bài báo cáo nhóm Mạng Ad-Hoc

Đặc điểm:  Mỗi máy chủ không chỉ đóng vai trò là một hệ thống cuối cùng mà còn hoạt động như một hệ thống trung gian  Mọi nút mạng đều có khả năng di động  Topo mạng thay đổi theo thờ

Mạng Ad-Hoc

Giảng viên : TS.Dương Lê Minh Thực hiện : group 4

Nội dung thuyết trình :

 phần 1 : Đỗ Minh Vương : giới thiệu về mạng

Adhoc và cơ chế DCF

 phần 2 : Sầm Tùng : Thách thức và tính năng cơ

bản của định tuyến trong Adhoc

 phần 3 : Nguyễn Xuân Cảnh : phân loại định

tuyến mạng Adhoc

Giới thiệu mạng Ad-Hoc:

 Mạng Ad-hoc là tập hợp các nút mạng không dây nằm

phân tán tạo thành một mạng tạm thời mà không sử

dụng bất kỳ cấu trúc hạ tầng mạng có sẵn hay sự quản

lý tập chung nào

 Mỗi nút mạng vừa đóng vai trò là một bộ định tuyến di động, vừa là nguồn phát không dây

 Các node di chuyển tự do, ngẫu nhiên vì vậy topo của

mạng cũng thay đổi liên tục, không thể đoán trước

Giới thiệu mạng Ad-Hoc

 Mạng Ad-hoc di động

Mạng Ad hoc

Đặc điểm:

 Mỗi máy chủ không chỉ đóng vai trò là một hệ thống

cuối cùng mà còn hoạt động như một hệ thống trung

gian

 Mọi nút mạng đều có khả năng di động

 Topo mạng thay đổi theo thời gian

 Các nút di động sử dụng nguồn năng lượng pin có hạn

 Băng thông trong thông tin vô tuyến hẹp

 Chất lượng kênh luôn thay đổi

IEEE 802.11 DCF

 Phương thức đa truy cập cảm nhận sóng mang với cơ

chế chống xung đột IEEE 802.11 DCF

Cơ chế trong DCF

 DCF yêu một trạm muốn truyền thông trong mạng cần

phải lắng nghe môi trường để xem môi trường bận hay không

 Nếu không bận: quá trình truyền tải được diễn ra

 Nếu bận : dừng quá trình truyền gói tin trong khoảng thời

gian BackoffTime

 backoffTime = random() x aSlotTime

 Sau thời gian backoffTime, các trạm tiếp tục lắng nghe để

thực hiện quá trình truyền tải

Cơ chế trong DCF

 DCF bao gồm cơ chế xác thực thành công trong việc

truyền gói tin Phía nhận sẽ gửi một frame ACK để

thông báo cho bên gửi biết rằng gói tin đã được truyền

thành công

 DCF sử dụng cơ chế phát hiện sóng mang ảo Các

khung RTS (request-to-send) và CTS (clear-to-send)

chứa một trường thời gian được trao đổi giữa các trạm

giữa nguồn và đích Trường thời gian này định nghĩa

khoảng thời gian mà môi trường cần giữ để thực hiện

truyền gói tin thực và trả về khung ACK

Nhược điểm của cơ chế DCF

 Nếu topo mạng quá lớn, có quá nhiều node, thì

xung đột thường xuyên xảy ra vì vậy có thể xảy

ra tắc nghẽn mạng

 Không đảm bảo QoS(Quality of Services) và

không thể thiết lập độ ưu tiên về băng thông

Thách thức trong định tuyến Adhoc

 Đặc tính động của Adhoc gây ra sự thay đổi thường

xuyên và khó đoán trước của topo mạng, làm tăng độ

khó và phức tạp trong định tuyến các nút di động

 Do tính đa dạng và bất thường của các liên kết ko dây

làm cho việc mất gói tin xảy ra thường xuyên

 Tính quảng bá của môi trường không dây khiến năng

lượng sóng bị giảm nhanh, làm cho khoảng cách

truyền bị giới hạn gây ra vấn đề hidden terminal và

exposed terminal

Thách thức trong định tuyến Adhoc

Định tuyến trong mạng Ad-hoc

 Trong mạng adhoc, topo mạng thay đổi theo thời gian

do đó gây ra nhiều khó khăn trong việc truyền tải gói

tin trong mạng

 Gói tin đến đúng đích cần qua nhiều trạm và nút mạng,

do đó để gói tin tới đúng đích thì các nút mạng cần sử

dụng phương pháp định tuyến

 Giao thức định tuyến gồm 2 chức năng : chọn đường

đi tốt nhất và chuyển gói tin đến đúng đích

Tính năng cơ bản của định tuyến Adhoc

 Điều khiển tối đa: giảm lượng tin nhắn gửi và nhận

xuống tối thiểu tiết kiệm dải tần và năng lượng

 Hạn chế tối đa quá trình xử lý: các giao thức xử lý

càng nhỏ,nhẹ giúp kéo dài tuổi thọ của nguồn pin

 Khả năng định tuyến đa chặng : các nút nguồn và

đích có thể ko thể truyền thông trực tiếp với nhau

Giao thức định tuyến cần tìm ra đường truyền giữa

nguồn và đích để việc truyền gói tin diễn ra bình

thường

Tính năng cơ bản của định tuyến Adhoc

 Bảo trì đồ hình động : trong đường truyền, một vài

liên kết có thể bị đứt do sự chuyển động của các nút

Để nguồn có thể đến được đích thì luôn phải có 1

tuyến đường độc lập Các liên kết hỏng trong mạng

Adhoc là khá thường xuyên nên các liên kết hỏng cần

được đưa lên kênh điều khiển để nhanh chóng xử lý

 Ngăn ngừa truyền lặp : do độ rộng dải thông nhỏ,

việc truyền lặp gây tốn rất nhiều tài nguyên và thiệt hại cho mạng Một tuyến lặp vòng chỉ xảy ra trong chốc

