Tối ưu giao thức AODV EERS trong mạng ad hoc

Tối ưu giao thức AODV EERS trong mạng ad hoc

Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của công nghệ, các thiết bị di động như máy tính xách tay, smartphone, tablet…ngày càng có những bước tiến dài về phần cứng như tốc độ CPU, bộ nhớ lớn, và khả năng tryền tải nội dung đa phương tiện đã trở nên phổ biến trong đời sống hàng ngày và trong công việc Do nhu cầu kết nối mọi lúc, mọi nơi nên cùng với sự phát triển của các thiết bị đầu cuối thì các công nghệ mạng không dây cũng đang phát triển mạnh mẽ và có nhiều ứng dụng thiết thực trong đời sống Với khả năng cơ động cao, thuận tiện trong sử dụng, các công nghệ này đang dần dần thay thế các công nghệ mạng có dây truyền thống Song cũng do sự di chuyển của các thiết bị di động trong mạng làm cho topo mạng luôn thay đổi, cùng với đó là tỷ lệ lỗi cao và giới hạn về băng thông, năng lượng so với các mạng có dây, nên các giao thức định tuyến trong mạng không dây trở nên phức tạp hơn Mạng Ad hoc là một mạng không dây mềm dẻo với khả năng tự tổ chức, hoạt động mà không cần có cơ sở hạ tầng hỗ trợ đang thu hút được rất nhiều quan tâm trong vài năm trở lại đây Đồ án này thực hiện tìm hiểu về mạng Ad hoc, cách thức hoạt động của các giao thức định tuyến trong mạng, và đi sâu vào giao thức AODV cũng như các phát triển của nó là AODV-ERS và AODV-EERS Phần trọng tâm chúng em tiến hành chỉnh sửa giao thức AODV-EERS giúp cải thiện mốt

số thông số làm việc trong môi trường mạng Ad hoc

Mặc dù đã nhiều nỗ lực nhưng đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, nên rất mong được sự đóng góp thẳng thắn từ các thầy, cô giáo và các bạn

Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em đã gặp không ít khó khăn Tuy nhiên được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Trung Dũng, cùng nhóm nghiên cứu Ad hoc, chúng em đã hoàn thành đồ án này

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:

• Thầy giáo Nguyễn Trung Dũng

• Nhóm nghiên cứu Ad hoc K52 của thầy Nguyễn Trung Dũng

• Viện Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

• Cùng toàn thể gia đình và bạn bè đã hỗ trợ

Hà Nội, tháng 5 năm 2012

Nhóm 3

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Tối ưu giao thức AODV-EERS trong mạng Ad-hoc

Công nghệ mạng không dây Ad hoc đang ngày càng phát triển và có nhiều ứng dụng trong thực tiễn Đồ án tổng hợp các kiến thức cơ bản về mạng không dây nói chung, mạng Ad hoc nói riêng và các đặc điểm, ứng dụng của các giao thức định tuyến Trong đó, đồ án đi sâu vào nghiên cứu phương thức hoạt động, định dạng các bản tin của giao thức định tuyến AODV- giao thức được sử dụng phổ biến trong mạng Ad hoc ngày nay đồng thời tìm hiểu hai giao thức cải tiến từ giao thức AODV gốc là AODV-ERS và AODV-EERS Và cuối cùng chúng em thực hiện ý tưởng chỉnh sửa giao thức AODV-EERS Ý tưởng này thực hiện việc đưa yếu tố năng lượng vào quá trình định tuyến của giao thức AODV-EERS nhằm cải thiện thông số thời gian sống của mạng và tỷ lệ phân phát gói tin thành công Kết quả của chỉnh sửa được kiểm tra bằng công cụ mô phỏng mạng Network Simulator 2(NS2) Quá trình mô phỏng được thực hiện với nhiều kịch bản để có thể đánh giá đúng về giao thức sau khi chỉnh sửa

