_sequence,hopcnt>


Địa chỉ nguồn.



Thứ tự nguồn.



ID quảng bá.



Địa chỉ đích,thứ tự đích.

- Gói tin này sẽ được gửi đi liên tục tới các nút lân cận để tìm được nút
nguồn và nút đích.Mỗi một nút lân cận sẽ gửi đi gói tin RREP để trả lời
nếu mà thành công thì nó sẽ được gửi tất cả thông tin cần quảng bá đến
nút đó quá trình này cứ lập đi lập lại đến nút đích.Nếu một nút không
thỏa RREQ,nó sẽ giữ lại các thông số và đảo chiều cho gói tin. ID quảng
bá sẽ được tăng lên khi nút nguồn sử dụng RREQ (giống như DSDV). Gói
tin RREP:
<source_addr, dest_addr, dest_sequence#, hop_cnt, lifetime>


Địa chỉ nguồn.(source_addr).



Địa chỉ đích.(destination_addr)



Số thứ tự đích.(destination_sequence)



Hop couter.

- Khi gói tin RREQ được gửi đi thì đường đảo chiều sẽ được lập đó là
gói tin RREP sẽ gửi lại trực tiếp tới nút nguồn mỗi nút sẽ đóng vai trò là
nút chuyển tiếp,cập nhật lại tất cả thông tin về tuyến và ghi lại số thứ tự
của nút đó,gói tin RREP sẽ quay lại nguồn được gọi là nguồn chuyển
tiếp.Việc tăng số lượng RREP gửi về nguồn đảm bảo thông tin được cập
nhật nhanh và nhiều nhất.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 15/69

Hình 2- : Quá trình tìm đường AODV khi gửi gói tin RREQ [2]

-Quá trình nhận packet từ gói 1 sang gói 2 ,nút số 2 mở và lưu trữ thông tin được
chuyển đi từ nút số 1,thông tin lưu trữ gồm<sequence_add,des,source,hop> những
thông tin này để ngăn chặn phát cùng một gói RREQ.
-Sau đó nút thứ 2 chèn thông tin <sequence_add,dest,next,hop>.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 16/69

Hình 2- : Quá trình phủ sóng RREQ vào các nút lân cận [2]
 Quá trình (Flooding) sẽ tràn ngập các nút khác cho diễn ra quá trình RREQ.

 Khi quá trình Flooding đã diễn ra bao trùm cả vùng broadcast thì nó sẽ xảy
ra quá trình RREP, tuyến đường ngược lại sẽ thiết (từ nút 4 đến 1).Nút 4 cố
gắng gửi đến nút 1.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 17/69

Hình 2- : Quá trình lấy bảng định tuyến của nút đích [2]
 Quá trình (nút 4

1) gửi RREP để trả lời cho nút 1 biết (nút 4 là nút cần

tìm).

Hình 2- : Quá trình gửi data đến nút đích [2]
 Nút 1 sẽ gửi data đến nút 4 (Đó là nút cần tìm của nút 1).

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 18/69

Hình 2- : Quá trình truyền gói bị lỗi [2]
 Khi truyền dữ liệu bị lỗi packet sẽ gửi RERR về nút nguồn. Khi nhận được
RERR,một nút sẽ xóa thông tin từ nút nguồn đến nút đích.Khi nút nguồn
nhận được thông tin RERR nút nguồn sẽ xóa và tạo một tuyến đường
RREQ mới.
-Có 2 trường hợp sẽ xảy ra:
+ Phát hiện liên kết gãy tới node tiếp theo.
+Nếu một node mạng được tìm thấy không tới được sẽ tạo một địa chỉ IP đích
cho mạng con này được thiết lập chèn số 0 vào nút mạng. Nhận một RRER từ
một nút lân cận cho một hoặc nhiều tuyến hoạt động.
+Các nút lân cận có thể nhận RERR được truyền theo hướng unicast trong
quá trình tới nút đích của gói RERR sẽ xác định được số lượng các đích không
tới được và phải quay trở lại nút nguồn để tao RREQ mới.
CHƯƠNG 5.

