KHÁI QUÁT VỀ MẠNG MANET
Giới thiệu về mạng MANET
Mạng máy tính đã trở thành yếu tố thiết yếu trong nhiều lĩnh vực xã hội, từ mạng cục bộ đến Internet toàn cầu Nó kết nối mọi người trên khắp thế giới, giúp họ tiếp cận nguồn thông tin và tri thức phong phú từ kho tài nguyên khổng lồ.
Mạng tuỳ biến là một tập hợp các thiết bị di động tạo thành mạng tạm thời mà không cần quản lý tập trung hay dịch vụ hỗ trợ chuẩn Các node trong mạng này có khả năng di chuyển tự do và thiết lập kết nối tùy ý, dẫn đến việc topo mạng không dây có thể thay đổi nhanh chóng và khó dự đoán Mạng tuỳ biến có thể hoạt động độc lập hoặc kết nối với Internet.
MANET (mạng Adhoc di động) là một tập hợp các nút mạng không dây có thể được thiết lập linh hoạt tại bất kỳ thời điểm và địa điểm nào Không cần cơ sở hạ tầng, mạng MANET hoạt động như một hệ thống tự trị, nơi các máy chủ di động kết nối với nhau qua sóng vô tuyến và có khả năng di chuyển tự do, thường đóng vai trò như bộ định tuyến.
Hình 1.1: Minh họa mạng MANET
Hình 1.2: Biểu đồ mạng MANET
MANET (Mobile Adhoc Network) trước đây còn được gọi là mạng vô tuyến gói, và được tài tài trợ, phát triển bởi DARPA trong đầu thập niên
1970 Sau đó một mạng mới SUSAN (Adaptive Survivable Network) đã được đề xuất bởi DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency ) vào năm
Vào năm 1983, để hỗ trợ một mạng quy mô lớn và mạnh mẽ hơn, thuật ngữ Adhoc đã được sử dụng để mô tả một loại mạng theo tiêu chuẩn IEEE802.11 Mạng di động Adhoc đã được định nghĩa bởi IETF (Internet Engineering Task Force).
1.1.3 Các đặc điểm mạng MANET
Trong mạng MANET, thiết bị tự trị đầu cuối (Autonomous terminal) đóng vai trò là các node di động, có khả năng hoạt động như cả host và router Những thiết bị này không chỉ thực hiện các chức năng cơ bản của một host mà còn có thể chuyển đổi để đảm nhận vai trò của router, dẫn đến việc thiết bị đầu cuối và chuyển mạch trở nên khó phân biệt trong mạng MANET.
Phân chia hoạt động trong mạng MANET diễn ra do không có hệ thống mạng nền tảng cho trung tâm kiểm soát, dẫn đến việc quản lý được chia cho các thiết bị đầu cuối Các node trong MANET cần phối hợp với nhau, và khi cần thiết, chúng hoạt động như thiết bị relay để đảm bảo chức năng bảo mật và định tuyến Thuật toán định tuyến đa đường cho phép định tuyến một chặng và nhiều chặng dựa trên thuộc tính liên kết và giao thức định tuyến khác nhau So với multihop, singalhop MANET có cấu trúc và thực hiện đơn giản hơn, với chi phí thấp và ít ứng dụng hơn Khi truyền dữ liệu, các gói sẽ được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều trung gian của các nút để đến đích trong phạm vi truyền tải trực tiếp không dây.
Cấu hình động trong mạng MANET cho phép các node di động thay đổi nhanh chóng, dẫn đến sự biến đổi không lường trước của cấu trúc mạng Các kết nối giữa các thiết bị đầu cuối có thể thay đổi theo thời gian, và các node di động sẽ tự động thiết lập định tuyến động khi di chuyển, tạo thành một mạng riêng biệt trong không gian Ngoài ra, một thành viên trong MANET không chỉ hoạt động trong mạng di động mà còn có thể yêu cầu truy cập vào mạng cố định công cộng.
Dao động về dung lượng liên kết trong mạng MANET là một vấn đề quan trọng do tỉ lệ bit lỗi cao của kết nối không dây Kết nối giữa hai đầu cuối có thể phải trải qua nhiều chặng, và chất lượng kênh giao tiếp ở đầu cuối thường bị ảnh hưởng bởi nhiễu, hiệu ứng đa đường, và sự giao thoa Bên cạnh đó, băng thông của các kết nối không dây thường thấp hơn so với mạng có dây Trong nhiều trường hợp, việc truy cập của hai người dùng có thể phải đi qua nhiều liên kết không dây không đồng nhất.
Tối ưu hóa cho thiết bị đầu cuối trong mạng MANET là rất quan trọng do các node thường có CPU với tốc độ xử lý thấp, bộ nhớ hạn chế và năng lượng lưu trữ ít Do đó, việc cải tiến các thuật toán và cơ chế là cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho các thiết bị này.