Optimize AODV-EERS protocol in Ad hoc network

Adhoc wireless technology has been developing strongly in the last decade and playing an important role in our lives In this paper, we summarize the basic knowledge of wireless network in general, and Adhoc network specifically in term

of its characteristics, application and routing protocols Particularly, we study process method and packet format of routing protocol AODV- which is used widely today Also we study two other revised AODV protocols, which are AODV-ERS and AODV-EERS Furthermore, we acctuate the idea of revising the AODV-EERS protocol This idea aims to take energy into consideration of routing in AODV-EERS protocol in order to improve time-to-live component of netowrk and packet delevery ratio The simulation process is run on NS2 with many different scenarios

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Packet Delivery Ratio

Ad Hoc On-Demand Distance VectorAcknowledgement

Constant Bit RateTransmission Control ProtocolMedia Access Control

Time To LiveRoute RequestRoute ReplyRoute ErrorNetwork AnimatorMobile Ad hoc Network

Expanding Ring search

Enhanced Expanding Ring Search

MỞ ĐẦU

Đồ án tìm hiểu về các giao thức trong mạng Ad hoc, đi sâu vào giao thức AODV và các phát triển của nó Phần trọng tâm đi vào đưa ra ý tưởng, nghiên cứu, và cải tiến giao thức AODV- EERS và được đánh giá bằng mô phỏng trên NS2 Qua đó nội dung đồ án gồm 8 chương

Chương 1: Tổng quan mạng Adhoc, đặc điểm, phân loại cũng như ứng dụng của nó trong thực tế

Chương 2: Các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc, phân loại, đặc điểm

Chương 3- 4: Đi sâu vào giao thức AODV, AODV- ERS, AODV- EERS giúp chúng ta thấy được một số bước phát triển của giao thức AODV

Chương 5: Trình bày ý tưởng cải tiến giao thức AODV- EERS theo tiêu chí chọn đường có dựa trên năng lượng, đưa ra giải pháp, xây dựng giao thức

Chương 6: Trình bày công cụ mô phỏng NS2Chương 7: Sử dụng công cụ NS2 ở trên để đánh giá cải tiến đã trình bày

ở chương 5 và đưa ra nhận xét

Chương 8: Kết luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD HOC

Chương này trình bày các khái niệm về mạng Ad hoc, tính chất mạng và phân loại mạng Ad hoc theo nhiều tiêu chí,và ứng dụng của mạng Ad hoc trong thực tế

1.1 Giới thiệu chung về mạng Ad hoc

Trong những năm gần đây, các thiết bị không dây và các hệ thống mạng không dây được ứng dụng khá rộng rãi Tuy tốc độ và băng thông không thể so sánh được với mạng có dây song với tính cơ động và thuận tiện cho người dùng, mạng không dây đang được coi là một công nghệ chủ chốt trong tương lai Dựa theo tính phụ thuộc vào các thiết bị hạ tầng cố định, mạng không dây có thể được chia làm hai loại: mạng cơ sở hạ tầng và mạng Ad-hoc:

• Mạng cơ sở hạ tầng (Infrastructure-based Network): bao gồm một mạng với các cổng cố định và kết nối sẵn với nhau Các thiết bị mobile truyền thông với nhau qua một trạm gọi là trạm cơ sở (Base Station) nằm trong phạm vi của nó Các đơn vị di động có thể thay đổi vị trí trong khi giao tiếp Khi một thiết bị ra khỏi phạm vi của trạm, nó sẽ tự động kết nối với trạm mới và bắt đầu truyền thông qua trạm đó Các trạm BS có vị trí cố định Mạng cellular và Wlan thuộc dạng này

• Mạng Ad-hoc (Mobile Ad-hoc Network, Manet): khác với mạng cơ sở hạ tầng, trong mạng ad hoc tất cả các node mạng đều di động và thay đổi tùy

ý Tất cả các node trong mạng này đều có thể đóng vai trò là một router, khám phá và duy trì tuyến tới các node khác bên trong mạng Tóm lại, mạng Ad-hoc tự mình tổ chức mạng một cách tự động mà không cần có cơ

sở hạ tầng hỗ trợ (chỉ cần có hai thiết bị không dây là có thể tạo ra một mạng ad-hoc)

Mobile Ad-hoc Network –MANET trước đây còn được gọi là mạng vô tuyến gói,và được tài trợ, phát triển bởi DARPA trong đầu thập niên 1970 Sau đó đến những năm 1980,mạng Ad-hoc được phát triển xa hơn và được triển khai là một phần

