Nghiên cứu các giao thức định tuyến AODV, DSR, DSDV trong mạng MANET

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

HUỲNH THỊ LIÊU

NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV, DSR,
DSDV TRONG MẠNG MANET

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60. 48. 01.01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình đƣợc hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Huỳnh Hữu Hƣng

Phản biện 1: TS. Lê Thị Mỹ Hạnh
Phản biện 2: TS. Nguyễn Hoài Đức

Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ ngành Khoa học máy tính họp tại Trƣờng Đại học Bách khoa
vào ngày 07 tháng 7 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trƣờng Đại học Bách

khoa
- Thƣ viện Khoa Công nghệ thông tin, Trƣờng Đại học Bách
khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Xã hội càng phát triển thì nhu cầu thông tin ngày càng tăng
lên, ngƣời dùng cần nhu cầu kết nối thông tin mọi lúc mọi nơi.
Những năm gần đây công nghệ thông tin đã có những bƣớc tiến vƣợt
bậc và đƣợc áp dụng vào hầu hết các mặt của đời sống xã hội nhƣ
kinh tế, giáo dục, y tế, quân sự. Cùng với sự gia tăng nhanh chóng về
số lƣợng cũng nhƣ công nghệ thiết bị di động kéo theo nhu cầu của
ngƣời sử dụng công nghệ không dây ngày càng đa dạng. Để đáp ứng
đƣợc xu thế đó, mạng thông tin không dây ngày nay có trọng trách
lớn hơn là giải quyết vấn đề về lƣu lƣợng đa phƣơng tiện, tốc độ cao,
chất lƣợng ngày càng phải tốt hơn. Mặt khác, có nhiều giao thức định
tuyến ra đời nhằm đáp ứng việc nâng cao chất lƣợng dịch vụ, từ đó
có những đánh giá hiệu năng.
MANET (Mobile Wireless Adhoc Network) cho phép các máy
tính di động thực hiện kết nối và truyền thông với nhau không cần
dựa trên cơ sở hạ tầng mạng có dây. Trong MANET mọi nút mạng
đều có thể thực hiện chức năng của một router, chúng cộng tác với
nhau, thực hiện chuyển tiếp các gói tin hộ các nút mạng khác nếu các
nút mạng này không thể truyền trực tiếp với nút nhận. Hiện nay, một
số giao thức định tuyến truyền thống không c n phù hợp với
MANET mà đƣợc thay thế bằng các giao thức định tuyến theo yêu
cầu, bảng ghi, kết hợp,...
Vì vậy, luận văn này chúng tôi nghiên cứu mạng di động tùy

biến không dây (Mobile Ad Hoc Network - MANET) trong đó mọi
nút đều có khả năng di chuyển nên không có một nút mạng cố định
nào thực hiện chức năng điều khiển trung tâm. Vì vậy việc định
tuyến cho dữ liệu truyền đi trên MANET đang là vấn đề đƣợc các
nhà nghiên cứu quan tâm có ý nghĩa khoa học rất lớn trong việc điều
khiển thông tin truyền tin mạng một cách sáng suốt và đáp ứng tốt


2
với sự phát triển các dịch vụ truyền thông đa phƣơng tiện hiện nay.
Trong các nghiên cứu gần đây các giao thức AODV, DSR và
DSDR chỉ ra cách thức truyền gói tin đến các nút mạng trong mạng
tùy biến không dây. Nội dung chính của luận văn s nghiên cứu và
đánh giá các giao thức định tuyến AODV, DSR và DSDR trên
MANET. Đồng thời đánh giá hiệu quả các quá trình truyền tin của
các giao thức định tuyến đó trong MANET dựa trên phƣơng pháp mô
phỏng bằng NS-2. Từ đó đề xuất môi trƣờng áp dụng tốt cho từng
giao thức khác nhau, đảm bảo truyền thông tin cậy và hiệu quả.
Nội dung của luận văn gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Các giao thức định tuyến trong mạng MANET
Chƣơng 2. Giao thức định tuyến AODV, DSR, DSDV
Chƣơng 3. Mô phỏng và đánh giá các giao thức AODV, DSR,
DSDV
2. Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài
2.1. Mục tiêu
. Căn cứ vào mục đích chính của luận văn, tôi xin đƣa ra các
mục tiêu cụ thể nhƣ sau:
- Giới thiệu tổng quan về Mạng di động không dây đặc biệt –
MANET
-Nghiên cứu một số giao thức định tuyến không dây sử dụng