1.1.4 Kiểu kết nối và cơ chế hoạt động
1.1.4.1 Mạng máy chủ di động Ở topo này các thiết bị chỉ liên kết với một máy chủ duy nhất Các thiết bị khác liên kết qua máy chủ đó như hình 1.3 [7]
Hình 1.3: Mạng máy chủ di động
1.1.4.2 Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất Ở topo (hình trạng) này các máy có thể liên kết trực tiếp với nhau trong phạm vi phủ sóng của mình
Hình 1.4: Hình minh hoạ mạng có các thiết bị di động không đồng nhất
Chế độ này cho phép các node di động giao tiếp trực tiếp mà không cần đến cơ sở hạ tầng Trong chế độ này, các liên kết không thể được thực hiện qua nhiều chặng.
Hình 1.5: Chế độ IEEE-Adhoc
1.1.5.2 Chế độ cơ sở hạ tầng
Chế độ này bao gồm các điểm truy cập AP cố định và các node di động tham gia vào mạng, cho phép truyền thông qua các điểm truy cập Trong chế độ này, các liên kết có thể thực hiện qua nhiều chặng, như được minh họa trong hình 1.6.
Hình 1.6: Chế độ cơ sở hạ tầng
Phân loại mạng MANET
Mạng MANET định tuyến Singal-hop là mô hình mạng Adhoc đơn giản nhất, trong đó tất cả các node nằm trong cùng một vùng phủ sóng và có thể kết nối trực tiếp mà không cần thông qua các node trung gian.
Mô hình này cho phép các node di chuyển tự do trong một phạm vi nhất định, đảm bảo rằng chúng có thể liên kết trực tiếp với các node khác trong mạng của mình.
1.2.1.2 Multi-hop Ðây là mô hình phổ biến nhất trong mạng MANET, nó khác với mô hình trước là các node có thể kết nối với các node khác trong mạng mà có thể không cần kết nối trực tiếp với nhau Các node có thể định tuyến với các node khác thông qua các node trung gian trong mạng Ðể mô hình này hoạt động một cách hoàn hảo thì cần phải có giao thức định tuyến phù hợp với mô hình mạng MANET [10]
Mô hình này tương tự như mô hình Multi-hop thứ hai, nhưng điểm khác biệt là nó tập trung vào các ứng dụng thời gian thực, chẳng hạn như audio và video.
1.2.2.1 Mạng MANET đẳng cấp (Flat)
Trong kiến trúc mạng peer-to-peer, tất cả các node có vai trò ngang hàng và hoạt động như các router để định tuyến dữ liệu Mặc dù cấu trúc Flat không tối ưu hóa việc sử dụng băng thông trong các mạng lớn do thông tin điều khiển phải được truyền đi khắp mạng, nhưng nó lại phù hợp cho các topo có nhiều node di chuyển.
1.2.2.2 Mạng MANET phân cấp (Hierarchical) Ðây là mô hình sử dụng phổ biến nhất Trong mô hình này thì mạng chia thành các domain (miền), trong mỗi domain bao gồm một hoặc nhiều cluster (nhóm), mỗi cluster chia thành nhiều node (nút) Có hai loại node là master node và nomal node
Master node là nút quản trị trong một router, có chức năng chuyển dữ liệu giữa các node trong cluster và các node trong cluster khác, hoạt động như một gateway.
Node bình thường là các node nằm trong cùng một cluster, có khả năng kết nối với các node khác trong cluster hoặc với các cluster khác thông qua master node.
Hình 1.9: Mô hình mạng phân cấp
Các cơ chế trên mạng giúp tối ưu hóa việc sử dụng băng thông, vì tin nhắn chỉ cần truyền trong một cluster Tuy nhiên, việc quản lý sự chuyển động của các node trở nên phức tạp hơn Do đó, kiến trúc mạng phân cấp là lựa chọn phù hợp cho các mạng có tính chuyển động thấp.
1.2.2.3 Mạng MANET kết hợp (Aggregate)
Mỗi node bao gồm hai mức topo: Topo mức thấp (node level), và topo mức cao (zone level)
Mỗi node đặc trưng bởi: node ID và zone ID Trong một Zone có thể áp dụng kiến trúc đẳng cấp hoặc kiến trúc phân cấp [10]
Hình 1.10: Mô hình mạng Aggregate
Định tuyến
Trong mạng thông tin vô tuyến, đặc biệt là mạng Adhoc, việc mỗi nút mạng có khả năng di chuyển dẫn đến sự thay đổi liên tục của topo mạng, gây khó khăn trong việc truyền tải gói tin Để gói tin đến được đích, nó cần phải đi qua nhiều trạm và nút mạng, do đó, việc sử dụng phương pháp định tuyến là cần thiết Giao thức định tuyến thực hiện hai chức năng chính: tìm kiếm và chọn đường đi tốt nhất, cũng như chuyển gói tin đến đúng đích.