lát cũng gây nguy hại cho mạng Vì vậy cần tuyệt đối

Phân loại định tuyến Adhoc

 Để so sách và phân tích các giao thức định tuyến cho

mạng Ad hoc, các phương thức phân loại hợp lý là rất

quan trọng Các phương thức phân loại giúp cho các

nhà nghiên cứu và các nhà thiết kế hiểu được những

đặc trưng khác nhau và mối quan hệ giữa các giao

thức Các đặc trưng này chủ yếu liên quan đến việc tập hợp thông tin định tuyến, đến vai trò mà một nút có thể đảm nhận trong quá trình định tuyến

Phân loại định tuyến Adhoc

Định tuyến Proactive(định tuyến bảng)

 Các nút di động cố gắng đánh giá liên tục các tuyến

trong mạng để khi một gói cần phải chuyển tiếp thì

tuyến đó sẵn sàng để sử dụng

 Mỗi nút duy trì một hoặc nhiều bảng chứa thông tin

định tuyến tới các nút trong mạng Tất cả các nút sẽ

cập nhập các bảng này để duy trì thông tin và tình

trạng của mạng

 Khi topo mạng thay đổi, các nút truyền các bảng thông tin thông báo cho nhau để cập nhập thông tin về định

Định tuyến proactive

 Giao thức đinh tuyến trạng thái liên kết tối ưu OLSR(

Optimized Link State Routing) và giao thức đinh tuyến

vector trong khoảng tuần tự đích DSDV (Dynamic

Destination- Sequenced Distance-Vector Routing) là

hai ví dụ của định tuyến proactive

Đinh tuyến reactive(định tuyến theo yêu cầu)

 Giao thức này, thủ tục xác định tuyến đường chỉ được

gọi theo yêu cầu

 Xác định tuyến đường thông qua việc khám phá các

tuyến đường (route discovery)

 Quá trình khám phá kết thúc khi tìm ra tuyến đường

hoặc không tìm ra tuyến đường nào có sẵn sau khi đã

kiểm tra toàn bộ các tuyến

 Duy trì tuyến là hoạt động quan trọng của định tuyến

yêu cầu

Định tuyến reactive

 Hai ví dụ điển hình của định tuyến yêu cầu là : đinh

tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu AODV và đinh tuyến nguồn động DSR

Định tuyến lai Hybrid

 Là kết hợp ưu điểm của hai loại giao thức proactive và

reactive và khắc phục nhược điểm của chúng

 Các giao thức hybrid thường được triển khai trong

mạng có cấu trúc phân cấp Các đặc tính định tuyến

theo bảng và theo yêu cầu sẽ được triển khai độc lập ở

các mức phân cấp khác nhau

 Hai ví dụ về Hybrid là : Zone Routing Protocol và

Hybrid Ad Hoc Routing Protocol

Giao thức định tuyến Dynamic Source Routing

(DSR)

 Định tuyến nguồn động: là một giao thức định tuyến

phổ biến trong mạng tùy biến Mobile Adhoc Network

(MANET)

 Là một đinh tuyến điều khiển theo yêu cầu điển hình

(reactive)

 Trong DSR, các nút di dộng cần duy trì bộ nhớ đệm về tuyến chứa các tuyền nguồn mà nút di động nhận biết

được Các thực thể trong bộ nhớ đệm tuyến được cập

nhập liên tục

Khi một nút di động gửi một gói tin đến nút đích nào

Định tuyến trong DSR :

Định tuyến nguồn động DSR

 Nếu có một tuyến chưa hết hiệu lực để tới đích, nó sẽ

sử dụng tuyến đó để gửi gói tin

 Nếu không có một tuyến khả chuyển, nó sẽ khởi đầu

quá trình routing discovery bằng cách phát quảng bá

một gói tin yêu cầu tuyến Bản tin yêu cầu này chứa

địa chỉ đích cùng địa chỉ nguồn và số nhận dạng duy

Định tuyến nguồn động DSR

 Quá trình khám phá tuyến đường ngưng lại khi yêu cầu

tuyến được gửi tới đích hoặc khi nó tới được một nút trung

gian chứa trong bộ nhớ đệm tuyến của nó một tuyến đường

tới đích

Duy trì tuyến trong DSR

 DSR dùng 2 gói tin : ACK và Route Error để duy trì và hủy tuyến đường

Duy trì tuyến trong DSR

 Các node khi nhận đc gói tin cần gửi ACK xác nhận

cho node gửi => tuyến bình thường

 Khi 1 node mất, gói tin Route Error tạo ra để xóa node lỗi cùng tuyến đường qua node đó

 Nguồn sẽ dùng tuyến khác hoặc Routing discovery để tìm đường gửi tin tới đích