Cơ chế khám phá tuyến (Router Discovery)

-Tiến trình khám phá tuyến được khởi động khi một node muốn trao đổi dữ liệu
với một node khác mà trong bảng định tuyến của nó không có thông tin định tuyến
đến node đích đó. Khi đó tiến trình sẽ phát broadcast một gói RREQ cho các node
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 19/69

láng giềng của nó. Thông tin trong RREQ ngoài địa chỉ đích, địa chỉ nguồn, số hopcount (được khởi tạo giá trị ban đầu là 0),… còn có các trường: số sequence number
của node nguồn, số broadcast ID, giá trị sequence number được biết lần cuối cùng
của node đích. Khi các node láng giềng nhận được gói RREQ, nó sẽ kiểm tra tuần
tự theo các bước:

Hình 2- : Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của AODV [3]
Bước 1: Xem các gói RREQ đã được xử lý chưa? Nếu đã được xử lý thì nó sẽ loại
bỏ gói tin đó và không xử lý thêm. Ngược lại chuyển qua bước 2.
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 20/69

Bước 2: Nếu trong bảng định tuyến của nó chứa đường đi đến đích, thì sẽ kiểm tra
giá trị Destination sequence number trong entry chứa thông tin về đường đi với số
Destination sequence number trong gói RREQ, nếu số Destination sequence
number trong RREQ lớn hơn số Destination squence number trong entry thì nó sẽ
không sử dụng thông tin trong entry của bảng định tuyến để trả lời cho node nguồn

mà nó sẽ
tiếp tục phát Broadcast gói RREQ đó đến cho các node láng giềng của nó. Ngược
lại nó sẽ phát Unicast cho gói RREP ngược trở lại cho node láng giềng của nó để
báo đã nhận gói RREQ. Gói RREP ngoài các thông tin như: địa chỉ nguồn, địa chỉ
đích,… còn chứa các thông tin: destination sequence number, hop-count, TTL.
Ngược lại thì qua bước 3.
Bước 3: Nếu trong bảng định tuyến của nó không có đường đi đến đích thì nó sẽ
tăng số Hop-count lên 1, đồng thời nó sẽ tự động thiết lập một đường đi ngược
(Reverse path) từ nó đến node nguồn bằng cách ghi nhận lại địa chỉ của node láng
giềng mà nó nhận gói RREQ lần đầu tiên. Entry chứa đường đi ngược này sẽ được
tồn tại trong một khoảng thời gian đủ để gói RREQ tìm đường đi đến đích và gói
RREP phản hồi cho node nguồn, sau đó entry này sẽ được xóa đi.
Quá trình kiểm tra này sẽ lặp tuần tự cho đến khi gặp node đích hoặc một
node trung gian mà có các đều kiện thỏa bước 2. Trong quá trình trả về gói RREP,
một node có thể nhận cùng lúc nhiều gói RREP, khi đó nó sẽ chỉ xử lý gói RREP có
số Destination Sequence number lớn nhất, hoặc nếu cùng số Destination sequence
number thì nó sẽ chọn gói RREP có số Hop-count nhỏ nhất. Sau đó nó sẽ cập nhật
các thông tin cần thiết vào trong bảng định tuyến của nó và chuyển gói RREP đi.
CHƯƠNG 6.

Cơ chế duy trì thông tin ngoại tuyến

-Cơ chế hoạt động của AODV là không cần phải biết thông tin về các nút láng
giềng, chỉ cần dựa vào các entry trong bảng định tuyến. Vì vậy, khi một node nhận
thấy rằng Next hop (chặng kế tiếp) của nó không thể tìm thấy, thì nó sẽ phát một gói
RRER (Route Error) khẩn cấp với số Sequence number bằng số Sequence number
trước đó cộng thêm 1, Hop count bằng ∞ và gửi đến tất cả các node láng giềng đang
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 21/69

ở trạng thái active, những node đó sẽ tiếp tục chuyển gói tin đó đến các node láng
giềng của nó,... và cứ như vậy cho đến khi tất cả các node trong mạng ở trạng thái
active nhận được gói tin này. [3]
- Sau khi nhận thông báo này, các node sẽ xóa tất cả các đường đi có chứa node
hỏng, đồng thời có thể sẽ khởi động lại tiến trình khám phá tuyến nếu nó có nhu cầu
định tuyến dữ liệu đến node bị hỏng đó bằng cách gửi một gói tin RREQ (với số
Sequence number bằng số Sequence number mà nó biết trước đó cộng thêm 1) đến
các node láng giềng để tìm đến địa chỉ đích.
6.1 So sánh DSDV và AODV
Bảng 2- : So sánh AODV và DSDV
DSDV
AODV
Cả hai đều sử dụng khái niệm về số thứ tự
1.Băng thông bị lãng phí do phát sóng Các nút chỉ truyền bá thông điệp đến các
định kì cập nhật thông tin
láng giềng của nó
2. Các thông tin tuyến đường được duy Các tuyến đường được tìm hiểu theo yêu
trì trong bảng định tuyến có thể bị cũ cầu do đó các thông tin tuyến đường
không thể xử lý các chuyển động của nút không thể cũ được
ở tốc độ cao do thiếu các tuyến thay thế
3. Thông lượng giảm do các tuyến