Bảo mật trong MANET
Mỗi router trong mạng MANET cần xác định và theo dõi các router lân cận, mặc dù chúng không biết trước về sự tồn tại của nhau Các router có thể gia nhập hoặc rời khỏi mạng, dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của mạng MANET Ngoài ra, nhiều router sử dụng giao diện vô tuyến để truyền thông, cho phép các nút gần nhau gửi và nhận các gói tin giao thức MANET một cách linh hoạt.
Nếu không có biện pháp bảo mật, router MANET sẽ tiết lộ thông tin giao thức và nhận dữ liệu từ các nút lân cận Để bảo vệ router MANET khỏi các nút xung quanh, cần áp dụng các phương thức bảo mật như mật khẩu chữ ký, đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và xác thực thực thể ngang cấp Các tình huống triển khai mạng MANET khác nhau sẽ yêu cầu các biện pháp bảo mật phù hợp.
Khi triển khai mạng MANET cho quân đội, việc tiết lộ cấu hình mạng cho bất kỳ tổ chức nào là không thể chấp nhận Ngược lại, đối với mạng phục vụ khu vực dân sự, thông tin về cấu hình mạng trở nên ít quan trọng hơn.
Các tình huống triển khai khác nhau trong mạng MANET đòi hỏi các cơ chế bảo mật đa dạng, như mã khóa hoặc chứng thực chia sẻ trước Đồng thời, các router MANET cũng cần có công suất tính toán đủ để tạo và kiểm tra các mật mã Do đó, giao thức MANET cần được thiết kế để hỗ trợ nhiều cơ chế bảo mật phù hợp nhằm đáp ứng các yêu cầu đa dạng của các router và tình huống triển khai.
Ứng dụng của MANET
Với sự phát triển của thiết bị cầm tay và công nghệ không dây, mạng di động ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là trong các ứng dụng rộng rãi Mạng di động có khả năng hoạt động ở những khu vực thiếu hạ tầng hoặc nơi có hạ tầng tốn kém và không thuận tiện Mạng MANET cho phép dễ dàng duy trì, thêm hoặc xóa kết nối Các ứng dụng cho mạng MANET rất đa dạng, bao gồm các mạng di động, mạng có tính động cao, và các mạng tĩnh thường bị giới hạn bởi nguồn năng lượng Ngoài những ứng dụng truyền thống trong môi trường truyền thẳng, còn có nhiều ứng dụng mới được phát triển cho các môi trường hiện đại.
Trang thiết bị quân sự hiện đại thường tích hợp nhiều loại thiết bị máy tính, trong đó mạng MANET đóng vai trò quan trọng giúp quân đội duy trì kết nối thông tin giữa các chiến sĩ, phương tiện và chỉ huy Công nghệ mạng này cho phép tối ưu hóa việc chia sẻ dữ liệu và thông tin, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của lực lượng vũ trang Các kỹ thuật cơ bản của mạng Adhoc phát triển từ nhu cầu này, mang lại khả năng linh hoạt và thích ứng cao trong các tình huống chiến đấu.
MANET (Mạng Ad-hoc di động) có thể được ứng dụng hiệu quả trong công tác cứu hộ, đặc biệt trong các tình huống thiên tai như hỏa hoạn, lũ lụt và động đất Trong lĩnh vực cứu hộ, việc hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và nguy hiểm yêu cầu hạ tầng thông tin linh hoạt và khả năng triển khai hệ thống nhanh chóng Thông tin được chia sẻ giữa các thành viên trong nhóm cứu hộ thông qua các thiết bị nhỏ gọn, cầm tay, giúp nâng cao hiệu quả và tốc độ cứu trợ.
Mạng MANET cho phép kết nối linh hoạt và tạm thời giữa các thiết bị như máy tính xách tay, phục vụ cho việc truyền tải và chia sẻ thông tin trong các sự kiện như hội nghị và lớp học Ngoài ra, mạng này cũng có thể được áp dụng trong gia đình để trao đổi thông tin trực tiếp Các lĩnh vực khác như taxi dân sự, thể thao, sân vận động, thuyền và máy bay nhỏ cũng có thể hưởng lợi từ công nghệ mạng MANET này.
1.5.4 Hệ thống nhúng (Embeded System)
Sự gia tăng của các thiết bị kết nối với môi trường xung quanh đã làm tăng nhu cầu về Adhoc Những thiết bị này, từ đồ chơi thông minh đến các thiết bị gia đình, có khả năng kết nối mạng để tìm kiếm thông tin trên internet hoặc tương tác với điện thoại, cho phép người dùng điều chỉnh âm lượng khi có cuộc gọi, đáp ứng đa dạng nhu cầu sử dụng.
