Tìm hiểu ảnh hưởng của giao thức định tuyến AODV và DSR trong điều khiển tắc nghẽn của TCP và TFRC trên mạng MANET

MỞ ĐẦU Ngày nay, việc sử dụng công nghệ không dây trở thành một dịch vụ đắc lực cho con người trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội, phần lớn thông tin được liên lạc, trao đổi với nhau qua mạng. Từ khi ra đời đến nay, mạng máy tính có dây đã có đóng góp lớn cho sự phát triển chung của xã hội. Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, nhất là khi các thiết bị di động như Laptop, điện thoại thế hệ mới, PDA ra đời thì mạng có dây bắt đầu bộc lộ những hạn chế của nó, do không thể đáp ứng hết những tính năng ưu việt mới của các thiết bị đó. Với sự hỗ trợ của các thiết bị vô tuyến, mạng không dây cũng không ngừng phát triển. Hàng loạt chuẩn mạng không dây được ra đời, từ các thế hệ 2G, 3G, 4G của điện thoại di động, đến các chuẩn IrDA, Open Air, BlueTooth và các chuẩn của Wireless Lan như IEEE 802.11e, HiperLan. Mạng không dây giúp các thiết bị di động sử dụng một cách hiệu quả, thuận tiện hơn như: + Khả năng di động cao, dễ dàng bổ sung, thay thế các thiết bị. + Thiết lập thông tin liên lạc cho chuyên ngành, tùy biến, ứng dụng đột xuất ở những nơi không có cơ sở hạ tầng. Bên cạnh đó, mạng không dây còn có những hạn chế về giá cả cũng như về mặt kỹ thuật: tỷ lệ lỗi bit cao, băng thông hạn chế, bán kính phủ sóng ngắn, chi phí thiết bị phần cứng cao, tuổi thọ pin của thiết bị còn thấp, khả năng bảo mật chưa cao. Hiện nay, Wireless LAN với công nghệ Wifi là công nghệ nổi bật đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Xu hướng trong tương lai của mạng Wireless LAN là mạng tùy biến không dây Mobile Ad-hoc Network (MANET). Mặc dù có nhiều nghiên cứu hoạt động của TCP trong mạng MANET, nhưng hoạt động của TFRC vẫn chưa rõ ràng trong mạng MANET. Sự kết hợp giữa giao thức truyền tin và giao thức định tuyến cho thấy hiệu năng mạng không dây có sự cải thiện đáng kể. Về ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giao thức truyền tin TCP, TFRC với các giao thức định tuyến AODV, DSR trên mạng tùy biến không dây MANET góp phần giải quyết bài toán thực tiễn hiện nay và tương lai đó là khi người sử dụng mạng không dây ngày càng tăng về số lượng, phạm vi rộng và nhu cầu dịch vụ mới mà mạng có dây còn hạn chế. Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá hiệu suất truyền thông của mạng tùy biến không dây để đưa ra khuyến nghị áp dụng là một vấn đề rất cấp thiết. Tổng quan tài liệu: Gần đây, những nghiên cứu về mạng MANET tăng lên do sự gia tăng của các thiết bị điện tử nhỏ gọn, máy tính xách tay, điện thoại di động thế hệ mới [1], có nhiều công trình nghiên cứu cải thiện giao thức định tuyến TCP như là TFRC [3], [8] trong mạng MANET. Tuy nhiên, đề tài này quan tâm nhiều hơn trong hoạt động nguyên bản của TCP và TFRC [1], [4]. Hầu hết các nhà khoa học trước đây đã nghiên cứu và đánh giá hiệu suất của giao thức truyền tải biệt lập với giao thức định tuyến của mạng MANET [6]. Gần đây, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu sự tương tác giữa các giao thức truyền tin ở tầng giao vận với giao thức định tuyến của lớp mạng [5], [8]. Nghiên cứu ảnh hưởng giữa sự kết hợp giao thức truyền tin và giao thức định tuyến cải thiện hiệu năng sử dụng của mạng MANET [6], cũng là lĩnh vực mới mà nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu hoạt động của TCP và TFRC, đánh giá sự ảnh hưởng của việc kết hợp TCP, TFRC với giao thức định tuyến AODV, DSR trên mạng MANET. Đối tượng nghiên cứu: Mạng MANET và kỹ thuật truyền dữ liệu, các giao thức định tuyến AODV, DSR trong điều khiển tắc nghẽn của TCP và TFRC trên mạng MANET. Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết các giao thức định tuyến, làm cơ sở cho việc đánh giá ảnh hưởng giữa sự kết hợp giao thức truyền tin và giao thức định tuyến trên mạng MANET.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

PHẠM í THIấN

Tìm hiểu ảnh h-ởng của giao thức định tuyến AODV và DSR trong điều khiển tắc nghẽn của TCP và TFRC trên mạng MANET

CHUYấN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH

MÃ SỐ: 60.48.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Huế, 2015

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng, biểu đồ

Danh mục các hình vẽ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET 4

1.1 Cấu trúc mạng MANET 4

1.1.1 Giới thiệu 4

1.1.2 Phân loại mạng MANET theo cách thức định tuyến 5

1.1.3 Phân loại mạng MANET theo chức năng của Node 7

1.1.4 Một số đặc điểm của mạng MANET 8

1.1.5 Một số thuật toán định tuyến cơ bản trong mạng MANET 9

1.1.6 Một số hạn chế và giải pháp 12

1.2 Phân loại giao thức định tuyến trên mạng MANET 14

1.2.1 Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table-Driven Routing Protocol) 15

1.2.2 Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu (On-Demand Routing Protocol) 15

1.2.3 Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol) 16

1.3 Vấn đề điều khiển tắc nghẽn 16

1.3.1 Nguyên lý điều khiển tắc nghẽn 18

1.3.2 Các phương pháp điều khiển tắc nghẽn 19

TRONG ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN 20

2.1 Phân tích hoạt động của TCP và TFRC trong quá trình điều khiển tránh tắc nghẽn 20

2.1.1 Vấn đề truyền tin và giải quyết tắc nghẽn của TCP 21

2.1.2 Giao thức truyền tin TFRC 23

2.1.2.1 Biểu thức tính thông lượng 30

2.2 Hoạt động của giao thức định tuyến AODV và DSR 30

2.2.1 Giao thức định tuyến DSR (Dynamic Source Routing) 31

2.2.2 Giao thức định tuyến AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) 34

2.3 Một số mô hình kết hợp của TCP với giao thức định tuyến 37

2.3.1 Mô hình kết hợp TCP-Reno, TCP-Vegas với AODV và OLSR 38

2.3.2 Mô hình kết hợp các biến thể TCP với các giao thức định tuyến sử dụng mô hình truyền sóng khác nhau 41

2.4 Ảnh hưởng của sự kết hợp TFRC với AODV và DSR 45

2.4.1 Phân tích những ảnh hưởng của DSR trong việc định tuyến truyền tin 45

2.4.2 Phân tích những ảnh hưởng của AODV trong việc định tuyến truyền tin 47

2.5 Đánh giá hiệu năng 50

2.6 Tiểu kết chương 50

Chương 3 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA SỰ KẾT HỢP TCP, TFRC VỚI AODV VÀ DSR 52

3.1 Giới thiệu môi trường mô phỏng NS-2 52

3.1.1 Cấu trúc và cơ chế của phần mềm NS-2 52

3.2 Thiết kế và cài đặt mô phỏng một số mô hình đã nghiên cứu 57

3.3 Phân tích kết quả và đánh giá hiệu năng 58

3.3.2 Tỷ lệ gói tin rơi 61

3.3.3 Độ trễ trung bình 63

3.4 Tiểu kết chương 65

KẾT LUẬN 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

2G, 3G, 4G 2nd Generation, 3rd Generation, 4th Generation ACK Acknowledgement data networks

AMPS Advance Mobile Phone Service

AODV Ad-hoc On-demance Distance Vector routing ARDIS Advance Nation Radio Data Service

CDMA Code Division Multiple Access

CDPD Cellular Digital Packet Data

CWND Congestion Window

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

DSL Digital Subcriber Line

DSR Dynamic Source Routing

EWC Enhanced Wireless Consortium

TFRC TCP-Friendly Rate Control

GMS Global system for Mobile Communications GPRS General Packet Radio Service

HDML Handheld Device Markup Language

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IETF Internet Engineering Task Force

IP Internet Protocol

ISP Internet Service Provider

LAN Local Area Netwwork

MAC Media Access Control

MANET Mobile Ad-hoc Network

NAT Network Address Translation

NS-2 Network Simulator-2

PAN Personal Area Network

PC Personal Computer

PDA Personal Digital Assistants

RERR Route Error

RREP Route Reply

RREQ Route Request

RTT Round Trip Time

SSTHRESH Slowstart Threshold

TCP Transmitsion Control Protocol

TDMA Time Division Multiple Access

UMTS Universal Mobile Telecommunications System WAE Wireless Application Environment

WDP Wireless Datagram Protocol

WIFI Wireless Fidelity

WSP Wireless Session Protocol

WTLS Wireless Transport Layer Security

WTSP Wireless Transaction Session Protocol

Danh mục các lưu đồ

2.1 Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của DSR 32 2.2 Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của AODV 36

