ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET.

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................................
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................................
BẢNG CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET....................................................................1
1.1. Giới về mạng MANET và lịch sử phát triển...................................................................1
1.1.1. Khái niện cơ bản.......................................................................................................4
1.1.2. Lịch sử phát triển......................................................................................................5
1.2. Đặc điểm mạng MANET.................................................................................................7
1.3. Kiểu kết nối......................................................................................................................8
1.3.1. Các kiểu kết nối topo mạng.......................................................................................9
1.3.1.1. Mạng máy chủ di động...........................................................................................9
1.3.1.2. Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất.....................................................10
1.4. ỨNG dụng phổ biến của MANET.................................................................................12
1.5. Những khó khăn đối với mạng MANET.......................................................................15
1.5.1. Giao diện bán quảng bá SBI....................................................................................15
1.5.2. Mối liên hệ giữa các router MANET cạnh nhau và vùng lân cận mở rộng của các
router.........................................................................................................................................15
CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC MẠNG MANET.............................................................................16
2.1. Các thành phần một mạng MANET..........................................................................17
2.2.Các chế độ hoạt động của mạng MANET..................................................................17
2.2.1. Chế độ cơ sở hạ tầng............................................................................................18
2.2.2.Chế độ IEEE Ad-hoc.............................................................................................19
2.3. Bản chất hoạt động của mạng MANET.....................................................................22


2.3.1. Các mạng gói vô tuyến........................................................................................22
2.3.2. Mạng gói vô tuyến và mạng Internet...................................................................23
2.3.3. Mạng gói vô tuyến và MANET...........................................................................25
CHƯƠNG 3 CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN......................................................................27

3.1.Các kỹ thuật định tuyến..............................................................................................28
3.1.1. Định tuyến Bellman-Ford....................................................................................30
3.1.2.Định tuyến tìm đường.............................................................................................30
3.1.3.Định tuyến ..............................................................................................................30
3.1.4.Định tuyến vùng......................................................................................................30
3.2 Phân loại các giao thức định tuyến...............................................................................35
3.2.1.GIAO THỨC DSDV...............................................................................................35
3.2.1.1 Đặt điểm trong DSDV......................................................................................59
3.2.1.2 Các cơ chế trong DSDV....................................................................................36
3.2.1.3. Giao thức định tuyến theo yêu cầu..................................................................37
3.2.1.4. Mở rộng phạm vi hoạt động cơ sơ trung tâm...................................................38
3.2.2.GIAO THỨC AODV..............................................................................................39
3.2.2.1.Tổng quan về giao thức AODV........................................................................40
3.2.2.2.Cơ chế hoạt động..............................................................................................40
3.2.2.2.1.Tiến trình Discovery....................................................................................40
3.2.2.2.2. Tạo Router Request.....................................................................................44
3.2.2.2.3.Chuyển tiếp Router Request........................................................................47
3.2.2.2.4.Tạo Router Relay.........................................................................................49
3.2.2.2.5.Chuyển tiếp Route Relay.............................................................................51
3.2.2.3. Quản lý kết nối cục bộ...................................................................................53
3.2.2.4. Duy trì đường đi ............................................................................................53
3.2.2.5.Thời gian hết hạn và việc hủy bỏ một đường đi................................................56
CHƯƠNG 4 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG NS-2...........................................................58


4.1.GIỚI THIỆU VỀ NS-2...................................................................................................59

4.2.C++ và OTcL.............................................................Error: Reference source not found
4.3.Các đặc tính của NS-2.........................................................................................................
4.4..............................................................................................................................................

4.5..............................................................................................................................................


Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

Lời Cam Đoan
Kính gửi

: Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp Khoa Điện Tử Viễn Thông

Chúng em gồm

: - Sinh viên Trương Thanh Nguyên.
- Sinh viên Trần Quốc Nam.

Lớp

: 10DTLT

Đề tài tốt nghiệp : ĐÁNH GIÁ TỶ LỆ MẤT GÓI GIỮA 2 HAI GIAO THỨC AODV
VÀ DSDV TRONG MẠNG MANET
Chúng em xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp này không phải là bản sao chép
của bất kì đồ án hoặc công trình nghiên cứu nào đã có từ trước. Chúng em xin nhận toàn
bộ trách nhiệm và chịu mọi hình phạt được đưa ra nếu những lời cam đoan trên không
đúng.
Đà Nẵng, Tháng 6 Năm 2013
Sinh viên thực hiện