1.5.5 Mạng xe cộ (Vehicular Network)
Mạng xe cộ Adhoc (VANET) là một hệ thống mạng không cần cơ sở hạ tầng, được hình thành từ các phương tiện giao thông trên đường Các phương tiện này được trang bị thiết bị thu phát, cho phép chúng liên lạc và chia sẻ thông tin như một nút trong mạng Adhoc Thông tin được trao đổi trong mạng VANET bao gồm dữ liệu về lưu lượng xe, tình trạng kẹt xe, tai nạn giao thông, các nguy hiểm cần tránh, cùng với các dịch vụ thông thường như đa phương tiện và Internet.
1.5.6 Mạng cảm biến (Sensor Network)
Mạng cảm biến không dây là ứng dụng điển hình của Adhoc, với sự quan tâm đáng kể trong quân sự, công an, tình báo, khảo cổ học và nghiên cứu địa lý Các bộ cảm biến nhỏ gọn nhưng có khả năng truyền thông và lưu trữ tốt, giúp quân đội sử dụng công nghệ hiện đại mà khó bị phát hiện Trong y tế, chúng cho phép giám sát liên tục thông tin về sự sống, trong khi trong công nghệ thực phẩm, cảm biến giúp giám sát chất lượng sản phẩm, nâng cao sự hài lòng của khách hàng Trong nông nghiệp, các bộ cảm biến xác định chất lượng đất và độ ẩm, phát hiện hợp chất khác, và chúng cũng được ứng dụng rộng rãi trong dự báo thời tiết và bảo vệ môi trường.
1.5.7 Mạng cá nhân (Personal Are Network - PAN)
Mạng MANET tầm ngắn giúp đơn giản hóa việc truyền thông giữa các thiết bị di động như PDA, laptop và điện thoại di động thông qua kết nối vô tuyến, thay vì sử dụng dây cáp Ngoài ra, MANET còn có khả năng mở rộng chức năng truy cập Internet tương tự như các mạng khác như WLAN, GPRS và USTM Trong tương lai, Mạng Cá Nhân (PAN) sẽ là một lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn của MANET.
Kế luận chương 1
Chương đầu tiên của luận văn giới thiệu về mạng MANET, bao gồm phân loại, định tuyến, chế độ bảo mật và các ứng dụng của nó Tiếp theo, chương tiếp theo sẽ nghiên cứu sâu về giao thức định tuyến và một số phương thức truyền tệp trong mạng MANET.
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC TRUYỀN TỆP
Giao thức định tuyến trong MANET
2.1.1 Định tuyến trong hệ thống mạng
Tiến trình định tuyến dựa vào bảng định tuyến lưu trữ trong bộ nhớ của router, chứa các lộ trình tốt nhất đến các đích khác nhau trên mạng, vì vậy việc xây dựng bảng định tuyến là rất quan trọng Để chuyển các gói dữ liệu đến mạng đích một cách chính xác, router cần nhớ thông tin về đường đi tới các mạng khác Nếu router sử dụng định tuyến động, nó sẽ tự động ghi nhớ thông tin từ các router khác, trong khi với định tuyến tĩnh, quản trị mạng phải cấu hình thông tin này cho router.
2.1.2 Phân loại giao thức định tuyến
Mạng MANET (Mobile Adhoc Network) là một mạng không dây đặc biệt, bao gồm các thiết bị di động có khả năng giao tiếp trực tiếp với nhau hoặc thông qua các nút trung gian Các nút mạng không chỉ hoạt động như thiết bị truyền thông mà còn đóng vai trò là thiết bị định tuyến, giúp mạng hoạt động hiệu quả Với tính năng này, MANET không phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng cố định, mang lại tính linh động cao, dễ dàng lắp đặt và chi phí triển khai cùng bảo trì thấp.
Việc áp dụng các giao thức định tuyến thông thường như Distance-Vector và Link-State trong mạng Adhoc có thể gây ra một số vấn đề phát sinh.
Tiêu hao băng thông mạng và năng lƣợng nguồn nuôi cho các cập nhật định kỳ
Trong mạng Adhoc, hầu hết các thiết bị di động hoạt động dựa trên nguồn pin, và việc truyền hoặc nhận gói tin tiêu tốn đáng kể năng lượng Khác với các mạng thông thường, nơi vị trí của các bộ định tuyến ít thay đổi, mạng Adhoc có cấu hình topo thường xuyên thay đổi do các nút di chuyển Điều này yêu cầu mạng phải hội tụ nhanh chóng cho các tuyến mới Để đảm bảo sự hội tụ này, các giao thức định tuyến cần liên tục gửi cập nhật, dẫn đến việc tiêu tốn nhiều băng thông và năng lượng.