trong MANET: AODV, OLSR, DSR.
- Xác định các tham số hiệu suất chính của các giao thức định
tuyến.
- Tìm hiểu khả năng mô phỏng các giao thức định tuyến cũng nhƣ
các mô hình chuyển động khác nhau của bộ mô phỏng mạng NS-2.
-Đánh giá bằng mô phỏng một số giao thức định tuyến phổ
biến trong các ngữ cảnh chuyển động của các nút mạng khác nhau.
2.2 Nhiệm vụ
Để đạt đƣợc mục tiêu trên, nhiệm vụ của tôi là nghiên cứu,


3
thực hiện việc phân tích, so sánh và đánh giá các giao thức theo các
tiêu chí về hiệu năng hoạt động đồng thời chỉ ra hƣớng cần cải tiến
cho các giao thức này.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các thuật toán trên MANET.
- Các giao thức chính ADOV, DSR, DSDV.
- Một số bài báo và luận văn tốt nghiệp khóa trƣớc.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu về MANET và các giao thức
định tuyến AODV, DSR và DSDV.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu, chúng tôi đã sử dụng hai phƣơng
pháp chính là nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm.
4.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Tìm hiểu, thu thập và phân tích các tài liệu liên quan đến đề
tài.
- Nghiên cứu các tài liệu mô tả đề tài và lựa chọn hƣớng giải

quyết vấn đề.
- Xây dựng chƣơng trình để kiểm nghiệm kết quả.
4.2. Phương pháp thực nghiệm
- Sử dụng chƣơng trình mô phỏng trong môi trƣờng NS-2
- Kiểm tra và thực nghiệm chƣơng trình và đánh giá kết quả.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
Về khoa học.
Về thực tiễn.
6. Kết quả dự kiến
6.1. Lý thuyết
6.2. Thực tiễn


4
7. Bố cục của luận văn
Báo cáo của luận văn dự kiến tổ chức thành 3 chƣơng chính
nhƣ sau:
MỞ ĐẦU
CHƢƠNG 1: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG
MANET
1.1. Giao thức định tuyến cổ điển
1.2. Giao thức định tuyến cho mạng MANET
1.3 So sánh các giao thức định tuyển MANET
TIỂU KẾT CHƢƠNG 1
CHƢƠNG 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV, DSR,
DSDV
2.1 Giao thức định tuyến AODV
2.2. Giao thức định tuyến DSR
2.3 Giao thức DSDV
2.4. So sánh các giao thức định tuyến

2.5. Tiểu kết chƣơng 2
CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC GIAO
THỨC AODV, DSR VÀ DSDV
3.1 Môi trƣờng mô phỏng NS-2
3.2 Mô phỏng mạng không dây trong mội trƣờng NS-2
3.3 Mô phỏng các giao thức định tuyến AODV, DSR, DSDV
trên mạng MANET
3.4. Tiểu kết chƣơng 3
KẾT LU N
TÀI LIỆU THAM KHẢO


5
CHƢƠNG 1
CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET
1.1. Giao thức định tuyến cổ điển
Giao thức cổ điển nhƣ định tuyến theo vector khoảng cách,
định tuyến theo trạng thái liên kết đã đƣợc sử dụng từ rất lâu và đã
trở nên rất quen thuộc. Các giao thức này chỉ thích hợp cho cấu trúc
mạng tĩnh, hoạt động hiệu quả ở mạng MANET có tốc độ di chuyển
thấp, cấu trúc mạng ít thay đổi.
1.1.1. Định tuyến dựa trên trạng thái liên kết
1.1.2. Định tuyến dựa trên vector khoảng cách
1.2. Giao thức định tuyến cho mạng MANET
Các nút trong mạng MANET luôn di động và có nhiều đặc tính
khác biệt nên không thể áp dụng các giao thức định tuyến thông
thƣờng. Các mạng MANET thƣờng đƣợc đặc trƣng bởi một topo
động do các nút di chuyển làm thay đổi vị trí vật lý của chúng. Đối
với mạng MANET, giao thức định tuyến động tỏ ra hiệu quả và phù
hợp hơn các phƣơng pháp định tuyến dựa trên vectơ khoảng cách và