Tổng Quan Về Mạng Ad hoc

của mạng SUSAN (Adaptive Survivable Network) đề xuất bởi DARPA vào năm 1983

để hỗ trợ một mạng quy mô lớn hơn,mạnh mẽ hơn Đến đầu năm 1990 ,mạng ad-hoc

đã được IETF chính thức định nghĩa như sau: Mạng di động Ad-hoc là hệ thống tự trị của các router di động kết nối qua vô tuyến – sự kết hợp của các hình thái biểu đồ bất

kì Các router tự do di chuyển ngẫu nhiên và được tổ chức tùy tiện; do đó topo của mạng vô tuyến có thể thay đổi nhanh chóng và không thể đoán trước được

Hình 1.1 Một mạng ad-hoc điển hình

1.2 Đặc điểm của mạng Ad hoc

Một số đặc điểm chính của mạng Ad hoc:

 Tính di động : Các node tham gia trong mạng Ad hoc sử dụng sóng radio hoặc hồng ngoại để truyền tin và không bị ràng buộc vật lý với nhau Bởi vậy chúng có thể tự do

di chuyển và có thể triển khia ở những nơi có địa hình hiểm trở Nhưng nó cũng có nhược điểm là khiến topo mạng luôn bị thay đổi, các node phải thường xuyên phải cập nhật lại bảng định tuyến của mình

 Tính đa chặng : một node nguồn muốn truyền một gói tin đến node đích cần phải đi qua một hoặc nhiều node khác Trong điều kiện sử dụng mạng Ad hoc để truyền tin trên chiến trường, số node trung gian cần được giảm tối đa để tránh sự phát hiện của

kẻ thù

 Tự tổ chức: Không cần có cơ sở hạ tầng hỗ trợ, mạng Ad hoc phải tự động tính toán các cấu hình của nó bao gồm: địa chỉ mạng, định tuyến, xếp nhóm, phát hiện vị trí, điều khiển năng lượng v.v…Trong một số trường hợp, một số node đặc biệt ( các node đường trục) phải tự động di chuyển đến những vị trí xác định trong vùng địa lý

để cung cấp vùng phủ sóng rộng khắp

 Tiết kiệm năng lượng : hầu hết các node trong mạng ad hoc được vận hành bằng các nguồn năng lượng bị hạn chế như pin ,ắc quy và không có khả năng tự sạc lại.Việc nạp lại năng lượng cho các node trong mạng thường khó khăn và không thể thực hiện thường xuyên, do đó khả năng tiết kiêm năng lượng của các giao thức sử dụng trong mạng ad hoc là một yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu quả của giao thức

 Khả năng mở rộng : Ở một vài ứng dụng, mạng ad hoc có thể phát triển lên vài ngàn node

 Bảo mật: Không như mạng có dây, do môi trường truyền của mạng Ad hoc là không khí nên thông tin truyền có thể dễ dàng bị thu bởi các thiết bị bên ngoài Vì nguyên nhân này nên vấn đề bảo mật, mã hóa thông tin, xác thực tài khoản được đặc biệt quan tâm trong việc quản lý mạng Ad hoc

 Băng thông: Tốc độ mạng phụ thuộc vào băng thông hoạt động Do băng thông của mạng không dây thường nhỏ nên tốc độ mạng khá chậm

 Nhiễu: Do môi trường truyền là không khí nên mạng Ad hoc chịu ảnh hưởng lớn của nhiễu từ môi trường xung quanh như mưa, gió,vật cản

1.3 Phân loại mạng Ad hoc

Tổng Quan Về Mạng Ad hoc

Hình 1.2: Phân loại mạng Ad hoc

• Body Area Network (BAN)

Một mạng BAN thường bao gồm các thiết bị tương thích với máy tính được phân bố xung quanh một người sử dụng Ví dụ như : microphones, headphones, earphones, thiết bị hiển thị … Mạng BAN cung cấp kết nối giữa các thiết bị này Do

đó các yêu cầu chính đối với mạng BAN là :