Các đường đi dư thừa được tích lũy một cách không cần thiết
Trong môi trường mạng Adhoc, có nhiều đường đi từ nút nguồn đến nút đích, và các đường đi này được tự động cập nhật vào bảng định tuyến của các thiết bị di động, gây ra tình trạng dư thừa đường đi trong bảng định tuyến.
Trong mạng Adhoc, các giao thức định tuyến được phân loại thành ba loại chính: Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table-Driven Routing Protocol), Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu (On-Demand Routing Protocol) và Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol).
Hình 2.1: Phân loại các giao thức định tuyến trong MANET
2.1.2.1 Giao thức định tuyến theo bảng (Table-Driven Routing Protocol)
Giao thức định tuyến theo bảng, hay còn gọi là giao thức chủ ứng (Proactive), cho phép mỗi nút trong mạng duy trì thông tin định tuyến đến tất cả các nút khác Thông tin này được phát broadcast định kỳ để cập nhật bảng định tuyến, đảm bảo rằng nút nguồn có thể truy cập thông tin ngay lập tức khi cần thiết.
Trong các mạng có nhiều nút di chuyển hoặc khi các liên kết giữa các nút bị đứt, cần thiết phải có cơ chế để tìm kiếm hoặc sửa đổi thông tin của nút bị đứt trong bảng định tuyến Nếu các liên kết này không được sử dụng, chúng sẽ trở thành lãng phí tài nguyên và ảnh hưởng đến băng thông của mạng.
GIAO THỨC ĐỊNH TUYỀN TRONG MANET
CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN THEO YÊU
CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN KẾT HỢP
HARP mạng Chính vì thế giao thức định tuyến theo bảng ghi chỉ áp dụng trong các mô hình mạng MANET mà các nút ít di chuyển
Routing protocols that operate using table-driven methods include Destination Sequenced Distance Vector (DSDV), Wireless Routing Protocol (WRP), and Global State Routing (GSR).
2.1.2.2 Giao thức định tuyến điều khiển On-Demand Routing Protocol
Một phương pháp định tuyến khác với định tuyến điều khiển theo bảng ghi là định tuyến điều khiển theo yêu cầu, hay còn gọi là giao thức phản ứng (Reactive) Phương pháp này tạo ra các con đường khi có nhu cầu, và khi một nút cần một tuyến đến đích, nó sẽ bắt đầu quá trình khám phá tuyến (Route Discovery) để tìm đường đi Quá trình này chỉ kết thúc khi tìm ra một tuyến khả dụng hoặc khi tất cả các tuyến khả thi đã được kiểm tra.
Khi một tuyến đường được khám phá và thiết lập, nó sẽ được duy trì thông qua các quy trình định tuyến cho đến khi không còn khả năng truy cập từ nút nguồn hoặc không còn cần thiết nữa.
Các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu không phát broadcast đến các nút lân cận về thay đổi bảng định tuyến theo thời gian, giúp tiết kiệm tài nguyên mạng Điều này làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong các mạng MANET phức tạp với các nút di chuyển nhiều Một số giao thức tiêu biểu trong nhóm này bao gồm Giao thức CBRP (Cluster Based Routing Protocol), AODV (Adhoc On Demand Distance Vector), DSR (Dynamic Source Routing), và TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm).
2.1.2.3 Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol)
Giao thức định tuyến này kết hợp cả cơ chế chủ động (Proactive) và phản ứng (Reactive), phù hợp cho các mạng quy mô lớn với mật độ nút mạng dày đặc.
Trong giao thức định tuyến Hybrid, mạng được chia thành các vùng (zone), mỗi node giữ thông tin về kiến trúc mạng trong vùng của nó và các vùng lân cận Giao thức này kết hợp giữa phương pháp định tuyến phản ứng (Reactive) cho các kết nối giữa các zone và định tuyến chủ động (Proactive) cho các node trong cùng một zone Nhờ đó, việc xác định đường đi đến node trong cùng zone không cần định tuyến ra ngoài, trong khi các tiến trình khám phá và duy trì đường được sử dụng để tìm kiếm và duy trì kết nối giữa các zone.
Các giao thức định tuyến tiêu biểu sử dụng kiểu Hybrid: Giao thức ZPR (Zone Routing Protocol), Giao thức ZHLS (Zone-based Hierarchical Link State Routing Protocol),…
2.1.3 Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên MANET
Việc định tuyến trên các hệ thống mạng đóng vai trò quan trọng, xảy ra trước hoặc trong quá trình truyền dữ liệu Các phương thức định tuyến ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ hệ thống mạng Định tuyến theo yêu cầu là một phương thức cơ bản trong mạng không dây, đặc biệt là trong hệ thống mạng MANET, nơi định tuyến chỉ diễn ra khi có nhu cầu truyền dữ liệu Hiện nay, hai giao thức định tuyến phổ biến nhất theo phương thức này là DSR và AODV.