trạng thái liên kết. Thách thức trong việc thiết kế các giao thức định
tuyến là khả năng cập nhật đƣợc mức di động của nút mạng.
1.2.1. Các yêu cầu chung


6
1.2.2. Phân loại
Adhoc Routing Protocols

Proactive

Reactive

Table-Driven

DSDV

CGSR

WRP

OLSR

Hybrid
ZRP, HARP….

Demand-Driven

AODV

LMR

TORA

DSR

ABR

SSR

1.3. So sánh các giao thức định tuyển MANET
Do tính phức tạp và quan trọng của giao thức định tuyến trong
mạng MANET nên vấn đề so sánh và đánh giá giao thức định tuyến
đã đƣợc sự quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu. Việc so sánh và
đánh giá tất cả các giao thức với tất cả các khía cạnh đƣợc coi là
không có tính khả thi. Vì vậy, một số hƣớng đánh giá giao thức đã
đƣợc hình thành trong những năm gần đây và đƣợc chia thành hai
hƣớng so sánh: các giao thức trong cùng một kiểu định tuyến và khác
kiểu.
1.3.1 So sánh các giao thức định tuyến cùng kiểu
a. So sánh các giao thức định tuyến theo bảng
Phƣơng pháp cập nhật thông tin định tuyến
Kỹ thuật chống lặp v ng


7
Độ phức tạp giao thức
b. So sánh các giao thức định tuyến theo yêu cầu
Lƣợng thông tin tiêu đề định tuyến
Cập nhật thông tin lỗi đƣờng dẫn

Kỹ thuật chống lặp v ng
Hiệu năng giao thức
1.3.2 So sánh các giao thức định tuyến khác kiểu.
Chất lƣợng dịch vụ
Khả năng mở rộng
Khía cạnh hiệu năng
TIỂU KẾT CHƢƠNG 1
Định tuyến là một cơ chế không thể thiếu trong việc truyền tin
trên các hệ thống mạng. Trong chƣơng này, tôi đã tập trung nghiên
cứu các giao thức định tuyến trong mạng MANET và so sánh. Từ đó
có những so sánh đánh giá và đƣa ra các nhận định về khả năng áp
dụng của các giao thức trong từng môi trƣờng mạng khác nhau.


8
CHƢƠNG 2
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV, DSR, DSDV
2.1 Giao thức định tuyến AODV
Giao thức định tuyến AODV dựa trên thuật toán vector khoảng
cách nhƣng thuộc loại định tuyến theo yêu cầu, nó chỉ yêu cầu đƣờng
định tuyến khi cần thiết. Giao thức này không sử dụng cơ chế định
tuyến nguồn và cũng không cần biết thông tin về các nút láng giềng
của nó, AODV dựa trên các entry của bảng định tuyến để phát gói tin
RREP về nút nguồn và nút nguồn dùng thông tin đó để gởi dữ liệu
đến đích.
2.1.1. Khám phá đƣờng
Quá trình khám phá đƣờng đƣợc phát động mỗi khi một nút
nguồn cần truyền thông với một nút khác khi mà nó không có thông
tin định tuyến về nút này trong bảng của nó. Nút nguồn phát động
khám phá đƣờng bằng việc quảng bá gói Route Request (RREQ) tới

các hàng xóm của nó.
Quá trình gửi
yêu cầu

Tuyến có
sẵn sàng?