Trương Thanh Nguyên

Trần Quốc Nam


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự bùng nổ, phát triển mạnh mẽ của các thiết bị di động cá nhân
như: Laptop, smartphone, tablet,....., thì nhu cầu kết nối giữa các thiết bị này cũng ngày
càng đòi hỏi cao hơn về tốc độ và khả năng kết nối. Mạng di động đặc biệt – MANET
( Mobile Ad – hoc Network) là một trong những công nghệ vượt trội đáp ứng nhu cầu kết
nối đó nhờ khả năng hoạt động hoạt động không phị thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng cố
định, với chi phí hoạt động thấp, triển khai nhanh chóng và có tính di động cao.
Tuy nhiên, hiện nay mạng MANET vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi và đang được
thúc đẩy nghiên cứu nhằm cải tiến hơn nữa các giao thức định tuyến để mạng đạt hiệu quả
hoặt động tốt hơn. Đề tài đánh giá tỷ lệ mất gói giữa 2 giao thức định tuyến AODV và
DSDV trong mạng MANET. Bằng những kiểm chứng thông qua mô phỏng, đồ án tốt
nghiệp của chúng em đưa các nhận xét, đánh giá về khả năng truyền tin giữa 2 giao thức
định tuyến AODV và DSDV khi các nút mạng chuyển động với tốc độ và hướng đi thay
đổi.
Chương 1: Sẽ đi tìm hiểu về mạng MANET, lịch sử phát triển và hình thành mạng,
đặc điểm của mạng, các kiểu kết nối, ứng dụng của mạng MANET.
Chương 2: Chúng em sẽ nghiên cứu kĩ hơn về mạng MANET: Cấu trúc mạng
MANET, các thành phần trong mạng, bản chất hoạt động của mạng MANET.
Chương 3: Các kỹ thuật định tuyến trong mạng MANET: Phân loại các giao thức
định tuyến, ở đây chúng em sẽ đi sâu vào 2 giao thức định tuyến AODV và DSDV, cách
thức cập nhật bảng định tuyến của 2 giao thức và cơ chế hoạt động của 2 giao thức AODV
và DSDV.
Chương 4: Giới thiệu về phần mềm mô phỏng mạng NS – 2, áp dụng ngôn ngữ lập
trình C++, OtcL vào phần mềm lập trình NS – 2, giới thiệu về các đặc tính của phần mềm
này.

Chương 5: Thực hiện mô phỏng tỷ lệ mất gói của 2 giao thức định tuyến AODV và
DSDV
Đồ án được thực hiện bởi 2 sinh viên:
Sinh viên Trần Quốc Nam nghiên cứu và thực hiện các công việc liên quan đến
mạng MANET, các kỹ thuật định tuyến trong mạng MANET, đánh ưu nhược điểm của
các giao thức trong mạng MANET
Sinh viên Trương Thanh Nguyên thực hiện chương 4 và chương 5 bao gồm tìm hiểu
vể công cụ mô phỏng mạng bằng phần mềm mô phỏng NS – 2, thực hiện mô phỏng đánh
giá tỉ lệ mất gói của 2 giao thức AODV và DSDV trong mạng MANET.
Qua đây, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo đã tận tình chỉ
bảo chúng em trong những năm học vừa qua, đặc biệt là thầy Phạm Xuân Trung, xin cảm
ơn thầy sâu sắc vì đã luôn bên cạnh chúng em, giúp đỡ chúng em nhiệt tình trước khó
khăn thách thức của đề tài, để chúng em có thể hoàn thành tốt đồ án này.
Mặc dù chúng em đã cố hết sức, tuy nhiên do hạn chế về kiến thức nên không thể
tránh khỏi sai xót, xin thầy cô thông cảm.


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET
1.1 giới thiệu về mạng MANET và lịch sử phát triển
1.1.1. Khái niệm cơ bản
- Các thiết bị di động như các máy tinh xách tay,với đặt trưng là công suất CPU ,bộ
nhớ lớn dung lượng lớn,dung lượng hàng trăm gigabyte khả năng âm thanh đa phương
tiện và màn hình màu đã trở nên phổ biến trong đời sống hàng ngày và trong công việc
.Đồng thời ,các kết nối mạng để sử dụng các thiết bị di động gia tăng đáng kể,bao gồm
việc hỗ trợ các sản phẩm mạng vô tuyến hoặc hồng ngoại ngày càng nhiều.Với kiểu thiết
bị điện toán di động này thì giữa những người sử dụng di động luôn mong muốn có sự
chia sẽ thông tin.
- Với hàng loạt các ưu điểm của công nghệ truyền thông không dây, các mạng di động
không dây đã được phát triển rất mạnh trong thời gian gần đây. Mạng di động không dây