 Khả năng kết nối các thiết bị hỗn hợp không giống nhau, từ các thiết bị hoàn thiện (như mobile phone) đến các bộ phận của một thiết bị (như microphone

…)

 Tự động thiết lập cấu hình cho mạng

 Tích hợp các dịch vụ (chuyển giao dữ liệu audio, video cùng với dữ liệu thời gian không thực, ví dụ lưu lượng dẽ liệu Internet)

 Có khả năng kết nối tới các mạng BAN hoặc PAN khác để trao đổi dữ liệu với người sử dụng khác hoặc kết nối với Internet

 Phạm vi kết nối của mạng BAN ở khoảng 1-2m xung quanh người hoặc thiết

bị sử dụng, tránh sự phiền hà do các kết nối có dây gây ra khi sử dụng

Hình 1.3: Mối quan hệ giữa mạng BAN (hình a) và PAN (hình b)

• Personal Area Network (PAN)

Mạng PAN kết nối các thiết bị di động của người sử dụng tới các thiết bị di động hoặc cố dịnh khác Phạm vi kết nối của mạng PAN là khoảng 10m xung quanh người sử dụng

Công nghệ WPAN (Wireless PAN) sử dụng dải tần 2.4GHz đang được triển khai phổ biến Kỹ thuật trải phổ được ứng dụng để giảm nhiễu giao thoa và tận dụng được băng thông của mạng

Các công nghệ của WPAN đang được triển khai rộng rãi với các giải pháp và ứng dụng đổi mới tạo ra những thay đổi tích cực trong cuộc sống Mạng WPAN không chỉ được sử dụng ở các thiết bị như PDAs, điện thoại tế bào, máy tính di động… mà còn ứng dụng cho tất cả các thiết bị số khác Có thể thiết lập mạng ad hoc giữa các thiết bị điện tử trong vùng làm việc, ví dụ như một PDA tự động đồng bộ với một máy tính để bàn nhằm trao đổi email, files, và các thông tin khác Ngoài ra mạng PANs có thể tạo ra các thiết kế ứng dụng mới rộng rãi Ví dụ : một PDA trong lúc đang di chuyển tới một địa điểm (nhà, cơ quan, sân bay …) tự động đồng bộ mạng PAN với các thiết bị khác trong phạm vi 10m Khi bạn về nhà, PDA của bạn có thể tự động mở khóa cửa, bật sáng đèn, điều khiển nhiệt độ theo các cài đặt sẵn của bạn

Tổng Quan Về Mạng Ad hoc

• Wireless Local Area Network (WLAN)

Phạm vi của mạng WLAN ở khoảng 100 - 500m trong các tòa nhà hoặc một nhóm các tòa nhà Mạng WLAN có đầy đủ các tính năng của một mạng LAN như dung lượng cao, kết nối đầy đủ với các trạm đi kèm, có khả năng quảng bá rộng rãi Đồng thời đảm bảo các yêu cầu của một mạng không dây như công suất tiêu thụ, tính bảo mật, tính di động, giới hạn băng thông …

Hình 1.4: Mô hình WLAN : (a) mạng ad hoc, (b) mạng cơ sở hạ tầng

Có hai cách triển khai mạng WLAN như hình vẽ: thực hiện mạng cơ

sở hạ tầng và mạng ad hoc Mạng cơ sở hạ tầng yêu cầu các bộ điều khiển đặt ở trung tâm các ô mạng, chính là các điểm truy cập Access Point Điểm truy cập này thông thường kết nối với mạng có dây, sau đó cung cấp internet tới các thiết bị di động khác Trái ngược với điều này, mạng ad hoc là mạng ngang hàng được tạo ra bởi việc thiết lập một trạm nằm trong phạm vi của mạng, và có thể linh động cấu hình mạng tới các máy khác Mạng có tính chất tạm thời, không có các trạm điều khiển cố định

1.3.2 Theo giao thức

• Single hop : mạng Manet định tuyến single hop là loại mô hình mạng Ad-hoc đơn giản nhất Trong đó, tất cả các node đều nằm trong một vùng phủ sóng, nghĩa là các node có thể kết nối trực tiếp với nhau mà không cần các node trung gian.