Yes

No

Lưu bản tin vào
hàng đợi; phát
động ROUTE
REQUEST

Chuyển tiếp
bản tin

Kết thúc


9
2.1.2. Thiết lập đƣờng đảo chiều
Có hai số thứ tự (ngoại trừ số thứ tự của broadcast_id) trong
một RREQ đó là: Số thứ tự nguồn và số thứ tự đích mới nhất.
2.1.3. Thiết lập đƣờng chuyển tiếp
2.1.4. Quản lý bản định tuyến
2.1.5. Duy trì đƣờng
Mỗi nút lƣu giữ một danh sách chặng trƣớc và danh sách cổng

ra. Một danh sách chặng trƣớc là một thiết lập các nút mà tuyến
xuyên suốt qua nút giữ danh sách. Danh sách cổng ra là thiết lập các
chặng tiếp theo mà nút gửi qua. Trong các mạng nơi mà tất cả các
tuyến là song hƣớng, các danh sách này về cơ bản là nhƣ nhau.
2.1.6. Xử lý lỗi, hết hạn và xóa bỏ tuyến
• Làm mất hiệu lực các tuyến hiện tại.
• Liệt kê các đích bị ảnh hƣởng.
• Xác định rõ nếu có bất kì nút lân cận nào có thể bị ảnh hƣởng.
• Thực hiện một RERR tới các nút lân cận.
2.1.7. Quản lý kết nối nội vùng
Các nút có thể học thông tin từ nút lân cận của chúng bằng
một hoặc nhiều cách khác nhau. Bất cứ khi nào một nút nhận đƣợc
quảng bá từ một nút lân cận, nó cập nhật thông tin kết nối nội bộ để
đảm bảo đang liên kết với nút lân cận này.
2.1.8. Sửa chữa nội vùng
2.2. Giao thức định tuyến DSR
2.2.1. Cơ chế tạo thông tin định tuyến (Route Discovery)
- Bước 1: Thông qua trƣờng request ID, nó s kiểm tra xem đã
nhận gói tin này hay chƣa? Nếu đã tồn tại thì nó s loại bỏ gói tin đó
và không xử lí gì thêm. Ngƣợc lại thì qua bƣớc 2.
- Bước 2: Nó kiểm tra trong Route Cache của nó có đƣờng đi
đến node đích mà c n hiệu lực hay không? Nếu có đƣờng đi đến đích
thì nó s phản hồi lại cho node nguồn bằng gói Route Reply (RREP)


10
chứa thông tin về đƣờng đi đến đích và kết thúc tiến trình. Ngƣợc lại
thì qua bƣớc 3.
- Bước 3: Nó kiểm tra địa chỉ đích cần tìm có trùng với điạ
chỉ của nó hay không? Nếu trùng thì nó gởi lại cho node nguồn gói

Route Reply (RREP) chứa thông tin về đƣờng đi đến đích và kết thúc
tiến trình. Ngƣợc lại thì nó s phát broadcast gói tin RREQ đến các
node láng giềng của nó. Các nút láng giềng sau khi nhận gói tin
RREQ s thực hiện việc kiểm tra thông tin (quay về bƣớc 1).
2.2.2. Cơ chế duy trì thông tin định tuyến (Route
Maintanance)
Route Maintanance cho phép các nút trong hệ thống mạng tự
động bảo trì thông tin định tuyến trong Route Cache. Trong giao thức
định tuyến DSR, các node khi chuyển gói tin trên mạng đều phải có
nhiệm vụ xác nhận rằng các gói tin đó đã chuyển đến node kế tiếp
hay chƣa (thông qua sự phản hồi thông tin của node nhận) ? Trong
một trƣờng hợp nào đó mà node đó phát hiện rằng gói tin không thể
truyền đến node kế tiếp. Nó s gởi gói Route Error (RERR) cho node
nguồn để thông báo tình trạng hiện thời của liên kết và điạ chỉ của
node kế tiếp mà không thể chuyển đi. Khi node nguồn nhận đƣợc gói
RERR, nó s xóa con đƣờng đi mà liên kết bị hỏng trong Route cache
và tìm một đƣờng đi khác mà nó biết trong route cache hoặc s khởi
động một tiến trình route discovery mới nếu nhƣ không tồn tại đƣờng
đi thích hợp trong Route cache.
2.3 Giao thức DSDV
DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector Routing) là
dựa trên thuật toán Distance vector. Giao thức này
đƣợc xây dựng dựa theo tiêu chí giữ nguyên sự đơn giản của
giải thuật Bellman-Ford và loại bỏ vấn đề vòng lặp.
Truyền thông tin định tuyến: Thông tin định tuyến đƣợc gửi
quảng bá (broadcast) tới tất cả các nút liền kề nó. Thông tin cập nhật


11
đƣợc phát định kỳ hoặc ngay khi có các thay đổi xảy ra trong mạng.