có thể chia thành hai kiểu mạng: mạng hạ tầng và mạng không hạ tầng.Trong mạng hạ
tầng, truyền thông giữa các phần tử mạng phụ thuộc vào sự hỗ trợ của hạ tầng mạng, các
thiết bị đầu cuối di động truyền thông đơn bước không dây qua các điểm truy nhập (các
trạm cơ sở) để tới hạ tầng mạng cố định. Kiểu mạng không phụ thuộc hạ tầng còn được
gọi chung là các mạng tùy biến di động MANET (mobile adhoc network) là một tập hợp
của những node mạng không dây, những node này có thể được thiết lập tại bất kỳ thời
điểm và tại bất cứ nơi nào.
-Mạng di động đặc biệt (Mobile Adhoc Netwowk) là mạng tự cấu hình của các nút di
động kết nối với nhau thông qua các liên kết không dây tạo nên mạng độc lập không phụ
thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng. Các thiết bị trong mạng có thể di chuyển một cách tự do
theo mọi hướng, do đó liên kết của nó với các thiết bị khác cũng thay đổi một cách
thường xuyên.


1.1.2. Lịch sử phát triển
-Nguyên lý làm việc của mạng Adhoc bắt nguồn từ năm 1968 khi các mạng ALOHA
được thực hiện. Tuy các trạm làm việc là cố định nhưng giao thức ALOHA đã thực hiện
việc quản lý truy cập kênh truyền dưới dạng phân tán, đây là cơ sở lý thuyết để phát triển
kỹ thuật truy cập kênh phân tán vào mạng Adhoc.
-Năm 1973 tổ chức DARPA đã bắt đầu làm việc trên mạng vô tuyến gói tin PRnet.
Đây là mạng vô tuyến gói tin đa chặng đầu tiên. Trong đó các nút hợp tác với nhau để gửi
dữ liệu tới một nút nằm ở xa khu vực kết nối thông qua một nút khác. Nó cung cấp cơ chế
cho việc quản lý hoạt động trên cơ sở tập trung và phân tán.
-Một lợi điểm của làm việc đa chặng so với đơn chặng là triển khai đa chặng tạo thuận
lợi cho việc dùng lại tài nguyên kênh truyền về cả không gian, thời gian và giảm năng
lượng phát cần thiết.
-Sau đó có nhiều mạng vô tuyên gói tin phát triển nhưng các hệ thống không dây này
vẫn chưa bao giờ tới tay người dùng cho đến khi chuẩn 802.11 ra đời. IEEE đã đổi tên
mạng vô tuyến gói tin thành mạng Adhoc.

1.2. Đặt điểm mạng MANET:
- Mỗi nút di động khác nhau trong mạng MANET đều có những đặc điểm về nguồn
năng lượng, bộ phận thu phát sóng khác nhau. Chúng có thể di chuyển về mọi hướng theo
các tốc độ khác nhau, do đó ta có thể nhận thấy rõ một số đặc điểm chính của mạng
MANET như sau:
- Cấu hình mạng động: Cấu hình mạng luôn biến đổi theo các mức độ di chuyển của
nút mạng.
- Khoảng cách sóng ngắn: Khoảng cách sóng của các thiết bị di động là rất hạn chế.
- Năng lượng hạn chế: Tất cả các thiết bị di động đều sử dụng pin nên khi tham gia
vào mạng MANET chúng bị hạn chế về năng lượng, khả năng xử lý của CPU, kích thước
bộ nhớ.
- Băng thông hạn chế: Các liên kết không dây có băng thông thấp hơn so với đường
truyền cáp và chúng còn chịu ảnh hưởng của sự nhiễu, suy giảm tín hiệu, các điều kiện
giao thoa vì thế mà thường nhỏ hơn tốc độ truyền lớn nhất của sóng vô tuyến.
- Bảo mật yếu: Đặc điểm của mạng MANET là truyền sóng qua môi trường không
khí, điều này khiến cho cơ chế bảo mật kém hơn so vơi môi trường truyền cáp vì nó tiềm
ẩn nhiều nguy cơ bị tấn công, nghe lén đường truyền, giả mạo, DoS,…
1.3. Kiểu kết nối:
1.3.1.Các kiểu kết nối topo mạng
1.3.1. 1. Mạng máy chủ di động
- Ở topo này các thiết bị chỉ lien kết với một máy chủ duy nhất.Các thiết bị khác
lien kết qua máy chủ đó như hình vẻ.