Mô hình này các node có thể di chuyển tự do nhưng chỉ trong một phạm vi nhất định đủ các node liên kết trực tiếp với các node khác trong mạng

Hình 1.5: Mô hình mạng theo giao thức single hop

• Multi-hop : Đây 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 Để mô hình này hoạt động một cách hoàn hảo thì cần phải có giao thức định tuyến phù hợp với mô hình mạng MANET

Tổng Quan Về Mạng Ad hoc

Hình 1.6: Mô hình mạng theo định tuyến multihop

• Mobile multi-hop: Mô hình này cũng tương tự với mô hình thứ hai nhưng sự khác biệt ở đây là mô hình này tập trung vào các ứng dụng có tính chất thời gian thực: audio, video

1.3.3 Theo chức năng

• Mạng MANET phẳng (Flat)

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

(peer-to-• Mạng MANET phân cấp ( Hierarchical)

Đây là mô hình sử dụng phổ biến nhất Trong mô hình này thì mạng chia thành các domain, trong mỗi domain bao gồm một hoặc nhiều cluste, mỗi cluster chia thành nhiều node Có lai loại node là master node và normal node

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

Normal node là các node trong cùng một cluster Nó có thể kết nối với các node trong cluster hoặc kết nối với các cluster khác thông qua master node

Với các cơ chế trên, mạng sử dụng tài nguyên băng thông hiệu quả hơn vì các tin nhắn chỉ phải truyền trong 1 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 chuyển động thấp

Hình 1.7: Mô hình mạng MANET phân cấp

Tổng Quan Về Mạng Ad hoc

thấy ra tiềm năng kinh tế và kỹ thuật mà mạng Ad hoc di động có thể mang lại là rất lớn Tuy rằng khái niệm về mạng ad hoc không dây đã ra đời từ những năm 70’, chỉ vài tháng sau khi triển khai thành công mạng Arpanet, Nhưng sự phát triển của nó mới thực sự khởi sắc trong khoảng chục năm trở lại đây với rất nhiều ứng dụng ở nhiều lĩnh vực

• Mạng tự phát (spontaneous networks): Những người tham gia một cuộc họp, các sinh viên học nhóm… có thể sử dụng công nghệ này để chia sẻ tài liệu học tập, các nội dung trình diễn, ghi chú … ngay lập tức mà không cần thiết bị trung gian hay cấu hình phức tạp

• Xây dựng mạng không dây: Các mạng ad hoc có thể được sử dụng để xây dựng mạng không dây tại những địa điểm mà việc đi dây gặp khó khăn (ví dụ như các tòa nhà cổ, nơi mà kiến trúc không được phép phá vỡ, hay đơn giản chỉ là yếu tố thẩm mỹ) Với sự tiến bộ của công nghệ và y tế, ngày nay nhiều bệnh viện đã tiến hành sử dụng liệu pháp cấy ghép các thiết bị phát sóng nhỏ vào trong người bệnh nhân để theo dõi Đây cũng là một ứng dụng tương lai của mạng Ad hoc

• Ứng dụng phục vụ quân đội Với khả năng triển khai nhanh, thiết bị nhỏ gon, công nghệ mạng Adhoc ngày nay cũng được ứng dụng nhiều trong chiến tranh hiện đại Nó được ứng dụng để truyền tin liên lạc giữa các đơn vị chiến đấu hoặc dùng để do thám điều kiện chiến trường giúp cho việc lên kế hoạch chiến đấu của bộ chỉ huy

Hình 1.8: Ứng dụng ad-hoc trong lĩnh vực quân sự

• Ứng dụng trong các hoạt động cứu trợ tại khu vực có thiên tai: Trong trường hợp có thảm hỏa xảy ra như động đất hoặc cháy rừng, các cơ sở thông tin truyền thông sẵn có hầu hết đều bị hư hại và không còn khả năng đáp ứng nhu cầu Lúc đó, công nghệ mạng Ad hoc hoàn toàn có thể được triển khai bởi các nhân viên cứu hộ (cảnh sát, nhân viên y tế, điều phối viên cứu hộ, cảnh sát chữa cháy…) để thiết lập một mạng thông tin liên lạc tức thì Với khoảng thời gian và nhân lực tiết kiệm được, cùng với đường dây liên lạc được nối liền nhanh chóng, nhiều mạng sống có thể được cứu và công cuộc cứu trợ sẽ trở nên dễ dàng hơn

