So sánh các giao thức định tuyến aodv năm 2024

Nhận viết đề tài trọn gói – ZL: 0973.287 –

Luanvanmaster

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

----

NGUYỄN TOÀN QUYỀN

NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

AODV, DSR VÀ OLSR TRONG HỆ THỐNG

MẠNG MANET

Chuyên ngành : HỆ THỐNG THÔNG TIN

Mã số : 60.48.

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN

Đà Nẵng - Năm 2016

TẢI TÀI LIỆU KẾT BẠN ZALO 0973.

Công trình được hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS. LÊ VĂN SƠN

Phản biện 1: TS. Phạm Anh Phương

Phản biện 2: TS. Trần Thiên Thành

Luận văn đã được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt

nghiệp thạc sĩ hệ thống thông họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày

31 tháng 7 năm 2016.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

• Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng

nào mà không cần đến cơ sở h tầng hiện t i, bao g m c sự c u h nh tr ƣớc

đó và ng ƣời qu n trị, mọi ng ƣời có thể nhận ra tiềm năng th ƣơng m i

và lợi thế của m ng ad hoc có thể mang l i. M NET có thể đ ƣợc dùng

trong quân sự, trong các m ng c m biến, các ho t động cứu hộ, sử dụng

để truyền thông giữa các sinh vi n trong khu tr ƣờng sở, trao đổi thông

tin và dữ liệu trong các khu th ƣơng m i, tự do chia sẻ kết nối Internet,

dùng trong các buổi hội th o,...

Hiện nay, một số giao thức định tuyến truyền thống không còn

phù hợp với M NET mà đ ƣợc thay thế b ng các giao thức định tuyến

theo y u cầu, b ng ghi, kết hợp,...

V vậy, luận văn này chúng tôi nghi n cứu m ng di động tùy biến

không dây [Mobile Ad Hoc Network - MANET] trong đó mọi nút đều

có kh năng di chuyển n n không có một nút m ng cố định nào thực hiện

chức năng điều khiển trung tâm. V vậy việc định tuyến cho dữ liệu

truyền đi trên M NET đang là v n đề đ ƣợc các nhà nghi n cứu quan tâm

có ý nghĩa khoa học r t lớn trong việc điều khiển thông tin truyền tin m

ng một cách sáng suốt và đáp ứng tốt với sự phát triển các dịch vụ

truyền thông đa ph ƣơng tiện hiện nay.

Trong các nghi n cứu gần đây các giao thức ODV, DSR và OLSR

chỉ ra cách thức truyền gói tin đến các nút m ng trong m ng tùy biến

không dây. Nội dung ch nh của luận văn s nghiên cứu các giao thức

định tuyến AODV, DSR và OLSR trong hệ thống mạng MANET. ng

thời đánh giá hiệu qu các quá tr nh truyền tin của các giao thức định

tuyến đó trong M NET dựa tr n ph ƣơng pháp mô phỏng b ng NS-. T đó

đề xu t môi tr ƣờng áp dụng tốt cho t ng giao thức khác nhau, đ m b o

truyền thông tin cậy và hiệu qu.

Nội dung luận văn g m 3 ch ƣơng:

Ch ƣơng 1: Tổng quan về m ng không dây

Ch ƣơng : Nghi n cứu các giao thức định tuyến ODV, DSR và

OLSR trên

Ch ƣơng 3: Mô phỏng một số giao thức định tuyến trên MANET

1. Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài
2. Mục tiêu

. Căn cứ vào mục đ ch chính của luận văn, tôi xin đ ƣa ra các mục

tiêu cụ thể nh ƣsau:

• Giới thiệu tổng quan về M ng 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 su t chính của các giao thức định

tuyến.

• Tìm hiểu kh năng mô phỏng các giao thức định tuyến c ng nhƣ

các mô h nh chuyển động khác nhau của bộ mô phỏng m ng NS-2.

• ánh giá b ng mô phỏng một số giao thức định tuyến phổ biến

trong các ngữ c nh chuyển động của các nút m ng khác nhau.

2 Nhiệm vụ

ể đ t đ ƣợc mục ti u tr n, nhiệm vụ của tôi là nghi n cứu, thực

hiện việc phân t ch, so sánh và đánh giá các giao thức theo các ti u ch về

hiệu năng ho t động đ ng thời chỉ ra h ƣớng cần c i tiến cho các giao

thức này.