1.3.1.2. Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất:
- Ở topo này các máy có thể liên kết trực tiếp với nhau trong phạm vi phủ sóng của
mình

1.4. Ứng dụng phổ biến của MANET:

- Công nghệ mạng adhoc di động tương tự như mạng vô tuyến gói di động (Mobile
Packet Radio Networking), mạng lưới di động (Mobile Mesh Networking) và kết nối
mạng vô tuyến, nhiều chặng, di động (Mobile, Multihop, Wireless etworking). Vấn đề nổi
trội của kết nối mạng di động với sự nhấn mạnh về hoạt động của giao thức IP di động sẽ
được mở rộng dần và yêu cầu công nghệ kết nối di động có khả năng tương thích cao để
có thể quản lý hiệu quả các nhóm mạng ad hoc nhiều chặng, trong đó các nhóm mạng có
thể hoạt động độc lập hoặc cũng có thể kêt nối với một số điểm Internet cố định. Các ứng


dụng của công nghệ MANET có thể bao gồm các ứng dụng công nghiệp và thương mại
liên quan đến trao đổi dữ liệu di động có tính chất cộng tác lẫn các máy. Ngoài ra, các
mạng di động cấu hình lưới có thể được vận hành một cách hiệu quả dưới dạng mạng thay
thế hoặc mạng mở rộng của mạng di động tổ ong. Việc kết nối mạng trong quân đội cũng
yêu cầu các dịch vụ dữ liệu IP trong các mạng truyền thông di động vô tuyến, nhiều mạng
trong số này bao gồm các phần với cấu hình mạng tự trị với tính động cao. Bên cạnh đó,
sự phát triển của các công nghệ tính toán và truyền thông có thể cung cấp các ứng dụng
cho các mạng MANET. Khi được kết hợp một cách hợp lý với truyền thông vệ tinh, mạng
MANET có thể cung cấp các phương thức cực kỳ linh hoạt trong việc thiết lập truyền
thông cho hoạt động cứu hỏa, cứu thương, khắc phục sự cố tai nạn hoặc các trường hợp
cần triển khai mạng thật nhanh chóng để phục vụ tức thì.
Quân sự: Hoạt động phi tập trung của mạng Adhoc và không phụ thuộc vào cơ sở
hạ tầng mạng là một yếu tố thiết yếu đối với lĩnh vực quân sự, nhất là trong các trường
hợp chiến đấu khốc liệt, các cơ sở hạ tầng mạng bị phá hủy. Lúc này mạng Adhoc là lựa
chọn số một để các thiết bị truyền thông liên lạc với nhau một cách nhanh chóng.
Trường học: Chúng ta cũng có thể thiết lập các mạng Adhoc trong trường học, lớp
học, thư viện, sân trường,… để kết nối các thiết bị di động (laptop, smartphone) lại với
nhau, giúp sinh viên, thầy cô giáo có thể trao đổi bài một cách nhanh chóng thông qua
mạng adhoc vừa tạo.
Gia đình: Tại nhà bạn có thể tạo nhanh mạng Adhoc để kết nối các thiết bị di động
của bạn với nhau, nhờ đó ta có thể di chuyển tự do mà vẫn đảm bảo kết nối truyền tải dữ

liệu.
Kết nối các thiết bị điện tử với nhau: Trong những năm tới khi mà các thiết bị
điện tử đều được gắn các giao tiếp không dây, giúp chúng có thể trao đổi giao tiếp với
nhau thì mạng Adhoc sẽ rất phù hợp để tạo nên một hệ thống thông mình có khả năng
liên kết với nhau.
1.5. Những khó khăn đối với mạng MANET:
- Các đặc điểm của mạng MANET dẫn đến nhiều thử thách dưới nhiều hình thức do
vậy cần phải có giao thức hoạt động riêng cho mạng MANET.


Các vấn đề cần lưu ý như :
• Định tuyến/Quản lí các nodes:
• Thêm vào mạng
• Thoát khỏi mạng
• Tính di động của các nodes
• Tính bảo mật
• Công suất tiêu thụ
• Băng thông
• Mật độ các nodes
• Xung đột
• Mô phỏng, và kinh nghiệm thực tế
• Sự tương tác giữa các lớp
- Xét sâu hơn 1 số vấn đề
1.5.1. Giao diện bán quảng bá SBI :
- Với một giao diện SBI có khả năng tiếp cận không đối xứng thay đổi theo thời gian
và các router MANET phân bố rời rạc trong không gian, mỗi router có thể có tầm nhìn
khác nhau đối với mạng MANET. Nghĩa là mỗi nốt có thể nhìn thấy nhóm các router
MANET lân cận khác nhau.
-Nhóm các router MANET lân cận do mỗi router MANET nhận thấy trong khu vực
xung quanh thuờng yêu cầu các router MANET khác gửi các gói từ cùng giao diện vô