Mạng sensor không dây: là một ứng dụng khác của mạng ad hoc, bao gồm hàng ngàn, thậm chí hàng chục ngàn các sensor cấu thành nên mạng Các sensor thu thập dữ liệu

và báo cáo về một số node được xác định trước trong các khoảng thời gian nhất định Các dữ liệu thu được sẽ được truyền về trung tâm để thống kê tính toán Ứng dụng này chủ yếu được dùng trong quân đội để trinh thám một chiến trường nào đó, mà từ

đó có thể đưa kế hoạch tác chiến hợp lý Bên cạnh đó, nó còn dùng nhiều trong cảnh báo cháy rừng hay thu thập thông tin thời tiết, môi trường

Các Giao Thức Định Tuyến Trong Mạng Ad hoc

CHƯƠNG 2: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD HOC

Do đặc tính di động và không có hạ tầng của mạng Ad hoc, định tuyến là vấn

đề quan trọng trong việc nghiên cứu mạng Ad hoc Chương này trình bày các vẫn đề liên quan đến định tuyến trong mạng Ad hoc, sơ lược các giao thức và phân loại, cuối cùng là một số thông số quan trọng thể hiện tính chất của các giao thức

2.1 Các vấn đề định tuyến trong mạng Ad hoc

Khác với các mạng có dây, mạng không dây đặc biệt là mạng ad hoc gặp rất nhiều khó khăn trong việc định tuyến và quản lý năng lượng Các node trong mạng đều có khả năng di chuyển nên topo mạng cũng thay đổi theo thời gian, năng lượng các node có giới hạn nên cần hạn chế số lượng bản tin gửi đi không quá lớn và ảnh hưởng của nhiễu và môi trường đến tỷ lệ gói tin lỗi là những điều cần chú ý khi thiết

Dưới đây là một số yếu tố cần xét đến khi thiết kế một giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc:

• Hoạt động phân tán: Cách tiếp cận tập trung sẽ thất bại do sẽ tốn rất nhiều thời gian

để tập hợp một trạng thái hiện tại và phát tán lại nó Trong thời gian đó, cấu hình có thể đã có thay đổi khác

• Lặp trong mạng: là hiện tượng các bản tin được gửi đi theo một đường tròn gây tốn băng thông và năng lượng Điều này có thể khắc phục bằng cách kiểm tra bản tin hoặc

sử dụng giá trị thời gian sống (TTL)

• Loại tìm đường: Có 2 loại tìm đường là tìm đường trước và tìm đường theo yêu cầu

+ Tìm đường trước: Khi mạng được triển khai với yêu cầu độ trễ nhỏ Các node có thể thực hiện tìm đường trước bằng cách tạo bảng định tuyến chứa thông tin

về đường đi đến các node trong mạng Phương pháp này có nhược điểm là để duy trì bảng định tuyến, các node phải định kỳ gửi các bản tin cập nhật, việc này làm ảnh hưởng đến băng thông và năng lượng tại các node.

+ tìm đường theo yêu cầu: Khi mạng triển khai với yêu cầu tiết kiệm năng lượng và độ trễ không phải là yếu tố quan trọng thì cách này khá lý tưởng Các node chỉ thực hiện định tuyến khi có yêu cầu cần gửi bản tin Do đó, độ trễ sẽ tăng lên do các node phải mất một khoảng thời gian tìm đường trước khi bắt đầu truyền tin Nhưng bù lại ưu điểm của phương pháp này là tiết kiệm băng thông và năng lượng, phù hợp cho mạng sensor không dây

• Bảo mật: các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc có khả năng dễ dàng bị tấn công như tạo node giả nhận các bản tin truyền trong mạng một cách trái phép, phát vào mạng các bản tin giả nhằm mục đích phá hoại … Bởi vậy khi triển khai các mạng phải trao đổi các thông tin nhạy cảm thì yếu tố này cần đặc biệt được quan tâm