1. Đối t ƣợng và phạm vi nghiên cứu
2. Đối t ƣợng nghiên cứu
3. Tổng quan về MANET.
4. V n đề định tuyến trên MANET.
5. Các thuật toán tren MANET.
6. Ứng dụng các thuật toán trong định tuyến tr n MANET.
7. Phân lo i

CH ƢƠNG : CÁC GI O THỨC ỊNH TUYẾN ODV, DSR VÀ

OLSR TRONG MANET

.1. Giao thức định tuyến cổ điển

1. Giao thức định tuyến trong m ng D HOC

2. AD HOC ON- DEMAND DISTANCE VECTOR ROUTING

[AODV]

2. DYNAMIC SOURCE ROUTING [DSR]

2. OPTIMIZED LINK STATE ROUTING[OLSR]

.6. So sánh các giao thức định tuyến

CH ƢƠNG 3: MÔ PHỎNG CÁC GI O THỨC ODV, DSR VÀ

OLSR TRONG MÔI TR ƢỜNG NS-

1. Giới thiệu môi tr ƣờng mô phỏng NS-
2. Môi phỏng m ng không dây trong môi tr ƣờng NS-
3. Phân t ch kết qu mô phỏng

CH ƢƠNG 1

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ MANET

1. MẠNG KHÔNG DÂY

1.1. Giới thiệu về mạng không dây

1.1. Phân loại mạng không dây

1. Theo qui mô triển khai mạng

Dựa tr n qui mô triển khai m ng, m ng không dây có thể đ ƣợc

phân thành 3 lo i: WP N [Wireless Personal rea Network], WL N

[Wireless Local Area Network], và WWAN [Wireless Wide Area

Network].

• M ng WP N [Wireless Personal Area Network]
• M ng WL N [Wireless Local Area Network]
• M ng WW N [Wireless Wide Area Network

1. Theo quan hệ di động của các bộ định tuyến và nút mạng

1.1. Những đặc điểm chính của mạng không dây

• M ng Wireless cung c p t t c các t nh năng của công nghệ m ng

L N mà không bị giới h n về kết nối vật lý, t o ra sự thuận lợi trong việc

truyền t i dữ liệu giữa các thiết bị trong hệ thống m ng.

• M ng không dây c n tiết kiệm đ ƣợc chi ph thiết kế các đ ƣờng

dây trong t a nhà và chi ph b o d ƣỡng [đối với m ng cục bộ không

dây], tiết kiệm thời gian, có kh năng mở rộng và đặc biệt là t nh linh

động.

• V n đề b o mật tr n m ng không dây là mối quan tâm hàng đầu

hiện nay.

CH ƢƠNG 2

CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV, DSR VÀ OLSR TRONG

MANET

2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CỔ ĐIỂN

2.1. Định tuyến dựa trên trạng thái liên kết

Ph ƣơng pháp định tuyến dựa trên tr ng thái liên kết dựa trên giá

của mỗi liên kết [cost] và nút m ng ph i duy trì c u trúc m ng hoàn chỉnh

với tham số này.

2.1. Định tuyến dựa trên vector khoảng cách

Ph ƣơng pháp này định tuyến dựa trên vector kho ng cách, có c i

tiến hơn so với ph ƣơng pháp định tuyến dựa trên tr ng thái liên kết: mỗi

nút m ng chỉ giám sát giá của liên kết xu t phát t nó, và không qu ng bá

thông tin đến t t c nút m ng; nó gửi qu ng bá đều đặn đến nút liền c nh

thông tin về kho ng cách ngắn nh t tới nút khác trong m ng.

2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG AD HOC

2.2. Các yêu cầu chung

2.2. Phân loại

1. Định tuyến theo bảng, định tuyến theo yêu cầu và định tuyến lai

 Các giao thức định tuyến proactive: c n đ ƣợc gọi là các

giao thức định tuyến theo b ng [table-driven].

 Các giao thức định tuyến reactive: c n đ ƣợc gọi là các

giao thức định tuyến theo y u cầu [on-demand].

 Các giao thức định tuyến lai [hybrid] đ ƣợc đề xu t để

kết hợp

ƣ u điểm của lo i giao thức tr n và khắc phục các nh ƣợc điểm của

chúng.

1. Cấu trúc và phân bổ tiến trình định tuyến

1. Khai thác các metric mạng cho định tuyến

1. Ước lượng topo, đích, vị trí cho định tuyến

2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV

2.3. Khám phá đ ƣờng

Hình 2. Quá trình gửi yêu cầu khám phá đường

2.3. Thiết lập đ ƣờng đảo chiều

Có hai số thứ tự [ngo i tr số thứ tự của broadcast_id] trong một

RREQ đó là: Số thứ tự ngu n và số thứ tự đ ch mới nh t.

2.3. Thiết lập đ ƣờng chuyển tiếp

Một RREP chứa các thông tin sau:

2.3. Quản lý bản định tuyến

Mỗi mục b ng định tuyến chứa các thông tin sau:

• ch

s ph n h i l i cho node ngu n b ng gói Route Reply [RREP] chứa thông

tin về đ ƣờng đi đến đ ch và kết thúc tiến tr nh. Ng ƣợc l i th qua b ƣớc

3.

• Bước 3: Nó kiểm tra địa chỉ đ ch cần t m có trùng với đi chỉ của

nó hay không? Nếu trùng th nó gởi l i cho node ngu n gói Route Reply

[RREP] chứa thông tin về đ ƣờng đi đến đ ch và kết thúc tiến tr nh.