Danh mục các bảng

2.1 Các tham số mô phỏng trong mô hình kết hợp TCP-Reno,

2.2

Các tham số mô phỏng trong mô hình kết hợp các biến thể

TCP với các giao thức định tuyến sử dụng mô hình truyền

sóng khác nhau

42

2.3 Goodput khi sử dụng mô hình truyền sóng TowRayGround 44 2.4 Goodput khi sử dụng mô hình truyền sóng Shadowing 44 3.1 Thông lượng trung bình khi TFRC kết hợp với AODV, DSR 59 3.2 Thông lượng trung bình khi TCP kết hợp với AODV, DSR 59 3.3 Tỷ lệ (%) gói tin rơi khi TFRC kết hợp với AODV, DSR 61 3.4 Tỷ lệ (%) gói tin rơi khi TCP kết hợp với AODV, DSR 61 3.5 Độ trễ trung bình khi TFRC kết hợp với AODV, DSR 63 3.6 Độ trễ trung bình khi TCP kết hợp với AODV, DSR 63

Danh mục các biểu đồ

3.1 Thông lượng khi TCP và TFRC kết hợp với AODV 60 3.2 Thông lượng khi TCP và TFRC kết hợp với DSR 60 3.3 Tỷ lệ (%) gói tin rơi khi TCP và TFRC kết hợp với AODV 62 3.4 Tỷ lệ (%) gói tin rơi khi TCP và TFRC kết hợp với DSR 62 3.5 Độ trễ trung bình khi TCP và TFRC kết hợp với AODV 64 3.6 Độ trễ trung bình khi TCP và TFRC kết hợp với DSR 64

Số hiệu Tên hình vẽ Trang

1.6 Sự phát triển của mạng không dây di động 9 1.7 Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET 14

2.2 Cơ chế hoạt động của giao thức TFRC 25

2.4 Minh họa cơ chế duy trì thông tin định tuyến 33

2.7 So sánh hiệu suất của TCP-Reno khi kết hợp với AODV và OLSR 40 2.8 So sánh hiệu suất của TCP-Vegas khi kết hợp với AODV và OLSR 40 2.9 So sánh hiệu suất của TCP-Reno và TCP-Vegas khi kết hợp với AODV 40 2.10 So sánh hiệu suất của TCP-Reno và TCP-Vegas khi kết hợp với OLSR 41 2.11 Tỷ lệ phát gói tin thành công khi kết hợp với AODV 43 2.12 Tỷ lệ phát gói tin thành công khi kết hợp với DSDV 43 2.13 Tỷ lệ phát gói tin thành công khi kết hợp với DSR 43 2.14 Tỷ lệ phát gói tin thành công khi kết hợp với OLSR 43 2.15 Minh họa thay đổi tuyến đường của DSR 47 2.16 Minh họa thay đổi tuyến đường của AODV 49 3.1 Cấu trúc phân tầng mô phỏng NS-2 của mạng không dây 53 3.2 Cấu trúc phần tầng khung nhìn phát triển NS-2 53

MỞ ĐẦU

Ngày nay, việc sử dụng công nghệ không dây trở thành một dịch vụ đắc lực cho con người trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội, phần lớn thông tin được liên lạc, trao đổi với nhau qua mạng Từ khi ra đời đến nay, mạng máy tính có dây đã có đóng góp lớn cho sự phát triển chung của xã hội Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, nhất là khi các thiết bị di động như Laptop, điện thoại thế hệ mới, PDA ra đời thì mạng có dây bắt đầu bộc lộ những hạn chế của nó, do không thể đáp ứng hết những tính năng ưu việt mới của các thiết bị đó

Với sự hỗ trợ của các thiết bị vô tuyến, mạng không dây cũng không ngừng phát triển Hàng loạt chuẩn mạng không dây được ra đời, từ các thế hệ 2G, 3G, 4G của điện thoại di động, đến các chuẩn IrDA, Open Air, BlueTooth và các chuẩn của Wireless Lan như IEEE 802.11e, HiperLan Mạng không dây giúp các thiết bị di động

sử dụng một cách hiệu quả, thuận tiện hơn như:

+ Khả năng di động cao, dễ dàng bổ sung, thay thế các thiết bị

+ Thiết lập thông tin liên lạc cho chuyên ngành, tùy biến, ứng dụng đột xuất ở những nơi không có cơ sở hạ tầng

Bên cạnh đó, mạng không dây còn có những hạn chế về giá cả cũng như về mặt

kỹ thuật: tỷ lệ lỗi bit cao, băng thông hạn chế, bán kính phủ sóng ngắn, chi phí thiết bị phần cứng cao, tuổi thọ pin của thiết bị còn thấp, khả năng bảo mật chưa cao

Hiện nay, Wireless LAN với công nghệ Wifi là công nghệ nổi bật đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới Xu hướng trong tương lai của mạng Wireless LAN là mạng tùy biến không dây Mobile Ad-hoc Network (MANET)

Mặc dù có nhiều nghiên cứu hoạt động của TCP trong mạng MANET, nhưng hoạt động của TFRC vẫn chưa rõ ràng trong mạng MANET Sự kết hợp giữa giao thức truyền tin và giao thức định tuyến cho thấy hiệu năng mạng không dây có sự cải thiện đáng kể

Về ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giao

thức truyền tin TCP, TFRC với các giao thức định tuyến AODV, DSR trên mạng tùy biến không dây MANET góp phần giải quyết bài toán thực tiễn hiện nay và tương lai

đó là khi người sử dụng mạng không dây ngày càng tăng về số lượng, phạm vi rộng và nhu cầu dịch vụ mới mà mạng có dây còn hạn chế Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá hiệu suất truyền thông của mạng tùy biến không dây để đưa ra khuyến nghị áp dụng là một vấn đề rất cấp thiết

Tổng quan tài liệu: Gần đây, những nghiên cứu về mạng MANET tăng lên do

sự gia tăng của các thiết bị điện tử nhỏ gọn, máy tính xách tay, điện thoại di động thế

hệ mới [1], có nhiều công trình nghiên cứu cải thiện giao thức định tuyến TCP như là TFRC [3], [8] trong mạng MANET Tuy nhiên, đề tài này quan tâm nhiều hơn trong hoạt động nguyên bản của TCP và TFRC [1], [4]

Hầu hết các nhà khoa học trước đây đã nghiên cứu và đánh giá hiệu suất của giao thức truyền tải biệt lập với giao thức định tuyến của mạng MANET [6] Gần đây, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu sự tương tác giữa các giao thức truyền tin ở tầng giao vận với giao thức định tuyến của lớp mạng [5], [8]

Nghiên cứu ảnh hưởng giữa sự kết hợp giao thức truyền tin và giao thức định tuyến cải thiện hiệu năng sử dụng của mạng MANET [6], cũng là lĩnh vực mới mà nhiều nhà nghiên cứu quan tâm

Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu hoạt động của TCP và TFRC, đánh giá sự ảnh

hưởng của việc kết hợp TCP, TFRC với giao thức định tuyến AODV, DSR trên mạng MANET

Đối tượng nghiên cứu: Mạng MANET và kỹ thuật truyền dữ liệu, các giao

thức định tuyến AODV, DSR trong điều khiển tắc nghẽn của TCP và TFRC trên mạng MANET

Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết các giao thức định tuyến, làm

cơ sở cho việc đánh giá ảnh hưởng giữa sự kết hợp giao thức truyền tin và giao thức định tuyến trên mạng MANET

Phương pháp mô phỏng và đánh giá hiệu năng bằng phần mềm NS-2

Phạm vi nghiên cứu: Các giao thức truyền tin TCP, TFRC và giao thức định

tuyến AODV, DSR trên mạng MANET

Cấu trúc của luận văn: Cấu trúc của luận văn gồm phần mở đầu, nội dung

luận văn gồm 3 chương, kết luận và tài liệu tham khảo

Chương 1 tổng quan về mạng MANET, vấn đề điều khiển tắc nghẽn và một số giao thức định tuyến

Chương 2 ảnh hưởng của giao thức định tuyến trong điều khiển tắc nghẽn Sự kết hợp của TCP, TFRC với một số giao thức định tuyến AODV và DSR trên mạng MANET

Chương 3 đánh giá hiệu năng và thiết kế mô hình, cài đặt mô phỏng một số mô hình đã nghiên cứu

Kết luận nêu lên những kết quả đã đạt được trong luận văn và hướng phát triển của đề tài

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET

Mạng di động tùy biến không dây – MANET (Mobile Ad hoc Network) là mạng mà 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 việc truyền dữ liệu trên mạng MANET là một trong những vấn đề đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, có ý nghĩa khoa học rất lớn trong việc điều khiển thông tin truyền tin trên mạng một cách trong suốt và đáp ứng tốt với sự phát triển các dịch vụ truyền thông đa phương tiện hiện nay

Mạng MANET là một trong những công nghệ vượt trội đáp ứng nhu cầu kết nối nhờ khả năng hoạt động không phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng cố định, với chi phí hoạt động thấp, triển khai nhanh 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 được hiệu quả hoạt động tốt hơn