• Hoạt động nghỉ: Để tiết kiệm năng lượng, các node cần phải được cấu hình về trạng thái nghỉ khi không có nhu cầu sử dụng

2.2 Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc

Giao thức trong mạng Ad hoc được chia làm 5 loại chính Mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng phù hợp với các trường hợp ứng dụng riêng biệt Chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu kỹ từng loại giao thức

Hình 2.1: Các giao thức định tuyến trong mạng ad-hoc

Các Giao Thức Định Tuyến Trong Mạng Ad hoc

2.2.1 Các giao thức định tuyến theo bảng điều khiển (Table-Driven)

Các giao thức định tuyến theo bảng điều khiển luôn luôn duy trì một bảng định tuyến hay ma trận chứa thông tin cập nhật về các đường đi gồm khoảng cách (số node phải đi qua để đến đích) và thông tin về node kế tiếp trên đường đi đến một node đích bất kỳ Để cập nhật thông tin về đường đi ngắn nhất mỗi node sẽ thường xuyên trao đổi bảng định tuyến với các node bên cạnh nó Mỗi node khi nhận được bảng định tuyến của node bên cạnh, nó sẽ tự động tính toán và cập nhật bảng định tuyến của mình Quá trình gửi cập nhật lại tiếp tục được lặp lại tai node lân cận với mục tiêu giữ các thông tin định tuyến là chính xác nhất có thể Định tuyến này có ưu điểm là đơn giản và tính toán hiệu quả do thường xuyên được cập nhật Tuy nhiên nhược điểm của

nó là tốn nhiều băng thông và năng lượng do phải thực hiện gửi nhiều bản tin cập nhật Một nhược điểm nữa là mạng sẽ hội tụ chậm khi topo mạng có thay đổi và khi

có lỗi xảy ra

Một số giao thức trong họ này có thể kể đến là:

• DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector)

• OLSR (Optimized Link State Routing)

• CGSR (Cluster-Head Gateway Switch routing)

• WRP (Wireless routing Protocol)

• STAR (Source-Tree Adaptive Routing)

2.2.2 Các giao thức định tuyến theo yêu cầu ( On-Demand)

Khác với giao thức định tuyến theo bảng điều khiển, giao thức định tuyến theo yêu cầu chỉ thực hiện tìm đường khi có yêu cầu cần cần truyền tin đến một node nào

đó ở trong mạng Khi có yêu cầu tìm đường, node cần truyền sẽ phát vào trong mạng một bản tin quảng bá với nội dung yêu cầu thông tin về node đích cần truyền Khi một gói tin quảng bá đến được node đích hoặc node trung gian có đường đi đến node đích cần tìm, gói tin hồi đáp sẽ được tạo ra và gửi về node nguồn Khi node nguồn đã có đường đi tới node đích, nó mới bắt đầu thực hiện truyền các gói tin chứa dữ liệu Giao thức này có ưu điểm là độ chính xác cao và phản ứng nhanh hơn với sự thay đổi của mạng Nhưng nhược điểm của nó là thời gian trễ do tìm đường cao và khi các node di chuyển nhanh, lưu lượng dày, các gói tin quảng bá sẽ tăng nhanh số lượng gây nghẽn

Các giao thức định tuyến théo yêu cầu chỉ phù hợp với mạng không dây băng thông rộng, trễ truyền gói nhỏ và lưu lượng rất mỏng.

Một số giao thức trong họ này có thể kể đến là:

• AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector)

• DSR (Dynamic Source Routing)

• TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm)

• ABR (Associativity-Based Routing)

• SSBR (Signal Stability-Based Adaptive Routing)

2.2.3 Các giao thức định tuyến lai ( hybird Protocol)

Giao thức định tuyến lai là kết hợp của giao thức định tuyến theo bảng điểu khiên và giao thức định tuyến theo yêu cầu với các ưu điểm của cả hai Các định tuyến tĩnh được sử dụng ở những phần của mạng mà sự thay đổi không xảy ra thường xuyên Còn những phần có các node thay đổi liên tục sẽ thực hiện định tuyến theo yêu cầu Qua đó giao thức đã tạo được cầu nối giữa hai giao thức quan trọng của mạng Ad hoc, thừa hưởng ưu điểm của cả hai, hiệu năng tổng thể do đó cũng được nâng cao đáng kể