Thông lượng ổn định nởi vì nó không

đường định kỳ cập nhật thông tin và nếu phát sóng mọi thông tin định tuyến
sự di chuyển của nút ở tốc độ cao

Tham số giao thức
Broadcasting

Reactive AODV
“Hello” nút bên cạnh

Preactive DSDV
Gửi liên tục các tuyến
đường trong quá trình

Truyền dữ liệu đến 1 nút

truyền
Phải đặt ra điểm bắt đầu Duy trì tất cả các tuyến và
và kết thúc (I/O).

không cần tìm các tuyến
đường khác( nhưng chỉ có
1 đường dẫn tốt nhất)

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 22/69

End to End Delay
Tránh các tuyến đường
vòng

Flooding
Tiêu thụ nặng lượng
Tính di động

Trung bình

Cao

Có

Có

Có
Trung bình
Cao

Có
Cao
Tương đối

6.2 Phần mềm NS-2
- Mạng không dây đang được sử dụng phổ biến rộng rãi trong cuộc sống với những
lợi ích mà nó mang lại như đã được trình bày trong chương I.
- Số lượng các thiết bị dùng cho mạng không dây sẽ sớm vượt qua số lượng các
thiết bị dành cho mạng có dây, điều này cũng đồng nghĩa với việc nghiên cứu về
mạng không dây cũng có sự tăng trưởng.
- Thông thường nghiên cứu mạng không dây bao gồm kiểm tra và nghiên cứu mô
phỏng.
- Vấn đề mô phỏng mạng là một vấn đề rất thiết thực nó đem lại cho cả quá trình
thực hiện. Đã có rất nhiều phần mềm mô phỏng hoạt động mạng và các thiết bị

mạng ra đời nhằm phục vụ đánh giá và mô phỏng nghiên cứu mạng cho chất lượng
tốt nhất.
- NS2 là phần mềm mô phỏng mạng điều khiển sự kiện riêng rẽ hướng đối tượng,
được phát triển tại UC Berkely, viết bằng ngôn ngữ C++ và OTcl.
- NS rất hữu ích cho việc mô phỏng mạng diện rộng (WAN) và mạng local (LAN).
+ Khả năng kiểm tra tính ổn định của các giao thức mạng đang tồn tại.
+ Khả năng đánh giá các giao thức mạng mới trước khi đưa vào sử dụng.
+ Khả năng thực thi những mô hình mạng lớn mà gần như ta không thể thực thi
được trong thực tế.
+ Khả năng mô phỏng nhiều loại mạng khác nhau.
6.2.1 Đại cương về NS-2
Đối với mạng có dây:
Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 23/69



Định tuyến: Vector khoảng cách (Distance Vector), trạng thái liên kết, vùng
multicast.



Các giao thức chuyển vận: TCP,UDP,RTP và SCTP.



Các nguồn lưu lượng: Web,FTP,TELET,CBR,STOCHASTIC.



Các qui tắc hàng đời: Drop-tail, RED, FQ, SFQ, DRR.



Chất lượng dịch vụ QoS: IntServ và Differv.

Đối với mạng không dây:


Định tuyến cho mạng Ad-hoc( AODV, DSDV) và IP di động.



Truyền theo hướng trực tiếp,cảm biến MAC.

6.2.2 Quá trình tải và cài đặt phần mềm NS2.
NS2 và NAM có thể cài đặt như sau:


Tải phần mềm giả lập VM Ware mới nhất.(hoặc bản trên 10.).



Tải đĩa Ubuntu bản giả lập Desktop để chạy giả lập Ubuntu bằng VM
Ware.

Mô phỏng đánh giá giao thức định
tuyến Proactive và Reactive