2.1.3.1 Giao thức DSR (Dynamic Source Routing)
Một số phương thức truyền tệp qua mạng
2.2.1 Phương thức truyền tệp qua Email
Khi sở hữu một hòm thư điện tử được hỗ trợ bởi máy chủ thông qua giao thức IMAP hoặc POP3, người dùng có thể sử dụng các ứng dụng như Outlook Express, Microsoft Express hoặc các trình duyệt như Internet Explorer và Google Chrome để gửi và nhận thư điện tử.
Chrome là trình duyệt phổ biến, và việc sử dụng email cùng với tệp đính kèm là một trong những phương thức được nhiều người ưa chuộng Tuy nhiên, dung lượng tệp đính kèm trong email thường bị giới hạn, với Yahoo cho phép tối đa khoảng 20MB và Gmail là 25MB.
Bạn có thể sử dụng dịch vụ gửi email trung gian, cho phép người gửi nhập địa chỉ email nhận và tải lên tập tin cần gửi Sau đó, một email với liên kết tải về tập tin sẽ được gửi đến địa chỉ đã cung cấp Một số dịch vụ tiêu biểu bao gồm:
YouSendIt (www.yousendit.com) là một trang web cho phép người dùng gửi tập tin mà không cần đăng ký, hỗ trợ tải lên tập tin có kích thước lên đến 100MB Sau khi gửi, người nhận sẽ nhận được email kèm theo liên kết để tải xuống tập tin.
Hình 2.13: Gửi tệp qua YouSendIt
MailBigFile là dịch vụ nổi bật cho phép người dùng gửi tệp lên tới 300MB mà không cần đăng ký Người gửi còn có thể kèm theo thông điệp trong email, tạo sự tiện lợi và linh hoạt trong việc chia sẻ tệp tin.
Hình 2.14: Gửi tệp qua MailBigFile
2.2.2 Phương thức truyền tệp qua kho lưu trữ trực tuyến
Hiện nay, có nhiều dịch vụ lưu trữ trung gian cho phép người dùng chỉ cần tải lên tệp dữ liệu và chia sẻ liên kết với người nhận Một số dịch vụ lưu trữ file phổ biến bao gồm Megaupload, Mediafire, 4Shared, và Rapidshare Mặc dù phương pháp này tiện lợi, nhưng một số dịch vụ có giới hạn về thời gian lưu trữ và có thể tính phí người dùng, điều này có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm sử dụng Hơn nữa, thông tin quan trọng có thể bị rò rỉ qua các công cụ tìm kiếm.
Hình 2.15: Gửi tệp qua Mediafire
2.2.3 Phương thức truyền tệp qua Chat
Việc gửi file qua trò chuyện trực tuyến yêu cầu cả hai bên phải online, điều này có thể gây khó khăn nếu bên nhận không ở gần máy tính Một số ứng dụng chat phổ biến như Yahoo cho phép người dùng gửi và nhận file ngay lập tức sau khi hoàn tất quá trình.
Với Yahoo: Khi truyền file có thể mất kết nối giữa chừng và phải thực hiện lại
Với Gtalk: Có thể dùng ngay địa chỉ Gmail để làm nick chat và truyền file
Với Skype: Có thể nói là ổn định nhất và tốc độ khá nhanh
Hình 2.16: Gửi tệp qua Skype
Kết luận chương 2
Chương 2 của luận văn đã thực hiện tìm hiểu, phân tích một một số giao thức định tuyến, so sánh hoạt động của giao thức và tìm hiểu một số phương thức truyền têp Chương tiếp theo sẽ tìm hiểu và thực hiện cách thức kết nối, lập trình socket, phương thức truyền tệp TCP của bài toán và xây dựng ứng dụng truyền tệp.
THIẾT LẬP KẾT NỐI MANET VÀ XÂY DỰNG
Thiết lập kết nối MANET
3.1.1 Tạo mạng Adhoc trên Windows 7
Hiện nay, hầu hết các máy vi tính đều sử dụng hệ điều hành Windows 7 Bài viết này sẽ hướng dẫn cách thiết lập kết nối mạng Adhoc trên Windows 7, yêu cầu các máy tính phải có card wireless.