1.1 Cấu trúc mạng MANET

Mạng MANET là một mô hình bao gồm các nút mạng di động, một vài host sẽ đóng vai trò định tuyến và chuyển các gói tin đến các nút lân cận Như vậy, việc triển khai mô hình mạng dạng MANET sẽ không yêu cầu có các thiết bị trung tâm, vì thế

mô hình này rất thích hợp trong các khu vực không thể xây dựng các cơ sở hạ tầng mạng

1.1.1 Giới thiệu

Mạng MANET đã trở thành thế hệ kế tiếp của mạng máy tính Theo định nghĩa của tổ chức Internet Engineering Task Force (IETF), mạng MANET là một vùng tự trị của các routers được kết nối với nhau bằng liên kết không dây, các nút (node) có thể di chuyển một cách tự do nên cấu trúc (topology) của mạng thay đổi liên tục mà không thể dự đoán trước

Hình 1.1 Mô hình mạng MANET

MANET bao gồm các hoạt động di động cơ bản như một router với nhiều máy

chủ và các thiết bị thông tin liên lạc không dây (được gọi đơn giản là “nút”) được tự

do di chuyển Các nút có thể ở nhiều vị trí khác nhau hoặc trên máy bay, tàu, xe, ngay

cả trên người hoặc các thiết bị rất nhỏ MANET là một hệ thống tự trị của các nút di động Hệ thống này có thể hoạt động độc lập, hoặc có thể có các cổng kết nối và giao tiếp với một mạng cố định

Các nút MANET được trang bị máy phát không dây và nhận bằng cách sử dụng các ăng-ten đa hướng (phát sóng), định hướng cao (point-to-point), có thể điều chỉnh, hoặc kết hợp một số tính năng trên Tại một thời điểm nhất định, tùy thuộc vào vị trí của các nút, mức phát và nhận, năng lượng truyền tải, độ nhiễu của một kết nối không dây là ngẫu nhiên Cấu trúc Ad-hoc này có thể thay đổi theo thời gian do các nút di chuyển hoặc do điều chỉnh tham số truyền và nhận

Mạng MANET có thể phân loại theo cách thức định tuyến hoặc theo chức năng của Node

1.1.2 Phân loại mạng MANET theo cách thức định tuyến

Mạng MANET định tuyến Single-hop

Đây là loại mô hình mạng Ad-hoc đơn giản nhất, trong đó, tất cả các node đều nằm trong cùng một vùng phủ sóng, nghĩa là các node có thể kết nối trực tiếp với các node khác mà không cần thông qua các node trung gian

Hình 1.2 Định tuyến Single-hop

Trong mô hình này, các node có thể di chuyển tự do nhưng chỉ trong một phạm

vi nhất định đủ để node có thể liên lạc trực tiếp với các node khác trong mạng

Mạng MANET định tuyến Multi-hop

Đây là mô hình phổ biến nhất trong mạng MANET, mô hình này khác với mô hình trước là các node có thể kết nối với các node khác trong mạng mà có thể không cần phải kết nối trực tiếp với nhau Các node có thể định tuyến đến node khác thông qua các node trung gian trong mạng Để mô hình này có thể hoạt động một cách hoàn hảo thì cần phải có các giao thức định tuyến phù hợp với mô hình mạng MANET

Hình 1.3 Định tuyến Multi-hop

Mô hình này là sự mở rộng của mô hình Multi-hop: mô hình này tập trung vào các ứng dụng có tính chất thời gian thực như: audio, video

1.1.3 Phân loại mạng MANET theo chức năng của Node

Mạng MANET đẳng cấp (Flat)

Trong kiến trúc này, tất cả các node có vai trò ngang hàng với nhau peer) và các node cũng đóng vai trò như các router dùng để định tuyến các gói dữ liệu truyền trên mạng Trong những mạng lớn thì kiến trúc Flat không tối ưu việc sử dụng tài nguyên băng thông của mạng với những thông báo điều khiển (control message) phải truyền trên toàn bộ mạng Tuy nhiên, nó thích hợp trong những topo mà các node

(peer-to-di chuyển nhiều

Mạng MANET phân cấp (Hierarchical)

Đây là mô hình mạng được sử dụng phổ biến nhất trong mạng MANET Trong kiến trúc này, mạng chia làm các miền (domain), trong mỗi domain bao gồm một hoặc nhiều cluster, với mỗi cluster bao gồm một hoặc nhiều node Do đó, node trong kiến trúc này chia làm hai loại:

- Master node là node quản trị một cluster và có nhiệm vụ chuyển dữ liệu của các node trong cluster đến các node trong các cluster khác và ngược lại Nói cách khác, nó có chức năng như một gateway

- Normal node là các node nằm trong cùng một cluster và chỉ có thể kết nối với các node trong cùng một cluster hoặc kết nối với các node trong các cluster khác thông qua master node

Hình 1.4 Mô hình mạng phân cấp

Với các cơ chế trên, mạng sử dụng tài nguyên băng thông mạng hiệu quả hơn vì các tin nhắn chỉ phải truyền trong một cluster Tuy nhiên, việc quản lý tính chuyển động của các node trở nên phức tạp hơn, kiến trúc mạng phân cấp thích hợp cho các mạng có tính di động thấp

Hình 1.5 Mô hình mạng Aggregate Ad hoc 1.1.4 Một số đặc điểm của mạng MANET

- Cấu trúc liên kết mạng năng động: Các nút được tự do di chuyển ngẫu nhiên,

do đó cấu trúc liên kết mạng có thể thay đổi ngẫu nhiên và nhanh chóng vào những thời điểm không thể đoán trước được, có thể bao gồm cả liên kết một chiều và hai chiều

- Khoảng cách phát sóng ngắn: khoảng cách phát sóng của các thiết bị di động

là rất hạn chế

- Băng thông hạn chế: hiệu suất của liên kết không dây sẽ tiếp tục có khả năng thấp hơn đáng kể hơn so với có dây Ngoài ra, hiệu suất truyền thông mạng không dây còn bị ảnh hưởng của đa truy cập, nhiễu sóng, và các điều kiện can thiệp khác Hiệu suất này thường thấp hơn nhiều so với tốc độ truyền tối đa của sóng trên lý thuyết Một ảnh hưởng khác đến hiệu suất trung bình của liên kết là tắc nghẽn, tức là nhu cầu ứng

dụng có khả năng sẽ tiếp cận hoặc vượt quá năng lực mạng Vì các mạng di động thường chỉ đơn giản là một phần mở rộng của cơ sở hạ tầng mạng cố định, và những người dùng mạng di động MANET sẽ yêu cầu các dịch vụ tương tự Những nhu cầu này sẽ tiếp tục tăng lên khi tính toán đa phương tiện và các ứng dụng mạng gia tăng

- Năng lượng hoạt động hạn chế: một số hoặc tất cả các nút trong mạng MANET có thể dựa trên pin hoặc phương tiện mang năng lượng hạn chế khác

Hình 1.6 Sự phát triển của mạng không dây di động

- Dịch vụ bảo mật vật lý hạn chế: các mạng di động không dây nói chung có độ bảo mật vật lý thấp hơn so với mạng có dây nên dễ bị nghe trộm, giả mạo, và các cuộc tấn công từ chối dịch vụ Hiện các kỹ thuật bảo mật liên kết thường được áp dụng trong mạng không dây để giảm thiểu các mối đe dọa về an ninh mạng

1.1.5 Một số thuật toán định tuyến cơ bản trong mạng MANET

Một phương pháp khá đơn giản và hiệu quả để thực hiện việc định tuyến trong hầu hết các hệ thống mạng truyền thông là việc sử dụng các bộ định tuyến để phát hiện

và lựa chọn đường đi hợp lý cho gói dữ liệu đến đích thông qua các thuật toán định tuyến như: thuật toán vectơ khoảng cách (Distance Vector) và thuật toán trạng thái kết nối (Link State)

Thuật toán Vectơ khoảng cách (Distance Vector)

Phương pháp này được thực hiện bằng cách truyền định kỳ các bản sao của bảng định tuyến từ router này sang router khác Mỗi router nhận được bảng định tuyến

của những router láng giềng kết nối trực tiếp với nó Dựa vào thông tin cung cấp bởi các router láng giềng, thuật toán vectơ khoảng cách sẽ lựa chọn đường đi tốt nhất Việc tính toán đường đi trong thuật toán định tuyến theo vectơ khoảng cách dựa vào thuật toán Bellman-Ford

Thuật toán Bellmen-Ford thường được áp dụng trong giao thức định tuyến tĩnh RIP để xây dựng bảng định tuyến Thuật toán này cũng tương tự như thuật toán Dijlkstra nhưng nó không áp dụng phương pháp tham lam trong việc chọn ra đỉnh v có trọng nhỏ nhất lân cận với đỉnh u đang xét

Thuật toán Bellman Ford tính toán đường đi ngắn nhất từ nguồn tới đích được

mô tả như sau:

Input: Đồ thị (G, w, s);

Bellman-Ford-More(G, w, s)