tuyến mà các router này nhận các gói tin. Về mặt cấu hình mạng, việc chuyển tiếp các gói
tin qua cùng một giao diện sẽ dẫn đến việc một gói tin sẽ được gửi đến nhiều router do
đuợc truyền qua phuơng tiện truyền thông vô tuyến tại một vị trí mới. Một ví dụ đuợc chỉ
ra trong hình 4, mỗi router có thể giao tiếp với một nhóm router khác nhau. Việc chuyển
tiếp các gói tin qua cùng giao diện mà các router nhận các gói tin tới cũng dẫn dến nhân
đôi số lượng gói tin IP mà các router nhận đuợc với nhiều hơn một router lân cận trong
khi đang chuyển sang tiếp cận nhóm các router lân cận mới. Do vậy, việc phát hiện gói tin
đuợc nhân đôi cũng là một phần luôn có trong vấn đề thiết kế giao thức MANET.


Hình 1.5 – Các Route lân cận giao diện SBI

1.5.2. Mối liên hệ giữa các router MANET cạnh nhau và vùng lân cận mở rộng của
các router :
- Việc xác định quá trình quyết định sự có mặt của các router bên cạnh, sự tiếp tục có
mặt và kết thúc có mặt là một thử thách lớn đối với mạng MANET. Mối liên hệ giữa các
router cạnh nhau rất khó xác định do các đặc điểm của giao diện MANET.Hai nốt bất kì
có thể là nốt lân cận hoặc không phải nốt lân cận và một số cơ chế đơn giản đuợc sử dụng
để xác định mối quan hệ nốt lân cận như: chỉ nhận gói đơn, tỉ lệ mất gói chấp nhận được,
và bắt tay đơn giản. RFC2461 thực hiện trao đổi bản tin ban đầu để xác định mối quan hệ
lân cận hoặc sự vắng mặt. Trong mạng với giao diện MANET các loại mối quan hệ nốt
lân cận cũng như các cơ chế phát hiện và duy trì trạng thái của các mối liên hệ sẽ mở rộng
hơn.Các giao diện mạng vô tuyến có thể thực hiện truyền thông đơn hướng. Các mạng vô
tuyến động cũng có thể thực hiện phân phối các gói thay đổi lớn theo thời gian giữa các
cặp giao diện mạng, do vậy tỉ lệ mất gói có thể không đủ để xác định mối quan hệ nốt lân
cận. Tương tự như vậy, khi các nốt di chuyển tương đối với nhau, tỉ lệ mất gói cũ có thể
không ảnh hưởng đến khả năng truyền thông trong tương lai. Trong mạng MANET với
giao diện SBI, các router MANET trong cùng một vùng không gian nhỏ thường được kết
nối với các router ở gần với mật độ dày đặc. Các router này tạo thành một tập các mối
quan hệ nốt lân cận mở rộng.

- Tập các router này được gọi là một quần thể MANET (MANET neighborhood).
Một quần thể MANET thường bao gồm một vài router MANET, với mỗi router lại được
kết nối dày đặc với các router khác. Các mối quan hệ quần thể động này không thích hợp
với các giao thức Internet được thiết kế cho các mạng cố định như mô hình mạng
Ethernet.Với mối quan hệ quần thể mờ nhạt như vậy giữa các router MANET, mô hình
địa chỉ liên kết với một Ethernet link là không hợp lý.
Ví dụ, trong một mạng Ethernet, các nốt thường được thông báo dải các địa chỉ
đang sử dụng trên liên kết (“on-link”). Trong mạng MANET thì các router MANET
không thể chắc chắn được nhóm router MANET nào đó sẽ luôn có thể kết nối tới được.
Thay vào đó, các router MANET phải dò tìm và xác định ra các router lân cận của nó và
sau đó xử lý đối với sự thay đổi trong số cácrouter lân cận này theo thời gian.


CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC MẠNG MANET

Ad học như những bộ định tuyến không dây.Mạng ad học có thể hoạt động độc
lập hoặc kết nối với mạng.Mạng vô tuyến ad hoc la mạng tập hợp các nút di động hoặc
bán di động và không có cơ sơ hạ tầng.Manet (mobile ad hoc networt)-mạng không dây
di động.Theo định nghĩa của tổ chức internet engineering task force(IETF)-mang manet
là một vùng tự trị (autommous system) của các router (đó chính là các note) được kết nối
với nhau bằng liên kết không dây,các note có thể di chuyển một cách tự do nên kiến trúc
của mạng thay đổi liên tục mà không thể dự đoán trước.