Ng ƣợc l i th 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 b ƣớc 1]

2.4. Cơ chế duy trì thông tin định tuyến [Route

Maintanance]

Route Maintanance cho phép các nút trong hệ thống m ng tự

động b o tr thông tin định tuyến trong Route Cache. Trong giao thức

định tuyến DSR, các node khi chuyển gói tin tr n m ng đều ph i có

nhiệm vụ xác nhận r ng các gói tin đó đã chuyển đến node kế tiếp hay

ch ƣa [thông qua sự ph n h i thông tin của node nhận]? Trong một

tr ƣờng hợp nào đó mà node đó phát hiện r ng gói tin không thể truyền

đến node kế tiếp. Nó s gởi gói Route Error [RERR] cho node ngu n để

thông báo t nh tr ng hiện thời của li n kết và đi chỉ của node kế tiếp mà

không thể chuyển đi. Khi node ngu n nhận đ ƣợc gói RERR, nó s xóa

con đ ƣờng đi mà li n kết bị hỏng trong Route cache và t m một đ ƣờng

đi khác mà nó biết trong route cache hoặc s khởi động một tiến trình

route discovery mới nếu nh ƣ không t n t i đ ƣờng đi th ch hợp trong

Route cache.

2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OLSR

Optimized Link State Routing Protocol [OLSR] là giao thức định

tuyến đ ƣợc phát triển cho m ng Mobile dhoc Network [M NET]. OLSR

ho t động nh ƣmột b ng ghi, một giao thức proactive,..,

2.5. Cấu trúc bản tin

1. Định dạng gói tin cơ bản

Hình 2. Định dạng gói tin

1. Định dạng bản tin Hello

Hình 2. Định dạng bản tin Hello

1. Định dạng bản tin TC [ Topology Control ]

Hình 2. Định dạng bản tin TC

2. SO SÁNH CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

Bảng 2. So sánh các giao thức định tuyến

Đối

Giao Thông tin Thời gian Thông tin cập t ƣợng

thức l ƣu trữ cập nhật nhật cập

nhật

AODV Chặng tiếp Cơ chế Thông điệp lỗi Nút

theo tới mỗi duy trì đ ƣờng[route error] ngu n

đ ch có giao đ ƣờng

tiếp theo sự

kiện

DSR ƣờng đi Cơ chế Thông điệp lỗi Nút

tới các đ ch duy trì đ ƣờng[route error] ngu n

có giao tiếp đ ƣờng

theo sự

kiện

OLSR Toàn bộ ịnh kỳ Thông điệp T t c

c u h nh HELLO : thông tin c nút

m ng li n kết cục bộ và trong

hàng xóm [MPR] m ng

Thông điệp TC :

thông tin về các

MPR

Bảng 2. So sánh các giao thức định tuyến

Giao

Ph ƣơn

g

Tính

toán

Duy trì

pháp

cập

Số

đƣ

ờng

thức đ ƣờng đ ƣờng nhật

AOD

V

Unicas

t Ph n ứng

Một

đ ƣờng Xóa

theo yêu

[ đ ƣờ

ng đầu

ti n

đ ƣờng

,

cầu, qu ng nhận đ ƣợc bởi thông báo

bá thông thông điệp tr đến t t c

điệp truy lời] các nút

v n ngu n bị

nh h ƣởng

DSR

Unicas

t Ph n ứng

Nhiều

đ ƣờng Xóa

theo yêu đ ƣờng,

cầu, qu ng thông báo

bá thông cho nút

điệp truy ngu n

v n

OLSR

Qu ng

bá Tr ƣớc, thực Một đ ƣờng, Gửi các

hiện

bởi

nút đ ƣờng

đi

ngắn cập nhật

nh t

2.

CH ƢƠNG 3

MÔ PHỎNG CÁC GIAO THỨC AODV, DSR VÀ OLSR TRONG

MÔI TR ƢỜNG NS-

3. GIỚI THIỆU MÔI TR ƢỜNG MÔ PHỎNG NS

3. MÔ PHỎNG MẠNG KHÔNG DÂY TRONG MÔI TR ƢỜNG NS

3.2. Tạo MobileNode trong NS

3.2. Tạo sự hoạt động cho Node

3.2. Các thành phần cấu thành mạng trong một MobileNode

3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH MẠNG ĐỂ MÔ PHỎNG CHO CÁC

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN THEO YÊU CẦU TRÊN MẠNG

MANET

3. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Sử dụng file giao thức định tuyến: aodv; dsdv; dsr.

Kết qu cho ra hai file *.tr và *.nam.

3.4. Mô phỏng di chuyển trong mạng

1. T lệ gói tin nh n được

Hình 3. Tỷ lệ gói tin nhận được

DSR và ODV có kh năng chuyển tiếp gói tin tốt, tr n gói

tin ở tốc độ cao và hầu hết khá ổn định. Với OLSR t lệ gói tin nhận

đ ƣợc th p hơn so với hai giao thức tr n [ ] khi thông số di chuyển cao.

ng thời, khi thông số di chuyển cao việc xây dựng b ng định