- Bước 1: Khởi tạo nút nguồn s

- Bước 2: for i = 1 to V[G] –1 do

for mỗi cạnh (u, v)  E[G] do

if d( v) > d(u) + w then {d(u), d(v) là chi phí được tính từ nút gốc đến các đỉnh u, v}

d(v) : = d(u) + w;

- Bước 3: for mỗi cạnh (u,v)  E[G] do

if d[u] + w(u, v) < d[v] then

Sử dụng các giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thường tốn ít tài nguyên của hệ thống Tuy nhiên, tốc độ đồng bộ giữa các router lại chậm và thông số được sử dụng để chọn đường đi có thể không phù hợp với những hệ thống mạng lớn

Thuật toán trạng thái kết nối (Link State)

Trạng thái liên kết là một mô tả đặc điểm các mối liên kết từ bộ định này tới các

bộ định tuyến lân cận Các đặc điểm này bao gồm: địa chỉ IP, mặt nạ, kiểu mạng kết nối, và các bộ định tuyến kết nối mạng đó

Giao thức định tuyến trạng thái liên kết được thực hiện dựa trên các bản tin thông báo trạng thái liên kết (LSA), mỗi bộ định tuyến xây dựng cho mình một cơ sở

dữ liệu trạng thái riêng dựa vào nội dung của các bản tin này Do đó các bộ định tuyến biết rõ và chinh xác thông tin topo về mạng và thực hiện truyền dẫn các gói tin từ nút nguồn đến nút đích trong mạng dễ dàng

Gói thông báo trạng thái liên kết (LSA: Link State Advertisment) là các gói tin nhỏ chứa thông tin định tuyến được truyền qua lại giữa các bộ định tuyến, được làm tràn trên mạng theo định kỳ hay khi có thay đổi thông tin của một bộ định tuyến nào

đó trong mạng Cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết (LSDB: Link State Database) được tạo

và cập nhật từ thông tin của các bản tin thông báo LSA

Thuật toán trạng thái liên kết được dùng để xây dựng và tính toán đường đi ngắn nhất từ nút nguồn đến tất cả các nút đích trong mạng Thuật toán Dijkstra được

áp dụng trong giao thức định tuyến trạng thái liên kết được thực hiện qua các bước sau:

Input: Đồ thị (G, w, s);

Dijkstra(G, w, s)

- Bước 1: Khởi tạo nút nguồn s;

- Bước 2: S : = {}; {Cuối cùng S sẽ chứa các đỉnh có trọng số đường đi ngắn nhất từ s}

- Bước 3: Khởi tạo hàng đợi ưu tiên Q : = V[G] {Q chứa các đỉnh trong đồ thị G}

- Bước 4: While Q <> {} do

u : = EXTRACT_MIN(Q) {Chọn ra đỉnh v trong Q lân cận đỉnh u có trọng số cạnh (u,v) nhỏ nhất gán cho u}

- Bước 5: S : = S  {u} ; Q : = Q \ {u}

- Bước 6: for mỗi đỉnh v  Adj[u] do {v các đỉnh liền kề với u}

if d( v) > d(u) + w then {d(u), d(v) là chi phí được tính từ nút gốc đến các đỉnh u, v}

d(v) : = d(u) + w; {quay lại Bước 4}

Output: Cây đường đi ngắn nhất từ đỉnh s đến các nút trong mạng

Sử dụng giao thức định tuyến trạng thái liên kết sẽ dẫn đến một số nhược điểm:

- Router sử dụng định tuyến theo trạng thái kết nối sẽ phải cần nhiều bộ nhớ hơn và hoạt động xử lý nhiều hơn là sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách

- Router phải có đủ bộ nhớ để lưu cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng, bảng định tuyến Khi khởi động việc định tuyến, tất cả các router phải gửi gói LSA cho tất cả các router khác, khi đó băng thông đường truyền sẽ bị chiếm dụng làm cho băng thông dành cho đường truyền dữ liệu của người dùng bị giảm xuống Tuy nhiên, sau khi các router đã thu thập đủ thông tin để xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng thì băng thông đường truyền không bị chiếm dụng nữa

1.1.6 Một số hạn chế và giải pháp

- Phạm vi truyền dẫn không dây hạn chế: Trong các mạng không dây, băng thông bị hạn chế do sử dụng băng tần vô tuyến điện và do đó tỷ lệ dữ liệu mà nó có thể vận chuyển thấp hơn rất nhiều so với mạng có dây Điều này đòi hỏi các giao thức định tuyến trong mạng không dây phải sử dụng băng thông một cách tối ưu bằng cách giữ cho chi phí định tuyến thấp nhất có thể

- Định tuyến phần đầu: Trong mạng MANET, các nút thường xuyên thay đổi vị trí Vì vậy, một số tuyến đường cũ vẫn tồn tại trong bảng định tuyến, dẫn đến tổng chi phí định tuyến cao hơn nhiều so với khả năng thực tế của mạng

- Hạn chế nguồn năng lượng: Nguồn năng lượng hoạt động hạn chế là một trong những khó khăn lớn đối với các nút trong mạng MANET Nguồn năng lượng chủ yếu được cung cấp bằng pin Tăng khả năng lưu trữ của pin và giảm kích thước nút di động là biện pháp để sử dụng tối ưu nguồn năng lượng

- Liên kết bất đối xứng: Hầu hết các mạng có dây dựa vào các liên kết đối xứng

cố định Nhưng với mạng MANET với các nút di động và liên tục thay đổi vị trí do đó các liên kết thay đổi thường xuyên Ví dụ trong mạng không dây nút B sẽ gửi một tín hiệu đến nút A nhưng điều này không nói được bất cứ điều gì về chất lượng của kết

nối theo hướng ngược lại Đặc tính này đòi hỏi giao thức định tuyến phải cung cấp con đường “thứ 2” để nút đích thực hiện truyền phát các gói tin phản hồi

- Các kênh kết nối không dây thay đổi theo thời gian: Các kênh kết nối không dây dễ bị thay đổi bởi một loạt các nguyên nhân khác nhau, chẳng hạn đứt liên kết tạm thời, nằm trong vùng phủ sóng yếu, do tác động can thiệp vào kết nối của con người và tắc nghẽn Một số yếu tố khác như phạm vi phủ sóng, tốc độ truyền dữ liệu và độ tin cậy của truyền tải không dây Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố trên đến việc truyền tải còn phụ thuộc vào điều kiện môi trường và tính di động của nút truyền và nhận

- Tính chất phát sóng của môi trường không dây: Bản chất của kênh phát sóng

là việc truyền dữ liệu từ một nút và được nhận bởi tất cả các nút trong phạm vi phủ sóng trực tiếp của nó Một nút có thể được truy cập vào môi trường chia sẻ thông tin chỉ khi việc truyền tin của nó không ảnh hưởng đến phiên truyền tin của các nút khác Khi nhiều nút có thể cạnh tranh kênh truyền đồng thời, khả năng va chạm gói tin là khá cao trong các mạng không dây Ngay cả mạng cũng còn vấn đề thiết bị đầu cuối

ẩn và các đợt truyền tập trung Vấn đề có thể được giải quyết bằng cách cải thiện sự cạnh tranh công bằng của các luồng đến

- Mất gói tin do lỗi truyền dẫn: Tỷ lệ mất gói của mạng không dây MANET cao hơn nhiều do các yếu tố như tỷ lệ lỗi bit cao trong các kênh không dây, do hiện tượng nhiễu, vị trí cạnh tranh, đơn liên kết, thường xuyên đứt liên kết tạm thời do các nút di chuyển, và tính chất yếu dần vốn có của các kênh không dây

- Thay đổi tuyến đường do sự di động của các nút: Các cấu trúc liên kết mạng của một mạng MANET rất năng động do sự chuyển động của các nút, vì vậy các phiên liên kết bị phá vỡ là thường xuyên Tình trạng này thường dẫn đến thay đổi tuyến đường thường xuyên Vì vậy quản lý tính di động của nút là chủ đề nghiên cứu rộng lớn trong các mạng MANET

- Có khả năng phân vùng mạng thường xuyên: Sự di chuyển ngẫu nhiên của các nút trong mạng MANET có thể dẫn đến phân vùng mạng thường xuyên diễn ra Trong phần lớn các trường hợp, các nút trung gian bị ảnh hưởng bởi phân vùng này Hiện nay, vấn đề phân vùng, tách gộp nút vào các nhóm di động đang nhận được rất nhiều quan tâm của các nhà nghiên cứu

- Dễ mất thông tin trên đường truyền không dây (vấn đề an ninh): Các kênh radio được sử dụng cho các mạng MANET phát sóng như trong tự nhiên và được chia

sẻ bởi tất cả các nút trong mạng Dữ liệu được truyền bởi một nút và được nhận bởi tất

cả các nút trong phạm vi truyền dẫn trực tiếp của nó Từ khi ra đời đến nay, chất lượng dịch vụ của mạng không dây đã được cải thiện đáng kể, đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu của người dùng di động