Hình 2.1 - Cấu trúc mạng MANET
Mỗi nút mạng có một giao diện vô tuyến và giao tiếp với nút mạng khác thông qua sóng
vô tuyến hoặc tia hồng ngoại.Topo mạng thay đổi liên tục khi các nút mạng tham gia
hoặc rời khỏi mạng hay khi kết nối vô tuyến trở nên không còn thích hợp.Mạng ad hoc
được hình thành bởi các nút di động có khả năng phát hiện ra sự có mặt của những nút

khác và tự định dạng để tạo nên mạng.Ví dụ như một nút yêu cầu truyền tới một mạng ở
xa thì trong mạng có thể thiết lập qua những nút trung gian,các gói được chuyển tiếp tới
nút nguồn,đích nhờ những nút trung gian.Do đó các nút mạng internet.
Trong mạng ad hoc không tồn tại khái niệm quản lý tập trung,nó đảm bảo mạng không bị
sập vì trường hợp nút mạng duy chuyển ra ngoài khoảng truyền dẫn của nút mạng khác vì


nó trao đổi thông tin bằng phương pháp truyền gói tin qua nhiều bước (multi hop),đồng
thời mạng sẽ tự cấu hình lại.Ví dụ :Nếu nút mạng rời khỏi mạng sẽ gây ra sự cố mất liên
kết ,nút mạng bị ảnh hưởng có thể yêu cầu đường định tuyến mới và vấn đề sẽ được giải
quyết.Điều này chỉ gây trể trên mạng mà không ảnh hưởng đến người sử dụng vì mạng
ad hoc vẫn hoạt động bình thường.
- Hiện nay tồn tại hai kiểu topo mạng ad hoc:

Hình 2.2 :Mạng máy chủ di động

Hình 2.3: Thiết bị không đồng nhất


2.1. Các thành phần một mạng MANET:
Do đặt điểm của mạng manet(di động,vô tuyến,không dự tính trướt) nên việc xác định các
thành phần của một mạng manet là rất khó khăn.Tại một thời điểm mạng manet có thể bao
gồm một số nốt nào đó,nhưng tại thời điểm sau đó mạng này có thể chia thành nhiều mạng
manet.Sau đó nó có thể nhập lại thành một nhóm mới các node và tạo thành mạng manet lớn
hơn.
Các router nhất định trong một mạng manet có thể kết nối với các vùng định tuyến
khác nhau,các router này được gọi là router biên BR(border router),và chúng thường chạy
nhiều giao thức định tuyến .Các router biên có nhiệm vụ lựa chọn thông tin định tuyến để
thông báo giữa các vùng định tuyến liên quan đến nhau.Router biên cũng cho thấy các router
có thể tiếp cận được thông qua nó.Khi các thành viên trong mạng manet thay đổi ,thì kết nối

của các router biên trong mạng manet cũng thay đổi .
Do vậy ,rất khó để router biên có thể thể hiện tập hợp cố định các node tiếp cận
được(reachable node).Nó có thể lựa chọn không thông báo bất kỳ thông tin định tuyến nào
về mạng manet đó cho các vùng định tuyến khác.
2.2. Các chế độ hoạt động của mạng MANET:
Manet có hai chế độ hoạt động chính là chế độ cơ sở hạ tầng và chế độ IEEE Ad-hoc:
2.2.1. 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.


Hình 2.4.Chế độ cơ sở hạ tầng
2.2.2. Chế độ IEEE Ad- hoc:
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.

Hình 2.5. Chế độ IEEE Ad- hoc
2.3. Bản chất hoạt động của mạng MANET:
Các nguyên lý thiết kế dựa trên gói đặc biệt thích hợp áp dụng kế lõi giao thức IP như
kết nối mạng MANET. Tuy nhiên, cần có thêm một số chức năng bổ sung không kết nối


(connectionless) và chuyển tiếp đối với trường hợp mạng động để đáp ứng những thử thách
và cơ hội trong mạng MANET.
2.3.1. Các mạng gói vô tuyến:
Động lực ban đầu của mạng MANET là kết nối mạng gói vô tuyến PR (Packet Radio).
Trong mạng gói vô tuyến, mỗi router được trang bị một giao diện vô tuyến. Mỗi router đều
có thể di động và các router có thể hoặc có thể trở thành bị phân tách về mặt không gian, do
vậy các router không thể giao tiếp trực tiếp với nhau. Hai router có thể yêu cầu một hoặc

nhiều router trung gian để chuyển tiếp (định tuyến) các gói tin thay mặt cho chúng. Trong ví
dụ trong hình 2, để mạng PR1 gửi các gói tin đến mạng PR3, mạng PR2 trung gian phải
chuyển tiếp cá gói tin này. Như vậy mạng PR2 phải nhận gói tin từ mạng PR1 tại giao diện
của nó và quyết định truyền lại các gói tin qua cùng giao diện đó như khi các gói tin này
được nhận để các gói tin này có thể đến được mạng PR3. Nhìn từ mạng PR2 thì cả mạng
PR1 và PR3 đều là các router lân cận trong đó PR1 và PR3 lại không phải là các router lân
cận của nhau.