Để tránh lặp, định tuyến DSDV gắn số thứ tự chẵn cho mỗi đƣờng.
Số thứ tự đƣợc gắn bởi nút đích, đƣợc gửi trong gói tin cập nhập. Số
thứ tự này cho thấy độ mới của mỗi đƣờng, đƣờng nào có số thứ tự
cao hơn đƣợc xem là tốt hơn.
Số thứ tự này s tăng lên một đơn vị khi một nút mạng phát
hiện đƣờng đi tới đích có liên kết bị hỏng khi nó không nhận đƣợc
cập nhật định kỳ. Khi ấy, trong gói tin cập nhật kế tiếp, s quảng bá
đƣờng tới đích này có số chặng bằng vô hạn (Metric ~ ∞) và tăng
thứ tự đƣờng.
Khi một nút nhận đƣợc thông tin mới về một tuyến đƣờng,
tuyến này s đƣợc chọn nếu nó có số thứ tự lớn hơn các số thứ tự
khác của cùng tuyến đó trong bảng định tuyến. Nếu nó có cùng số
thứ tự, thì nó s đƣợc chọn nếu có số chặng tốt hơn.
Để làm giảm kích thƣớc gói tin cập nhập, DSDV sử dụng hai
loại bản tin cập nhật là:
- Full dump: Cập nhật đầy đủ. Bản tin điệp này bao gồm toàn
bộ thông tin định tuyến mà nút đó biết đến thời điểm đó.
- Incremental dump: cập nhật bổ sung. Bản tin này chỉ bao
gồm các thông tin về những thay đổi từ lần cập nhật đầy đủ gần nhất.
Hai loại bản tin cập nhật này đƣợc lƣu vào hai bảng khác
nhau, một bảng để chuyển tiếp các gói tin đầy đủ, một để phát các
gói tin cập nhật. Gói tin cập nhật đầy đủ chỉ đƣợc phát thƣờng
xuyên khi các nút thƣờng xuyên di chuyển, khi mạng ít thay đổi,
chủ yếu chỉ có gói tin cập nhật bổ sung đƣợc gửi đi.
2.4. So sánh các giao thức định tuyến


12

Giao

thức
AODV

DSR

DSDV

Bảng 2.5 So sánh các giao thức định tuyến
Thông tin lƣu Thời gian
Thông tin cập
trữ
cập nhật
nhật
Chặng
tiếp Cơ chế duy Thông điệp lỗi
theo tới mỗi trì đƣờng đƣờng(route error)
đích có giao theo sự kiện
tiếp
Đƣờng đi tới Cơ chế duy Thông điệp lỗi
các đích có trì đƣờng đƣờng(route error)
giao tiếp
theo sự kiện
Toàn bộ cấu Định kỳ
Thông điệp :
hình mạng
thông tin liên kết
cục bộ và hàng
xóm (MPR)
Thông điệp TC :
thông tin về các

MPR

Đối tƣợng
cập nhật
Nút nguồn

Nút nguồn
Tất cả cả
nút trong
mạng

Bảng 2.6 So sánh các giao thức định tuyến

AODV

Phƣơng
pháp cập
nhật
Unicast

DSR

Unicast

DSDV

Quảng bá

Giao
thức

Tính toán
đƣờng

Số đƣờng

Duy trì
đƣờng

Phản ứng
theo yêu cầu,
quảng bá
thông điệp
truy vấn

Một đƣờng
(đƣờng đầu
tiên
nhận
đƣợc
bởi
thông điệp trả
lời)
Nhiều đƣờng

Xóa đƣờng,
thông báo
đến tất cả
các nút
nguồn bị ảnh

hƣởng
Xóa đƣờng,
thông báo
cho nút
nguồn

Phản ứng
theo yêu cầu,
quảng bá
thông điệp
truy vấn
Trƣớc, thực Một đƣờng, Gửi các cập
hiện bởi nút
đƣờng
đi nhật
ngắn nhất