1.2 Phân loại giao thức định tuyến trên mạng MANET

Mạng MANET là mạng không dây đặc biệt gồm tập hợp các thiết bị di động, giao tiếp không dây, có khả năng truyền thông trực tiếp với nhau hoặc thông qua các nút trung gian làm nhiệm vụ chuyển tiếp Các nút mạng vừa đóng vai trò như thiết bị truyền thông vừa đóng vai trò như thiết bị định tuyến Với nguyên tắc hoạt động như vậy, nó không bị phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng cố định nên có tính linh động cao, đơn giản trong việc lắp đặt, chi phí triển khai và bảo trì thấp [1]

Các giao thức định tuyến trong mạng MANET được chia thành 3 loại: 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 1.7 Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET

Ad hoc Routing Protocols

Flat

Hierarchical

DSDV WRP GSR OLSR DREAM

MMWN CGSR HSR LANMAR HOLSR START

Flat

Hierarchical

DSR TORA AODV LAR SSA MSR

CBRP

Flat

Hierarchical

ZRP SHARP

ZHLS SLURP DST HARP

1.2.1 Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table-Driven Routing Protocol)

Giao thức định tuyến theo bảng ghi còn được gọi là giao thức chủ ứng (Proactive) Theo giao thức này, bất kỳ một nút trong mạng đều luôn duy trì trong bảng định tuyến của nó thông tin định tuyến đến tất cả các nút khác trong mạng Thông tin định tuyến được phát broadcast trên mạng theo một khoảng thời gian quy định để giúp cho bảng định tuyến luôn cập nhật những thông tin mới nhất Chính vì vậy, một nút nguồn có thể lấy thông tin định tuyến ngay lập tức khi cần thiết

Tuy nhiên, với những mạng mà các node di chuyển nhiều hoặc các liên kết giữa các node bị đứt thì cần phải có cơ chế tìm kiếm hoặc sửa đổi thông tin của nút bị đứt trong bảng định tuyến, nhưng nếu các liên kết đó không sử dụng thì sẽ trở nên lãng phí tài nguyên, ảnh hưởng đến các băng thông của 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

Các giao thức hoạt động theo kiểu giao thức định tuyến theo bảng ghi như: Giao thức DSDV (Destination Sequenced Distance Vector), Giao thức WRP (Wireless Routing Protocol), Giao thức GSR (Global State Routing)…

1.2.2 Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu (On-Demand Routing Protocol)

Một phương pháp khác với phương pháp định tuyến điều khiển theo bảng ghi

đó là định tuyến điều khiển theo yêu cầu còn được gọi là giao thức phản ứng (Reactive) Theo phương pháp này, các con đường đi sẽ được tạo ra nếu như có nhu cầu Khi một nút yêu cầu một tuyến đến đích, nó phải khởi đầu một quá trình khám phá tuyến để tìm đường đi đến đích (Route Discovery) Quá trình này chỉ hoàn tất khi

đã tìm ra một tuyến sẵn sàng hoặc tất cả các tuyến khả thi đều đã được kiểm tra

Khi một tuyến đã được khám phá và thiết lập, nó được duy trì thông số định tuyến (route maintenance) bởi một số dạng thủ tục cho đến khi hoặc là tuyến đó không thể truy nhập được từ nút nguồn hoặc là không cần thiết đến nó nữa

Với các cơ chế đó, các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu không phát broadcast đến các nút lân cận về các thay đổi của bảng định tuyến theo thời gian, nên tiết kiệm được tài nguyên mạng Vì vậy, loại giao thức này có thể sử dụng trong các mạng MANET phức tạp, các node di chuyển nhiều

Một số giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu tiêu biểu như: Giao thứ CBRP (Cluster Based Routing Protocol), Giao thức AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector), Giao thức DSR (Dynamic Source Routing), Giao thức TORA (Temporally Ordered Routing Algorihm)…

1.2.3 Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol)

Trong giao thức định tuyến này có kết hợp cả hai cơ chế giao thức định tuyến chủ ứng (Proactive) và giao thức định tuyến phản ứng (Reactive) Giao thức này phù hợp với những mạng quy mô, kích thước lớn, mật độ các nút mạng dày đặc

Trong giao thức định tuyến này, mạng được chia thành các vùng (zone) Mỗi node duy trì cả thông tin về kiến trúc mạng trong vùng của nó và thông tin về các vùng láng giềng Điều đó có nghĩa là giao thức Hybrid sử dụng giao thức định tuyến phản ứng (Reactive) giữa các zone và giao thức định tuyến chủ ứng (Proactive) cho các node mạng trong cùng zone Do đó, đường đi đến nỗi node trong cùng một zone được lập mà không cần phải định tuyến ra ngoài zone, trong khi đó các tiến trình khám phá đường và duy trì đường thì được sử dụng để tìm kiếm và duy trì đường đi giữa các zone với nhau

Các giao thức định tuyến tiêu biểu sử dụng kiểu Hybrid: Giao thức ZRP (Zone Routing Protocol), Giao thức ZHLS (Zone-based Hierarchical Link State Routing Protocol)…

1.3 Vấn đề điều khiển tắc nghẽn

Điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control) là tập hợp phân bố các thuật toán để chia đều tài nguyên mạng sao cho nó phù hợp với sự thay đổi dung lượng và đáp ứng được nhu cầu cho nguồn tài nguyên để tránh tắc nghẽn mạng Để điều khiển tắc nghẽn

cần phải phân tích một số nguyên nhân gây ra tắc nghẽn như sau:

- Thời gian chờ xử lý, xếp hàng vào hàng đợi quá lớn Nếu luồng các gói tin đột ngột bắt đầu đến từ 3 hay 4 đường vào và tất cả đều cần ra cùng một đường nên hàng đợi sẽ bị đầy (do phải lưu gói tin, phải tạo các bảng định tuyến, ) Nếu khả năng xử

lý của các nút yếu hay nói cách khác các CPU tại các router xử lý chậm các yêu cầu sẽ dẫn đến tắc nghẽn

- Bộ đệm ở các hàng đợi quá nhỏ Nếu bộ nhớ không đủ dung lượng để lưu chúng thì một số gói tin sẽ bị mất Việc tăng dung lượng bộ nhớ đệm lên sẽ có ích, nhưng Nagle (1987) cho rằng nếu các router có lượng nhớ không xác định thì sự tắc nghẽn chẳng tốt hơn tí nào mà ngược lại trở nên xấu đi do số bản sao được gửi tăng lên, làm tăng lượng thông tin ở nơi nhận tin

Tần suất lỗi mạng cao và độ trễ lớn Đối với mạng cố định, việc mất gói tin do

lỗi đường truyền hiếm khi xảy ra Mất gói tin đồng nghĩa với việc xảy ra tắc nghẽn ở các nút (router) trong mạng Cơ chế điều khiển chống tắc nghẽn của TCP sẽ căn cứ vào sự kiện mất gói và kiểm tra trễ quá time-out để xác định tắc nghẽn trong mạng TCP không có khả năng phân biệt giữa mất gói do đường truyền hay mất gói do tắc nghẽn, mỗi khi xảy ra các hiện tượng trên TCP giảm tốc độ truyền Điều đó không còn phù hợp với truyền thông di động vì hiệu suất đường truyền sẽ bị hạ thấp Một vấn đề khác có tính không đồng nhất giữa mạng di động và mạng cố định là tốc độ truyền kênh di động thấp hơn nhiều so với mạng cố định [1] Vì vậy, phần truy cập vô tuyến

sẽ luôn là chỗ nghẽn cổ chai đối với một kết nối giữa thuê bao di động và một đầu cuối

ở mạng cố định Ngoài ra, hiệu ứng băng thông không đối xứng cũng có tác động lớn đến truy nhập Internet Băng thông theo hướng từ máy cố định tới máy di động thường lớn hơn nhiều băng thông theo chiều ngược lại Hiệu ứng này làm cho trễ theo hai chiều truyền khác nhau

Hình 1.8 Sơ đồ biến đổi lưu lượng của TCP

Trên hình biểu thị sự thay đổi lưu lượng của TCP Khi máy chủ truyền các gói tin vào mạng con Trong vòng lượng thông tin có thể truyền tốt thì các gói tin này sẽ

Số gói tin

giao nhận

Giới hạn truyền thông cực đại

Mong muốn Thực tế (xảy

ra tắc nghẽn)

Lý tưởng (số gói tin gửi = số gói tin nhận)

Số gói tin gửi đi

được truyền đi, ngoại trừ vài gói tin bị hỏng do lỗi truyền và số gói tin được truyền đi tương ứng với số gói tin chuyển đến Tuy nhiên, khi số lượng gói tin tăng lên, những router không còn khả năng điều chỉnh, đánh mất chúng Điều này có khuynh hướng làm cho vấn đề trầm trọng hơn khi lượng lưu thông quá cao, sự truyền bị phá bỏ hoàn toàn và hầu như không có gói tin nào được truyền đi

1.3.1 Nguyên lý điều khiển tắc nghẽn

Nhiều vấn đề trong hệ thống phức tạp như mạng máy tính có thể được xem xét

dựa trên quan điểm của lý thuyết điều khiển Phương pháp này dẫn đến việc chia tất cả các cách giải quyết thành 2 nhóm: vòng mở và vòng đóng