Hình 2.6. Mạng gói vô tuyến (PR) cơ bản
2.3.2. Mạng gói vô tuyến và mạng Internet:
Các mạng gói vô tuyến dẫn đến các thử thách liên quan đến kiến trúc mạng như làm thế nào
để kết nối các mạng gói vô tuyến với các mạng khác, đặc biệt là các mạng cố định. Một thử
thách khác nữa là làm thế nào để giải quyết sự khác biệt về đặc tính của các giao diện và các
nốt khác nhau có mặt trong các mạng khác nhau. Các phương diện trên của mạng gói vô
tuyến đã giúp kích thích sự phát triển của giao thức Internet, một kiến trúc dựa trên kết nối


mạng không kết nối (connectionless networking) và chuyển tiếp dựa trên gói (packet-based
forwarding), hai đặc điểm cho phép việc kết nối giữa các thiết bị khác loại bởi các công
nghệ truyền thông hỗn hợp.
2.3.3. Mạng gói vô tuyến và mạng MANET:
Cấu hình router trong (hình 2.7) là cấu hình router MANET đơn giản nhất: một giao
diện duy nhất triển khai các đặc điểm của giao diện MANET .

Hình 2.7. Router MANET với một giao diện MANET
Ngoài ra còn rất nhiều thử thách khác đối với cả mạng MANET và mạng gói vô tuyến
như: các giao diện không dây dẫn đến việc chia sẻ tài nguyên truyền thông và dẫn đến sự
phụ thuộc lẫn nhau giữa các nốt lân cận, và các nốt này thường giao tiếp trực tiếp hoặc gián
tiếp. Sự thay đổi linh hoạt của các kênh vô tuyến và sự di chuyển của các nốt sẽ dẫn đến khả
năng mất gói và sự thay đổi cấu hình mạng liên tục.(Hình 2.8) cho thấy một giản đồ chung

về mạng MANET: mỗi router MANET (MNR) có một hoặc nhiều giao diện MANET, qua
đó các giao thức nhận ra giao diện MANET sẽ hoạt động để đảm bảo truyền thông trong
mạng MANET và vận hành các giao diện khác không phải giao diện MANET, liên lạc với
phía các host hoặc các mạng khác. Qua các giao diện nhận dạng không phải mạng MANET
(non-MANET), các giao thức không cần nhận ra các đặc tính của mạng MANET.


Hình 2.8. Mạng Ad hoc di động (MANET)


CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN
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. Mạng Ad hoc riêng gói tin muốn đến
được đích thì phải truyền qua nhiều trạm và nút mạng do đó để gói tin đến được đích thì
phải truyền qua nhiều trạm và nút mạng do đó để gói tin muốn đến được đích thì nút
mạng phải sử dụng phương pháp định tuyến. Giao thức định tuyến có hai chức năng: Tìm,
chọn đường tốt nhất và chuyển gói tin đến đúng đích. Dễ thấy rằng chức năng thứ hai rất
đơn giản có thể sử dụng nhiều giao thức và cấu trúc dữ liệu có sẵn ví dụ như bảng định
tuyến.
3.1 Các kỹ thuật định tuyến:
. 3.1.1. 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 tới 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 lân cận đó , nút nào đó biết được khoảng cách ngắn nhất từ các lân cận của nó

tới nút bất đích bất kỳ. Do đó, với mỗi nút đích, nút xuất phát sẽ chọn một 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 này 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.
3.1.2. 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 đề về độ thiếu chính xác trong định
tuyến DBF, vấn đề này có thể gây ra suy giảm hiệu suất mạng. 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 khi DBF chỉ duy trì một đường đi duy nhất
tới đích, nó thiếu khả năng thích nghi với các lỗi liên kết và yêu cầu nghiên cứu mở rộng
cho các hỗ trợ multicasting.
3.1.3 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 của các
nút trung gian và lưu giữ ở phần Path. Khi dò tìm các chất vấn, nút đích hay các nút đã
biết đường đi tới đích trả lời chất vấn bằng cách phúc đáp “source routed” cho nơi gửi.
Do nhiều phúc đáp nên có nhiều đường đi được tính toán và duy trì. Sau khí tính toán
đường đi nút liên kết bất kỳ bắt đầu các chất vấn, phúc đáp khác nên luôn cập nhật định
tuyến. Mặc dù các tiếp cận dựa trên cơ sở DC có độ 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 Ondemand chỉ phù hợp với mạng không dây băng thông
rộng trễ truyền gói nhỏ và lưu lượng rất nhỏ.
3.1.4 Định tuyến vùng:
Định tuyến vùng là một 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 kỳ đã tồn tại. Trong
định tuyến vùng mỗi nút xác đ ịnh vùng riêng khi nút ở khoảng cách nhất định. Định
tuyến vùng trung gian sử dụng định tuyến Ondemand để tìm đường đi. Ưu điểm của định
tuyến vùng là khả năng mở rộng cấp độ khi nhu cần 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 của các gói yêu cầu.