Tạo mạng Adhoc trên một máy vi tính bất kỳ với các bước như sau: Vào Control Panel chọn Network and Internet
Hình 3.1: Cửa sổ Network and Internet Chọn Set up a new conection or network
Hình 3.2: Lựa chọn Set up a new conection or network
Chọn Set up a wireless Adhoc (computer-to-computer) network và nhấn Next
Hình 3.3: Lựa chọn Set up a wireless Adhoc (computer-to-computer) network
Cài đặt wireless Adhoc network và nhấn Next
Hình 3.4: Lựa chọn Set up wireless Adhoc network Đặt tên cho Network name Thí dụ ở đây đặt Adhocdemo Các lực chọn trong Security type bao gồm:
No authentication (open): Không đặt mật khẩu truy cập
WEP: Cơ chế bảo mật WEP dùng ít nhất 10 kí tự [1],[7],[9]
WPA2-Personal: Cơ chế bảo mật WPA2 phải đặt ít nhất mật khẩu
8 kí tự và đây là cơ chế bảo mật tốt nhất [1],[7],[9]
Tích vào Save this network và nhấn Next
Hình 3.5: Lựa chọn đặt tên và mật khẩu
Hệ thống sẽ tạo ra một mạng
Hình 3.6: Cài đặt mạng Adhoc mới
Thông báo khi thành công
Hình 3.7: Cài đặt thông báo thành công
Khi bạn nhấp vào biểu tượng kết nối không dây, một mạng Adhocdemo sẽ xuất hiện với biểu tượng ba màn hình kết nối, cho phép các máy tính kết nối vào mạng này.
Hình 3.8: Biểu tượng mạng Adhoc mới tạo
3.1.2 Kết nối máy vừa tạo mạng Adhoc mới
Chọn biểu tượng mạng Adhocdemo vừa tạo và nhấn kết nối Máy tính của bạn sẽ tham gia vào mạng này, hiển thị thông báo "Đang chờ người dùng" và chờ đợi các thiết bị khác kết nối.
Hình 3.9: Biểu tượng mạng Adhoc chờ các máy thành viên kết nối
3.1.3 Kết nối máy thành viên vào mạng Adhoc
Khi máy tạo mạng Adhocdemo đã kết nối, các máy thành viên khác cần nhập mật khẩu để đăng nhập vào mạng vừa tạo.
Hình 3.10: Biểu tượng kết nối và đăng nhập vào mạng Adhoc
Nếu kết nối thành công thì xuất hiện biểu tượng như hình dưới đây:
Hình 3.11: Biểu tượng các máy tính kết nối vào mạng Adhoc mới tạo
Các máy tính kết nối theo kiểu Adhoc thì phải ngắt chế độ tường lửa trên hệ điều hành và các phần mềm diệt virus
Ngắt chế độ tường lửa trên Windows 7 như sau:
Vào Control Panel chọn Network and sharing center
Hình 3.12: Network and sharing center
Chọn Tern windows firewall on or off
Chọn hết các nút Turn off Windows firewall và nhấn OK
Hình 3.13: Kiểm tra các máy trong mạng
3.1.5 Kiểm tra các máy trong mạng
Vào của sổ Run gõ lệnh CMD
Hình 3.14: Cửa sổ Run trên Windows
Để kiểm tra tên các máy kết nối trong mạng, bạn có thể sử dụng lệnh "Net view /all" trên cửa sổ command của Windows Tên máy sẽ hiển thị ngay sau ký hiệu "\\" Ví dụ, trong hình 3.15, có 4 máy được liệt kê với các tên tương ứng là ADMIN-PC, PC2, PC3 và TUYETDUNG-VAIO.
Hình 3.15: Thông tin tên các máy kết nối trong mạng
3.1.6 Xác định địa chỉ IP của máy
Gõ lệnh Ping theo tên máy để kiểm tra địa chỉ IP và xác nhận kết nối với máy hiện tại Nếu kết nối thành công, bạn sẽ thấy dải địa chỉ IP trong dấu ngoặc vuông [x.x.x.x] và dòng thông báo Reply from kèm theo địa chỉ IP của máy được kiểm tra.
Hình 3.16: Kiểm tra địa chỉ IP
Như vậy địa chỉ IP của máy PC2 hiển thị trên hình là 169.254.80.6
Lập trình Socket và xây dựng ứng dụng truyền tệp
Sockets là giao diện lập trình mạng tại tầng vận chuyển, đóng vai trò là điểm cuối của liên kết giữa hai ứng dụng Hiện nay, Socket được hỗ trợ trên hầu hết các hệ điều hành như MS Windows (WinSock) và Linux, đồng thời được sử dụng trong nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau như C, C++, Java, Visual Basic, và C#.
The Windows Socket Application Programming Interface (Winsock API) is a library of socket functions that enables developers to create network applications based on the TCP/IP protocol.
Giao diện lập trình ứng dụng (API) là cầu nối giữa chương trình ứng dụng và lớp mạng trong hệ thống TCP/IP, cho phép lập trình viên điều khiển việc truyền thông giữa hai máy thông qua các giao thức TCP và UDP.
Thiết lập kênh giao tiếp với mỗi đầu kênh được đánh dấu bằng một cổng cho phép dữ liệu dễ dàng đi vào và ra khỏi kênh thông qua cổng này.