Giải quyết vòng mở: Là cố gắng giải quyết vấn đề bằng việc thiết kế tốt về bản

chất để chắc chắn không xảy ra sự cố ở điểm đầu tiên Ở một hệ thống đang vận hành

sự điều khiển của chúng không được thực hiện Tiến hành điều khiển vòng mở bao gồm việc quyết định khi nào có thể nhận lượng tin mới, quyết định khi nào loại bỏ gói tin và loại bỏ gói nào, sau đó lên quyết định trình tự ở các điểm khác nhau trong mạng Như vậy, các quyết định này đã không xem xét đến tình trạng lưu hành của mạng

Giải quyết vòng đóng: Dựa vào khái niệm chính là vòng phản hồi, đây là

phương pháp gồm 3 bước khi áp dụng vào điều khiển sự tắc nghẽn:

Bước 1: Làm chủ hệ thống để phát hiện xảy ra khi nào và ở đâu Đây là điều

tất yếu phải thực hiện để phát hiện tắc nghẽn có xảy ra hay không, nếu tồn tại thì xảy

ra khi nào, ở đâu để có biện pháp khắc phục Khi xác định được tắc nghẽn ở đâu, lúc

đó bước thứ 2 sẽ được thực hiện

Bước 2: Chuyển thông tin đến những nơi (router) mà ở đó có tiến hành giải

quyết được công việc bằng cách chuyển thông tin báo tắc nghẽn cho các router khác hay là để router phát hiện tắc nghẽn gửi cho router nguồn Tất nhiên, các gói tin phụ sẽ làm tăng tải vào thời điểm nhiều tải không cần thiết

Ngoài ra, cũng còn có những khả năng khác

Ví dụ: Sử dụng một bit hoặc một trường được lưu tại mọi gói tin để những router bất cứ lúc nào cũng nhận được thông báo dù xảy ra tắc nghẽn ở mức nào Khi router phát hiện tình trạng tắc nghẽn này, nó sẽ đưa thông tin vào các trường ở gói tin sắp chuyển đi báo cho các nơi tiếp theo

Một phương pháp khác là máy chủ hay router gửi các gói tin thăm dò để biết rõ

về sự tắc nghẽn Thông tin có thể được sử dụng chỉ lưu thông quanh khu vực có sự cố

Bước 3: Khi nhận được thông tin về sự tắc nghẽn, máy chủ có những hành

động thích hợp để giảm sự tắc nghẽn như: sắp xếp lại tuyến đường truyền tin, hạn chế không cho truyền gói tin vào những đường xảy ra tắc nghẽn…

1.3.2 Các phương pháp điều khiển tắc nghẽn

Có nhiều phương pháp điều khiển tắc nghẽn, các phương pháp có thể hoạt động

ở nguồn hoặc ở đích

Hoạt động ở nguồn: Bao gồm gói tin được gửi đi, trở lại từ điểm tắc nghẽn báo

cho nguồn hoặc nguồn suy đoán về sự tồn tại của tắc nghẽn bằng việc quan sát xung

quanh như là thời gian cần thiết cho sự báo nhận đi trở lại

Hoạt động ở đích: Sự hiện diện của tắc nghẽn có nghĩa tải (tạm thời) là lớn hơn

lượng tin (một phần hệ thống) có thể quản lý Hai giải pháp có thể thực hiện để giải

quyết: tăng tài nguyên (lượng thông tin có thể lưu trữ) hoặc giảm tải

Tuy nhiên, đôi khi không thể tăng khả năng tài nguyên lên được hoặc nếu tăng thì chỉ tăng đến một giới hạn nhất định Cách duy nhất để tác động sự tắc nghẽn là giảm tải Để giảm tải có thể sử dụng:

- Phủ nhận dịch vụ với nơi sử dụng, giảm bớt dịch vụ một vài nơi hoặc tất cả các nơi sử dụng

- Có kế hoạch về nhu cầu nơi sử dụng theo phương pháp có thể dự đoán được

- Để hạn chế tắc nghẽn phải thiết kế tốt hệ thống để chắc chắn không xảy ra tình trạng tắc nghẽn ở thời điểm ban đầu Nếu sau đó xảy ra tắc nghẽn thì phải có những phản ứng nhận biết tắc nghẽn xảy ra ở đâu và thông báo để giải quyết

1.4 Tiểu kết chương

Trong chương này chúng tôi đã tìm hiểu một số kiến thức tổng quan, các khái niệm cơ bản về cấu trúc mạng, phân loại mạng, phân loại giao thức định tuyến trong mạng di động tùy biến không dây (MANET)

Bên cạnh đó cũng tìm hiểu vấn đề điều khiển tắc nghẽn và một số đặc điểm cũng như những vấn đề đặt ra đối với mạng MANET Những cơ sở lý thuyết này làm nền tảng cho việc tiếp tục nghiên cứu chương 2, đó là tìm hiểu hoạt động của các giao thức truyền tin TCP, TFRC trong quá trình điều khiển tránh tắc nghẽn, hoạt động của giao thức định tuyến AODV, DSR và ảnh hưởng của chúng khi kết hợp với giao thức TFRC trên mạng MANET nhằm cải thiện hiệu suất truyền tin

Chương 2 ẢNH HƯỞNG CỦA GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

TRONG ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN

Ngày nay nhu cầu truyền thông tin ngày càng tăng trong khi tài nguyên của mạng có giới hạn dẫn đến hiện tượng nghẽn mạng là điều khó tránh khỏi Để giải quyết vấn đề này có hai cách để khắc phục đó là: Tăng tài nguyên của mạng và điều khiển để tránh tắc nghẽn mạng, tuy nhiên việc tăng tài nguyên mạng đòi hỏi chi phí đầu tư lớn và công việc không thường xuyên Trong khi đó việc điều khiển tránh tắc nghẽn mạng có thể sử dụng các giao thức, các thuật toán để điều khiển trong mạng Vì vậy, vấn đề xem xét để lựa chọn giao thức định tuyến kết hợp với giao thức truyền tin trên mạng MANET trong điều khiển tắc nghẽn nâng cao hiệu năng mạng ngày càng

lý của mạng và gây trễ trong quá trình truyền tin Để tránh hiện tượng tắc nghẽn “cổ chai” như trình bày trên, cần có phương pháp để giảm bớt lượng thông tin khi trạng thái thông qua của mạng chưa sẵn sàng Việc áp dụng một phương pháp nào đó để điều khiển lưu lượng mạng không có nghĩa là đảm bảo mạng không bị trễ Tuy nhiên

với một thuật toán điều điều khiển tắc nghẽn sẽ đảm bảo một độ trễ cho phép đối với từng dịch vụ Đây chính là chức năng của thuật toán điều khiển tắc nghẽn

2.1.1 Vấn đề truyền tin và giải quyết tắc nghẽn của TCP

Hiện nay TCP vẫn là giao thức truyền tin được sử dụng phổ biến nhất Điều khiển tránh tắc nghẽn trong TCP dựa trên thuật toán tăng cộng giảm nhân (AIMD)

Khi một kết nối được thiết lập, độ lớn cửa sổ truyền ban đầu là thấp, sau đó tăng dần lên nhằm tránh tắc nghẽn Quá trình sẽ tăng liên tục cho đến khi w đạt đến giá trị tối đa, tức là khi gặp lỗi hoặc khi nhận được gói báo nhận ACK yêu cầu phát lại hoặc quá thời gian chờ tối đa cho phép Khi đó, độ lớn cửa sổ phát sẽ được giảm và quá trình truyền lại bắt đầu một chu kỳ mới [1]

Việc tránh tắc nghẽn có thể căn cứ vào thời gian khứ hồi gói tin RTT (Round Trip Time: thời gian bắt đầu phát gói dữ liệu cho đến khi nhận được trả lời) hoặc lượng

dữ liệu đưa vào mạng để biết tắc nghẽn sắp xảy ra nếu không can thiệp Nếu hàng đợi bộ định tuyến (Router) tăng, thời gian đợi tăng và RTT tăng, căn cứ vào RTT hiện tại sẽ biết được tắc nghẽn sắp xảy ra Xác định RTT trung bình, nếu RTTht > RTTtb thì giảm cwnd(1/8) Ngược lại thì tăng cửa sổ tắc nghẽn cwnd lên một gói cực đại

Cơ chế bắt đầu chậm (Slow-start): Lúc khởi động nút gửi không thể gửi toàn bộ

số liệu ứng với cửa sổ quy định (advertised window) vì sợ các router trên mạng không thể nhận kịp số gói dữ liệu tối đa ồ ạt và dẫn đến tắc nghẽn Nhưng ngược lại, không thể tăng tuyến tính, vì như thế sẽ quá lâu và cần tăng nhanh đến cửa sổ tắc nghẽn, nhờ

cơ chế bắt đầu chậm nó tăng theo lũy tiến chứ không phải tuyến tính Lúc bắt đầu phát với cwnd=1, mỗi khi nhận được thông báo trả lời ACK (báo nhận), cwnd được tăng thêm gấp đôi (1, 2, 4, 8, 16 ) cho đến khi xuất hiện tình trạng tắc nghẽn dữ liệu, thể hiện qua việc gia tăng giá trị thời gian trễ RTT Giai đoạn khởi động chậm kết thúc khi cửa sổ w đạt đến ngưỡng nhất định