3.2 Phân loại các giao thức định tuyến
Phân loại các giao thức định tuyến:
-

Dựa trên bảng định tuyến: DSDV, WRP

-

Theo yêu cầu: AODV, DSR, LMR, TORA, ABR, SSR

 Định tuyến theo bảng (proactive): Trong phương pháp định tuyến theo bảng,
các node trong mạng MANET liên tục đánh giá các tuyến tới 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 các giao thức định tuyến theo
bảng, 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 đều kế thừa và sửa đổi đặc tính tương thích từ các thuật
toán 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 kể có lưu lượng hay không. Vì vậy, tiêu đề thông tin để duy trì cấu hình mạng
đối với các giao thức này thường là lớn. Một số giao thức định tuyến điển hình theo bảng
trong MANET gồm:
+ Giao thức định tuyến không dây WRP (Wireless Routing Protocol)
+ Định tuyến vector khoảng cách tuần tự đích DSDV (Destina tion Sequence
Distance Vector)
+ Định tuyến trạng thái tối ưu liên kết OLSR (Optimized Link State Routing)
….
 Định tuyến theo yêu cầu (reactive): Trong phương pháp định tuyến theo
yêu cầu, các đường dẫn được tìm kiếm chỉ khi cần thiết, hoạt động tìm tuyến bao gồm cả
thủ tục xác định tuyến. Thủ tục tìm tuyến kết thúc khi một tuyến được tìm thấy hoặc
không có tuyến khả dụng sau khi xác minh toàn bộ tập hoán vị tuyến. Trong mạng
MANET, các tuyến hoạt động có thể ngừng do tính di động của node. Vì vậy, thông tin
duy trì tuyến là tối quan trọng đối với các giao thức định tuyến theo yêu cầu. 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. Vì vậy, về mặt nguyên tắc, các giao thức này có
khả năng mở rộng tốt hơn so với các giao thức định tuyến theo bảng. Tuy nhiên, vấn đề


lớn nhất của các giao thức định tuyến theo yêu cầu là trễ do tìm kiếm tuyến trước khi
chuyển tiếp thông tin dữ liệu. Ví dụ về một số giao thức 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 On
demand Distance Vector routing)
+ Giao thức định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA (Temporally Ordered
Routing Algorithm)
 Giao thức định tuyến lai ghép: Các giao thức định tuyến lai ghép được đề
xuất đề kết hợp các đặc tính ưu điểm của các giao thức định tuyến theo bảng và theo yêu
cầu. Thông thường, các giao thức định tuyến lai ghép Manet được sử dụng trong kiến

trúc phân cấp. Các giao thức định tuyến theo bảng và theo yêu cầu được triển khai trong
các cấp thích hợp. Một số ví dụ về giao thức định tuyến lai ghép:
+ Giao thức định tuyến vùng ZRP (Zone Routing Protoc ol)
+ Giao thức định tuyến trạng thái liên kết dựa trên vùng ZHLS (Zone -based
Hierarchical Link State routing)
+ Giao thức định tuyến mạng tùy biến lai HARP (Hybrid Ad hoc Routing
Protocol), v.v...
Ngoài ra, chúng cũng được phân loại theo cách khác:


Link state protocol : trong các giao thức loại này, các router sẽ trao đổi LSA

(Link state advertisement) với các router khác để xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu về
trạng thái của toàn mạng (Network topology database). Các thông tin này được trao đổi
dưới dạng multicast (Một router đến nhiều router khác). Như vậy mỗi router sẽ có một
cái nhìn đầy đủ và độc lập về toàn mạng (Routing table chung) và từ đó sẽ tìm cách xây
dựng đường đi ngắn nhất đến đích.


Distance vector protocol : trong giao thức loại này, các router sẽ chỉ trao đổi bảng

định tuyến (Routing table) riêng của mình đến các routerláng giềng được kết nối trực tiếp
với mình. Như vậy các router này không tự biết được đường đi đến đích, không biết các
router trung gian mà phải dựa vào bảng định tuyến của router láng giềng (Bị chi phối bởi
các router láng giềng).