13
2.5. Tiểu kết chƣơng 2
Định tuyến là một cơ chế không thể thiếu trong việc truyền tin
trên các hệ thống mạng. Trong chƣơng này, tôi đã tập trung nghiên
cứu các giao thức định tuyến AODV, DSR và DSDV trong mạng
MANET. Từ đó có những so sánh đánh giá và đƣa ra các nhận định
về khả năng áp dụng của các giao thức trong từng môi trƣờng mạng
khác nhau.
CHƢƠNG 3
MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC GIAO THỨC AODV, DSR
VÀ DSDV
Để đánh giá hiệu suất hoạt động của các giao thức thông

thƣờng ngƣời ta có thể dùng các phƣơng pháp nhƣ: phƣơng pháp giải
tích, phƣơng pháp thử nghiệm hoặc phƣơng pháp mô phỏng. Trong
luận văn này, chúng tôi chọn phƣơng pháp mô phỏng để đánh giá
hiệu năng hoạt động của hai giao thức đặc trƣng cho giao thức định
tuyến điều khiển theo yêu cầu là AODV, DSR và DSDV dựa trên
phần mềm mô phỏng về mạng không dây NS-2.
3.1 Môi trƣờng mô phỏng NS-2
3.1.1 Giới thiệu về môi trƣờng NS-2
3.1.2 Cài đặt NS-2 trên Window
3.2. Mô phỏng mạng không dây trong môi trƣờng NS-2
3.2.1. Tạo MobileNode trong NS
3.2.2. Tạo sự hoạt động cho Node
3.2.3. Các thành phần cấu thành mạng trong một
MobileNode
3.2.4. Các bƣớc viết mã tcl để thực thi mô phỏng mạng
wireless
3.3. Mô phỏng cho các giao thức định tuyến APDV, DSR, DSDV
trên mạng MANET.


14
3.3.1 Kết quả mô phỏng
Sử dụng file giao thức định tuyến: aodv.tcl; dsdv.tcl; dsr.tcl.
Kết quả cho ra hai file *.tr và *.nam.
Ta thực hiện lệnh ns dsdv.tcl cho giao thức định tuyến DSDV
s cho ra file *.nam nhƣ sau:

Hình 3.3. Mô phỏng giao thức DSDV

Hình 3.4. Biểu đồ nhận gói tin giao thức DSDV

15

Hình 3.5. Mô phỏng giao thức AODV

Hình 3.6. Biểu đồ nhận gói tin giao thức AODV

Hình 3.7. Mô phỏng giao thức DSR


16

Hình 3.8 Biểu đồ nhận gói tin giao thức DSR
3.3.2. Mô phỏng di chuyển trong mạng
Bảng 3.1. Thông số mô phỏng di chuyển trong mạng
Thông số
Giá trị
Phạm vi truyền dẫn
250m
Băng thông
2Mbps
Thời gian mô phỏng
120s
Kích c môi trƣờng mô phỏng
800×800m
Số node
50
Loại lƣu lƣợng
CBR

Tốc độ gửi gói tin
5 packet/s
Kích thƣớc gói tin
512 bytes
4 giá trị của thời gian tạm dừng
0, 30, 60, 120s
a. T lệ g i tin nh n được


Tỷ lệ gói tin nhận được (bit)

17
1.2
1
0.8
0.6

AODV

0.4

DSR

0.2

DSDV

0
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.9. Tỷ lệ gói tin nhận đƣợc
DSR và AODV có khả năng chuyển tiếp gói tin tốt, trên 85
gói tin ở tốc độ cao và hầu hết khá ổn định. Với DSDV tỷ lệ gói tin
nhận đƣợc thấp hơn so với hai giao thức trên (70 ) khi thông số di
chuyển cao. Đồng thời, khi thông số di chuyển cao việc xây dựng
bảng định tuyến đối với giao thức khá khó khăn, dẫn đến tỷ lệ nhận
gói tin thấp nhƣ vậy. Khi thông số di chuyển thấp, tỷ lệ gói tin nhận
đƣợc của DSDV cũng khá cao, trên 90%.
b. T ễ t ung b nh đầu cuối – đầu cuối
Độ trễ trung bình