Cơ chế tránh tắc nghẽn (Congestion Avoidance): TCP phát với MaxWindow w

= min {cwnd, rwnd}

Trong đó: - cwnd: (Congestion window): xác lập trên cơ sở mức tắc nghẽn

thấy được trên mạng

- rwnd: (Receive window) cửa sổ thu cho phép

Khi có hiện tượng tắc nghẽn, thể hiện ở Time-out hoặc Duplicated ACK, đặt giá trị cửa sổ là w/2 (không nhỏ hơn 2 đơn vị gói dữ liệu) lưu giữ trong trường ssthresh và đặt cwnd=1 đơn vị gói dữ liệu (giảm theo cấp số nhân để thoát nhanh tránh tắc nghẽn)

Khi nhận được thông báo ACK (giảm tắc nghẽn)

Nếu cwnd < ssthresh, thuật toán bắt đầu chậm thực hiện: giá trị cwnd được tăng một đơn vị gói dữ liệu với mỗi thông báo ACK nhận được

Nếu cwnd = ssthresh thuật toán tránh tắc nghẽn được thực hiện: giá trị cwnd được tăng 1/cwnd với mỗi thông báo ACK nhận được (tăng tuyến tính để không rơi lại vào tắc nghẽn)

Cơ chế phát lại nhanh (Fast Retransmission): TCP thực hiện phát một gói dữ liệu khi nhận được thông báo NAK (thu sai) hoặc được đồng hồ quản lý phát lại kích hoạt (time-out) Nếu chờ time-out mới phát lại gây ra số gói phát lại nhiều (hoặc đòi hỏi bộ đệm phía thu lớn để giữ tạm các gói sai số thứ tự), điều đó dễ gây ra tắc nghẽn

Cơ chế phát lại nhanh cho phép phát lại không cần chờ time-out, trong trường hợp nhận được hơn ba thông báo ACK lặp lại (duplicated ACK), nghĩa là có gói dữ liệu bị mất, cần phát lại

Cơ chế phục hồi nhanh (Fast Recovery): Khi xảy ra time-out là bắt đầu lại

“Slow Start”, quá trình “Slow Start” là không cần thiết Ta có thể bắt đầu ngay quá trình tuyến tính từ threshold lúc time-out (phục hồi nhanh)

Khi time-out hoặc nhận được ba thông báo ACK lặp lại, trạm phát thiết lập ssthresh = cwnd/2 (không nhỏ hơn hai đơn vị gói dữ liệu) và phát lại gói dữ liệu mất, tăng cwnd = cwnd + 3*smss Điều này cho phép tăng “nhân tạo” cửa sổ phát cwnd tương ứng ba gói dữ liệu như được nhận trong bộ đệm của trạm nhận

Với mỗi thông báo ACK lặp lại, tăng cwnd = cwnd + 1*smss, tương ứng với một gói dữ liệu được phát vào mạng Thực hiện phát một gói dữ liệu, nếu thoã mãn: w

= min {cwnd, rwnd} Khi nhận được thông báo trả lời ACK không bị lặp lại, nghĩa là một gói dữ liệu mới đã được nhận đúng, thực thể TCP thiết lập lại giá trị cwnd được giữ trong trường ssthresh và thực hiện việc phát bình thường trở lại với qui tắc:

w = min {cwnd, rwnd}

Cơ chế phục hồi nhanh tránh cho lưu lượng dữ liệu trong kết nối TCP không bị thay đổi đột ngột và đảm bảo thông lượng dữ liệu được phù hợp

2.1.2 Giao thức truyền tin TFRC

Giao thức truyền tin TFRC [3], [4] sử dụng cơ chế điều khiển tắc nghẽn dựa vào quá trình điều khiển thông lượng Trong khi điều khiển tắc nghẽn AIDM được thực hiện tương ứng với một dấu hiệu tắc nghẽn, điều khiển tắc nghẽn dựa vào quá trình điều khiển thông lượng là một biểu thức tính tốc độ gửi tối đa như một hàm của tỉ

lệ sự kiện mất gói trong khoảng thời gian ngắn Thiết bị phát điều chỉnh tốc độ gửi được ước tính bởi biểu thức tính thông lượng này, tương ứng với thông tin phản hồi từ máy thu

Điều khiển tắc nghẽn dựa trên quá trình điều khiển thông lượng tăng tốc độ gửi chậm hơn tương ứng với việc giảm tỉ lệ sự kiện mất gói để sử dụng băng thông sẵn có nhằm duy trì một tốc độ gửi tương đối ổn định trong khi vẫn hạn chế được tắc nghẽn

Để thực hiện được điều này, điều khiển tắc nghẽn dựa trên quá trình điều khiển thông lượng thực hiện cân bằng việc hạn chế sử dụng tối đa băng thông có sẵn theo cách thức của TCP

Các ưu điểm thiết kế truyền thống cho điều khiển tắc nghẽn dựa trên quá trình điều khiển thông lượng cho các lưu lượng unicast gồm có:

- Máy thu gửi bản tin phản hồi lại cho máy phát ít nhất một lần mỗi RTT nếu nó nhận được các gói trong khoảng thời gian đó

- Nếu máy phát không nhận được phản hồi sau một vài RTT, máy phát sẽ giảm tốc độ gửi của nó và cuối cùng ngừng hoàn toàn việc gửi

TFRC sử dụng cơ chế điều khiển tắc nghẽn dựa vào quá trình điều khiển thông lượng, được thiết kế cho các luồng unicast hoạt động trong môi trường Internet và hoạt động cùng với các lưu lượng TCP Cơ chế này có thể được sử dụng trong một giao thức truyền tải như RTP, UDP hay DCCP TFRC hoạt động bảo đảm công bằng về băng thông với các luồng TCP, ở đó một luồng nếu tốc độ gửi của nó tương đương với tốc độ gửi của một luồng TCP dưới các điều kiện như nhau Tuy nhiên, TFRC có sự thay đổi thông lượng theo thời gian thấp hơn so với TCP, điều này giúp nó phù hợp hơn với các ứng dụng như điện thoại hoặc luồng đa phương tiện

Do có thông lượng ổn định hơn TCP khi hoạt động công bằng về băng thông nên TFRC đáp ứng chậm hơn TCP đối với việc thay đổi băng thông có sẵn Do đó TFRC chỉ nên được sử dụng khi ứng dụng có yêu cầu về thông lượng ổn định đặc biệt

là tránh việc giảm một nửa tốc độ gửi của TCP khi có một gói bị rơi

TFRC được thiết kế cho các ứng dụng sử dụng kích thước gói cố định và thay đổi tốc độ gửi của chúng theo gói/giây khi có tắc nghẽn TFRC là một cơ chế phía thu với các tính toán thông tin điều khiển tắc nghẽn (ví dụ tỉ lệ sự kiện mất gói) trong dữ

liệu bên thu hơn là trong dữ liệu bên phát

Cơ chế hoạt động của giao thức TFRC

TFRC là một cơ chế dựa vào máy thu (receiver-based) [3], [4] với các tính toán thông tin điều khiển xung đột tại máy thu tốt hơn là tại máy phát Đối với cơ chế điều khiển tắc nghẽn của nó, TFRC trực tiếp sử dụng một biểu thức tính thông lượng cho tốc độ gửi cho phép như một hàm của tỉ lệ sự kiện mất gói, round-trip time và kích thước gói Nói chung, cơ chế điều khiển tắc nghẽn của TFRC (hình 2.2) như sau:

- Máy thu đo tỉ lệ sự kiện mất gói (the loss event rate) và truyền thông tin đó cho máy phát

- Máy phát cũng sử dụng các bản tin phản hồi đó để đo RTT

- Tỉ lệ sự kiện mất gói và RTT sau đó được chuyển vào biểu thức tính thông lượng của TFRC để đưa ra tốc độ truyền có thể chấp nhận được

- Máy phát sau đó điều chỉnh tốc độ truyền phù hợp với tốc độ tính toán

Hình 2.2 Cơ chế hoạt động của giao thức TFRC

2.1.2.1 Biểu thức tính thông lượng

Trên các mạng hiện nay, sự tồn tại của các luồng lưu lượng TCP là một tất yếu

Vì vậy giao thức TFRC chỉ thực sự được sử dụng rộng rãi khi nó đảm bảo hoạt động tương thích với các lưu lượng TCP Một luồng tương thích TCP là một luồng mà ở trạng thái ổn định không sử dụng băng thông nhiều hơn so với một luồng TCP thông thường chạy trong các điều kiện như nhau Đối với các lưu lượng best- effort hoạt động cùng TCP trên Internet hiện nay, để trở nên tương thích với TCP, lựa chọn đúng đắn cho biểu thức điều khiển là một hàm tương ứng TCP mô tả tốc độ gửi ở trạng thái