Một trong hai quá trình phải công bố số hiệu cổng của socket mà mình sử dụng để nhận và gởi dữ liệu
Các quá trình khác có thể giao tiếp với quá trình đã công bố cổng cũng bằng cách tạo ra một socket
Socket hướng kết nối (TCP Socket)
Socket không hướng kết nối (UDP Socket)
Raw Socket: Cung cấp sự truy xuất vào các giao thức giao tiếp nền có hỗ trợ socket
Hình 3.13: Các giao thức trong lập trình Socket
3.2.2 Lập trình mạng với TCP socket
TCP là giao thức "có liên kết", yêu cầu thiết lập kết nối giữa hai thực thể trước khi trao đổi dữ liệu Một ứng dụng trên máy tính truy cập dịch vụ của TCP thông qua cổng (Port), với số hiệu cổng được biểu diễn bằng 2 bytes.
Một cổng TCP kết hợp với địa chỉ IP tạo thành một đầu nối TCP/IP (Socket) duy nhất trong mạng Dịch vụ TCP hoạt động thông qua một liên kết logic giữa hai đầu nối TCP/IP Mỗi đầu nối TCP/IP có khả năng tham gia nhiều liên kết với các đầu nối TCP/IP khác Trước khi truyền dữ liệu giữa hai trạm, cần thiết lập một liên kết TCP và liên kết này sẽ được giải phóng khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu.
Các thực thể ở tầng trên sử dụng giao thức TCP thông qua các hàm gọi, bao gồm các hàm yêu cầu và trả lời Mỗi hàm này còn có các tham số để hỗ trợ việc trao đổi dữ liệu.
Để thiết lập một liên kết TCP/IP, bạn có thể mở một liên kết mới theo hai phương thức: chủ động (Active) hoặc bị động (Passive).
Phương thức bị động yêu cầu TCP chờ đợi một yêu cầu kết nối từ xa thông qua đầu nối TCP/IP hiện tại Người sử dụng có thể sử dụng hàm Passive Open để khai báo cổng TCP cùng với các thông số như mức ưu tiên và mức an toàn.
Người sử dụng chủ động yêu cầu TCP thiết lập một liên kết với đầu nối TCP/IP ở xa, và liên kết này sẽ được xác lập khi có một hàm Passive Open tương ứng được thực hiện tại đầu nối TCP/IP đó.
Bảng liệt kê một vài cổng TCP phổ biến [12]
Bảng 3.1: Bảng liệt kê một vài cổng TCP phổ biến
Số hiệu cổng Mô tả
Khi người sử dụng gửi đi một yêu cầu mở liên kết sẽ được nhận hai thông số trả lời từ TCP
Thông số Open ID được TCP cung cấp ngay lập tức để gán cho một tên kết nối cục bộ cho liên kết được yêu cầu Thông số này sau đó được sử dụng để tham chiếu đến liên kết đó Nếu TCP không thể thiết lập kết nối yêu cầu, nó sẽ gửi tham số Open Failure để thông báo.
Khi TCP thiết lập liên kết, nó gửi tham số Open Success để thông báo rằng liên kết đã được thiết lập thành công Thông báo này được chuyển đến trong cả hai trường hợp bị động và chủ động Sau khi liên kết được mở, dữ liệu có thể được truyền trên liên kết đó.
Các bước thực hiện khi truyền và nhận dữ liệu bao gồm việc thiết lập liên kết giữa người sử dụng để gửi và nhận thông tin Quá trình này được thực hiện thông qua các hàm Send và Receive.
Hàm Send trong TCP gửi dữ liệu theo các khối và lưu trữ chúng trong bộ đệm Khi cờ PUSH được kích hoạt, toàn bộ dữ liệu trong bộ đệm sẽ được gửi đi, bao gồm cả khối dữ liệu mới nhận Ngược lại, nếu cờ PUSH không được kích hoạt, dữ liệu sẽ được giữ lại trong bộ đệm và chỉ được gửi khi có cơ hội thích hợp, nhằm tối ưu hóa hiệu quả truyền tải.
Hàm Receive trong TCP lưu trữ dữ liệu tại trạm đích trong bộ đệm liên kết Khi dữ liệu có cờ PUSH, toàn bộ nội dung trong bộ đệm sẽ được gửi ngay cho người sử dụng Ngược lại, nếu không có cờ PUSH, TCP sẽ trì hoãn việc chuyển dữ liệu cho đến khi thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống.
Kết luận chương 3
Chương 3 của luận văn đã thực hiện thiết lập kết nối MANET, giới thiệu về môi trường truyền dẫn không dây, lập trình socket với phương thức truyền tệp TCP và UDP, phân tích bài toán và xây dựng sơ đồ khối truyền tệp theo phương thức TCP, xây dựng và thử nghiệm chương trình truyền tệp