0.15
0.1
AODV
0.05

DSDV
DSR

0

1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.10. Độ trễ trung bình


18

Thông lượng trung bình bit/s

Độ trễ trung bình khi chuyển tiếp gói tin ở DSDV cao hơn khi
so sánh với cả DSR và AODV. Lý do bởi vị DSR và AODV là hai
giao thức định tuyến theo yêu cầu, nên nó dễ dàng thích nghi khi
thông số di chuyển cao hoặc bình thƣờng. DSDV có độ trễ cao khi
thông số di chuyển của mạng lớn. Khi thông số di chuyển của mạng
tăng, DSDV rất khó để có thể hội tụ, do đó độ trễ trung bình của giao
thức tƣơng đối cao (tỷ lệ chuyển tiếp gói tin chỉ khoảng 70 ).
c. Th ng lượng t ung b nh
1.2
1
0.8
0.6

AODV

0.4

DSR

0.2

DSDV

0
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.11. Thông lƣợng trung bình
Khi các node ở thông số di chuyển thấp, thông lƣợng trung
bình của các giao thức cũng tƣơng tự nhau. Khi thông số di chuyển
tăng lên, ta có thể thấy thông lƣợng của DSDV thấp hơn h n so với 2
giao thức kia, điều đó có thể giải thích vì sao tỷ lệ nhận gói tin của
DSDV tại thời điểm này chỉ khoảng 70 .
3.4.2. Mô phỏng tải trong mạng
Khi đánh giá ảnh hƣởng của tải trong mạng, ta có thể thay đổi
kích thƣớc gói hoặc số luồng CBR, tuy nhiên thay đổi tốc độ phản
ánh chính xác hơn, ta sử dụng 3 tình huống sau:10 packet s, 15

packet/s, 20 packet/s.


19
Với các thông số khác đƣợc thiết lập nhƣ bảng dƣới đây:
Bảng 3.2. Thông số mô phỏng tải trong mạng
Thông số
Giá trị
Phạm vi truyền dẫn
250m
Băng thông
2Mbps
Thời gian mô phỏng
120s
Kích c môi trƣờng mô phỏng
800×800m
Loại lƣu lƣợng
CBR
Kích thƣớc gói tin
512 bytes
Số kết nối
20
4 giá trị của thời gian tạm dừng
0, 30, 60, 120s
a. T lệ g i tin nh n được

Tỷ lệ gói tin nhận
được

1.5

1
AODV (10p/s)

0.5

AODV (15p/s)

0
1

2

3

AODV (20p/s)

4

Thời gian tạm dừng (s)

Tỷ lệ nhận được gói
tin

Hình 3.12a. Tỷ lệ gói tin nhận đƣợc của giao thức AODV
1.5
1

DSR (10p/s)

0.5

DSR (15p/s)

0
1

2

3

4

DSR (20p/s)

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.12b. Tỷ lệ gói tin nhận đƣợc của giao thức DSR


Tỷ lệ gói tin nhận được

20
1
0.8
0.6

DSDV(10p/s)

0.4

DSDV(15p/s)

0.2

DSDV (20p/s)

0
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.12c. Tỷ lệ gói tin nhận đƣợc của giao thức DSDV
Khi tốc độ gửi gói tin là 10 packet s thì tỷ lệ gói tin nhận đƣợc
giảm nhanh hơn khi thông số di chuyển cao. Tại tốc độ 15 packet s,
20 packet s thì AODV và DSR hủy bỏ nhiều gói tin hơn, khi thời
gian tạm dừng là 0 thì chỉ có khoảng 50-60 gói tin đƣợc nhận. Nói
chung AODV tỏ ra tốt hơn DSR.
b. T ễ t ung b nh đầu cuối – đầu cuối
Giá trị trễ bị ảnh hƣởng khi tốc độ gói CBR cao. Bộ đệm bị
đầy nhanh chóng nên gói tin ở trong bộ đệm lâu hơn, ta có thể quan
sát khi tốc độ 20 packet s. DSR có giá trị trễ thấp hơn AODV, điểm
khác biệt dễ thấy khi tốc độ gói tin là 10 packet s. DSDV có độ trễ
thấp hơn cả. Giá trị trễ cao ở tất cả giao thức khi thông số di chuyển
cao hay thời gian tạm dừng bằng 0 và tốc độ gói tin là 20 packet s, do