ổn định của TCP Nếu chúng ta sử dụng một hàm đáp ứng kém linh hoạt hơn nhiều khi

đó lưu lượng kém linh động hơn có thể bị giảm khi hoạt động cùng lưu lượng TCP trong một hàng đợi FIFO Trong thực tế, khi hai loại lưu lượng hoạt động trong một hàng đợi FIFO, hiệu suất có thể chấp nhận được cho hai loại lưu lượng chỉ có kết quả nếu hai loại lưu lượng có các hàm đáp ứng tương tự nhau

TFRC sử dụng biểu thức thông lượng của TCP như một hàm của tỉ lệ sự kiện mất gói và RTT Tuy nhiên, cần chú ý rằng biểu thức tính thông lượng TCP đã sử dụng phải trả lời hoạt động truyền lại sau thời gian timeout, điều này làm ảnh hưởng lớn đến thông lượng TCP làm tỉ lệ mất gói cao hơn Chúng ta cũng chú ý rằng các giả thiết ẩn trong biểu thức thông lượng về tham số tỉ lệ sự kiện mất gói phải là một sự

phù hợp để thực hiện đo tỉ lệ mất gói hoặc tỉ lệ sự kiện mất gói Biểu thức thông lượng

sử dụng trong TFRC như sau [3], [4]:

Trong đó:

X là tốc độ truyền (byte/s)

S là kích thước gói (byte)

R là round-trip time (s)

p là tỉ lệ sự kiện mất gói (có giá trị từ 0 đến 1)

t_RTO là giá trị timeout cho việc truyền lại TCP (s)

b là số lượng gói được chấp nhận bằng 1 TCP ACK đơn Máy phát và máy thu cùng sử dụng các số thứ tự cho việc đo RTT Mỗi lần máy thu gửi phản hồi nó lặp lại số thứ tự từ gói dữ liệu gần nhất, cùng với thời gian từ lúc gói đó được nhận Trong cách này, máy phát đo RTT qua mạng Máy phát khi đó dàn xếp việc đo RTT sử dụng một trung bình dịch chuyển có trọng số tăng theo hàm mũ (EWMA) Trọng số này quyết định tính đáp ứng của tốc độ truyền thay đổi theo RTT Máy phát cũng nhận được tỉ lệ sự kiện mất gói p trong các bản tin phản hồi từ máy thu

Tuy nhiên, trong thực tế t_RTO chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tốc độ gửi khi

tỉ lệ mất gói là rất cao Không giống với TCP, TFRC không sử dụng giá trị này để quyết định việc truyền lại có an toàn không và vì vậy hậu quả của việc tính sai là không quá nghiêm trọng Trên thực tế, dựa trên những dự đoán với t_RTO = 4R thì TFRC có thể hoạt động công bằng với TCP [4]

Các thông số s (kích thước gói), p (tỉ lệ sự kiện mất gói) và R (round-trip time) cần được đo hoặc tính toán bởi một hoạt động của TFRC Trong các phiên bản sau, các biểu thức TCP khác nhau có thể thay thế cho biểu thức này Yêu cầu là biểu thức thông lượng phải là một xấp xỉ hợp lý của tốc độ gửi của TCP cho điều khiển tắc nghẽn đảm bảo hoạt động của các luồng lưu lượng này trên mạng

2.1.2.2 Các loại gói tin

Nội dung của các gói dữ liệu được gửi bởi máy phát và các gói phản hồi được gửi bằng máy thu Do TFRC sẽ được sử dụng với một giao thức truyền tải nên ở đây không chỉ ra các định dạng gói vì chúng phụ thuộc vào chi tiết của giao thức truyền tải

đã sử dụng

Các gói dữ liệu

Mỗi gói dữ liệu được gửi bởi máy phát dữ liệu chứa thông tin sau đây:

- Một số thứ tự (sequence number): Số này được tăng lên một sau mỗi lần một gói dữ liệu được truyền Trường này phải đủ lớn sao cho không tồn tại hai gói khác nhau có cùng số thứ tự chứa trong hồ sơ gói gần đây của máy thu tại cùng thời điểm

- Một thời gian mẫu (timestamp) chỉ ra thời điểm gói được gửi Mỗi gói có số thứ tự và sẽ có thời gian mẫu tương ứng (thường được đo bằng mili giây) Thời gian mẫu này được sử dụng bởi máy thu để quyết định những lần mất gói nào thuộc về cùng sự kiện mất gói Thời gian mẫu cũng được máy thu gửi lại, cho phép máy phát ước lượng RTT đối với các máy phát mà không lưu các thời gian mẫu của các gói dữ liệu đã phát Ngoài ra, máy phát cũng có thể lưu các timestamp của các gói dữ liệu đã gửi để ước lượng RTT

- Ước lượng hiện tại về RTT của máy phát Ước lượng RTT được sử dụng bởi máy thu cùng với thời gian mẫu quyết định khi nào nhiều gói mất thuộc về cùng sự kiện mất gói

Các gói phản hồi

Mỗi gói phản hồi được gửi bởi máy thu chứa các thông tin sau:

- Thời gian mẫu của gói dữ liệu nhận được sau cùng Thời gian mẫu này được máy phát sử dụng để ước lượng RTT và chỉ cần thiết khi máy phát không lưu các timestamp của các gói dữ liệu đã phát

- Khoảng thời gian giữa việc nhận gói dữ liệu sau cùng tại máy thu và việc phát của thông báo phản hồi này

- Tốc độ nhận ước lượng tại máy thu khi thông báo phản hồi sau cùng được gửi

- Ước lượng về tỉ lệ sự kiện mất gói hiện tại của máy thu

2.1.2.3 Tính tỉ lệ sự kiện mất gói

Để đạt được một phép đo tỉ lệ sự kiện mất gói ổn định và chính xác là vấn đề quan trọng đối với TFRC Phương pháp tính tỉ lệ sự kiện mất gói vẫn còn nhiều tranh luận và thử nghiệm với các yêu cầu:

- Tỉ lệ mất gói ước tính đo tỉ lệ sự kiện mất gói, một sự kiện mất gói bao gồm một vài gói bị mất trong một RTT

- Tỉ lệ sự kiện mất gói được ước tính trong môi trường với tỉ lệ sự kiện mất gói trạng thái ổn định

- Tỉ lệ sự kiện mất gói phải đáp ứng một cách chặt chẽ với các sự kiện mất gói trong một vài RTT thành công

- Tỉ lệ sự kiện mất gói ước tính chỉ tăng khi xuất hiện một sự kiện mất gói mới

- Một khoảng thời gian mất gói được định nghĩa như số lượng gói giữa các sự kiện mất gói Tỉ lệ sự kiện mất gói ước tính chỉ tăng khi đáp ứng với một khoảng thời gian mất gói mới dài hơn trung bình đã tính trước đó, hoặc một khoảng thời gian đủ dài tính từ sự kiện mất gói cuối cùng

Việc đo tỉ lệ sự kiện mất gói được thực hiện tại máy thu, dựa trên phát hiện mất gói hoặc các gói đã đánh dấu từ các số thứ tự của các gói đến

Phát hiện các gói bị mất hoặc bị đánh dấu

TFRC giả thiết rằng tất cả các gói chứa một số thứ tự tăng lên 1 khi mỗi gói được gửi Nếu một gói bị mất được truyền lại thì việc truyền lại được đưa cho một số thứ tự mới là sau cùng trong số truyền dẫn và không phải cùng số thứ tự như gói đã mất Nếu một giao thức truyền tải yêu cầu phát lại với số thứ tự gốc khi đó giao thức truyền tải phải tính xem phân biệt trễ từ các gói được truyền lại như thế nào và cách phát hiện các truyền lại bị mất

Máy thu duy trì một cấu trúc dữ liệu mà vết của các gói đã đến và đang thất lạc Cấu trúc dữ liệu này bao gồm một danh sách các gói đã đến cùng với mẫu thời gian tại

máy thu khi mỗi gói được nhận Việc mất gói được phát hiện khi nhận được ít nhất 3 gói với số thứ tự cao hơn gói bị mất Yêu cầu đối với 3 gói liên tiếp là tương tự như đối với TCP và làm cho TFRC mạnh hơn khi có sự sắp xếp lại gói Đối lập với TCP, trong TFRC nếu một gói đến chậm (sau khi 3 gói liên tiếp đã đến), gói đến muộn có thể được điền vào chỗ trống trong hồ sơ nhận của TFRC và máy thu có thể tính lại tỉ lệ

sự kiện mất gói Các phiên bản sau của TFRC có thể cần yêu cầu đối với 3 gói liên tiếp tương ứng dựa trên việc sắp xếp lại gói đã kiểm nghiệm

Sự kiện mất gói

TFRC yêu cầu rằng đoạn mất gói là lớn đối với một vài gói bị mất liên tiếp ở đó các gói này là một phần của cùng một sự kiện mất gói Điều này tương tự với TCP mà thông thường chỉ thực hiện một nửa cửa sổ tắc nghẽn trong một RTT bất kì Do đó, máy phát cần sắp xếp các gói đã mất vào trong một hồ sơ sự kiện mất gói ở đó một sự kiện mất gói là một hoặc nhiều gói bị mất trong một RTT Để thực hiện việc sắp xếp này, máy thu cần biết RTT được máy phát gửi định kì như là thông tin điều khiển được mang trên một gói dữ liệu