bộ đệm bị đầy nhanh chóng và đƣờng định tuyến tồn tại dài hơn.


Độ trễ trung bình

21
0.8

0.6
0.4

AODV (10p/s)

0.2

AODV(15p/s)

0

AODV(20p/s)
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Độ trễ trung bình

Hình 3.13a. Độ trễ trung bình của giao thức AODV
0.8

0.6
0.4

DSR (10p/s)

0.2

DSR(15p/s)

0

DSR(20p/s)
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Độ trễ trung bình

Hình 3.13b. Độ trễ trung bình của giao thức DSR

0.4
0.3
0.2

DSDV (10p/s)

0.1

DSDV(15p/s)

0

DSDV(20p/s)
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.13c. Độ trễ trung bình của giao thức DSDV
c. Th ng lượng t đầu cuối – đầu cuối
Ở tốc độ CBR thấp, thông lƣợng của DSR và AODV không bị


22

Thông lượng trung bình
(p)

ảnh hƣởng nhiều bởi thông số di chuyển, giá trị vào khoảng 2,5 gói s.
Với tốc độ CBR cao hơn, thông lƣợng giảm khi thông số di chuyển
tăng, thể hiện khi tốc độ CBR 10 packet s, tuy nhiên nó giảm nh ,
chỉ khi tốc độ đạt 15 packet s và 20 packet s. Đây cũng là kết quả của
số lƣợng gói tin bị rơi nhiều.
10
8
6

AODV (10p/s)

4

AODV(15p/s)

2

AODV(20p/s)

0
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Thông lượng trung bình
(p)

Hình 3.14a. Thông lƣợng trung bình của giao thức AODV
8
6

4

DSR(10p/s)

2

DSR(15p/s)
DSR(20p/s)

0
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.14b. Thông lƣợng trung bình của giao thức DSR


Thông lượng trung bình
(p)

23
10
8
6

DSDV(10p/s)

4

DSDV(15p/s)

2

DSDV(20p/s)

0
1

2

3

4

Thời gian tạm dừng (s)

Hình 3.14c. Thông lƣợng trung bình của giao thức DSDV
3.4. Tiểu kết chƣơng 3
Chƣơng 3 đã trình bày tóm lƣợc bộ mô phỏng NS2. Từ đó tác
giả thực hiện chƣơng trình mô phỏng đánh giá hiệu năng của ba giao
thức định tuyến tiêu biểu DSDV, AODV, DSR trên đồ hình 50 nút
mạng tham gia kết nối và liên lạc với các nút khác, với môi trƣờng
mô phỏng 800x800m.
Các giao thức mô phỏng đều thực hiện trên một đồ hình mạng
giống nhau với các kịch bản đƣợc xây dựng. Giao thức DSDV thực
hiện chuyển tiếp các gói dữ liệu tƣơng đối tốt khi tỷ lệ chuyển động
và tốc độ di của node là thấp. Tuy nhiên khi chuyển động của các
node tăng lên thì tỷ lệ gói rớt cao. Hiệu suất của giao thức DSR rất
tốt khi toàn bộ node dịch chuyển, mặc dù giao thức này yêu cầu số
byte mào đầu định tuyến tăng. Cuối cùng hiệu suất của giao thức
AODV cũng tốt nhƣ DSR khi tốc độ các node di chuyển và nó giảm
đƣợc số byte mào đầu định tuyến. Tuy nhiên nó vẫn yêu cầu truyền
dẫn nhiều gói mào đầu định tuyến và ở tốc độ di chuyển của các node
cao nó thực sự tốn hơn so với giao thức DSR