Một số giao thức trong họ này có thể kể đến là:

• ZRP (Zone Routing Protocol)

• FSR (Fisheye State Routing)

• LANMAR (Landmark Ad Hoc Routing)

• RDMAR (Relative Distance Micro-discovery Ad Hoc Routing)

• SLURP (Scalable Location Update-Based Routing Protocol)

2.2.4 Các giao thức định tuyến theo nhận biết vị trí (Location-aware protocol)

Các giao thức định tuyến theo nhận biết vị trí trong mạng Ad hoc quy định mỗi node trong mạng Ad hoc đều chứa thông tin về vị trí của tất cả các node trong mạng Cách tốt nhất và dễ dàng nhất là sử dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS để xác định chính xác tọa độ của các node trong bất kỳ khu vực địa lý nào Thông tin về địa điểm sau đó được tối ưu hóa bởi giao thức định tuyến để tìm ra đường đi đúng nhất

Một số giao thức trong họ này có thể kể đến là:

• LAR (Location-Aided Routing)

• DREAM (Distance Routing Effect Algorithm for Mobility)

• GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing)

Các Giao Thức Định Tuyến Trong Mạng Ad hoc

• LAKER (Location Aided Knowledge Extraction Routing)

• MORA (Movement-Based Algorithm for Ad Hoc Networks)

2.2.5 Các giao thức định tuyến đa đường (Multipath Protocol)

Các giao thức định tuyến đa đường tạo nên nhiều đường đi từ node nguồn đến node đích Ưu điểm chính của việc tìm kiếm nhiều đường khả dụng là băng thông giữa các liên kết được sử dụng hiệu quả hơn Với cơ chế chia tải truyền dữ liệu theo nhiều đường sẽ giảm nghẽn trong mạng

Một số giao thức trong họ này có thể kể đến là:

• CHAMP (CacHing and Multipath routing Protocol)

• AOMDV (Ad hoc On-Demand Multipath Distance Vector Routing)

• SMR (Split Multipath Routing)

2.3 Các thông số quan trọng khi giao thức hoạt động

Đối với một giao thức đinh tuyến, các thông số dưới đây thể hiện tính chất của

nó Các thông số ấy cho biết ưu điểm cũng như nhược điểm của giao thức định tuyến Cải thiện các thông số này chính là mục đích của việc cải tiến các giao thức

 Năng lượng tiêu tốn

Đây là thông số quan trọng đối với giao thức định tuyến trong mangh Ad hoc,

vì tính chất giới hạn năng lượng của các thiết bị trong mạng Ad hoc Năng lượng tiêu tốn thường phụ thuộc vào quá trình routing discovery Quá trình này càng gửi nhiều bản tin thì càng tiêu tốn nhiều năng lượng, ngoài ra tuyến đường truyền bản tin càng dài hay hopcount trung bình càng lớn cũng làm tăng năng lượng tiêu tốn của mạng

Để giảm năng lượng tiêu tốn các giao thức cải tiến thường hạn chế quá trình route discovery mà vẫn tìm được tuyến đường cần thiết, như giao thức AODV-ERS hay EERS

 End to End Delay- EED

Là thời gian để gói tin truyền từ nguồn tới đích Thời gian trễ cao sẽ làm giảm chất lượng của mạng EED phụ thuộc tuyến đường mà bản tin truyền từ nguốn tới đích vì vậy cũng phụ thuộc vào giao thức định tuyến

 Hop count trung bình

Hop count là tổng số hop mà bản tin phải đi qua khi truyền từ nguồn đến đích Giá trị này quyết định End to End delay và năng lượng tiêu tốn Giao thức định tuyến tốt khi tìm được đường có hop count tối ưu nhất Nhưng thường thông số này không khác nhau nhiều giữa các giao thức định tuyến.

 Tỷ lệ truyền gói tin thàn công- Packet Delivery Ratio(PDR)

Thông số này thể hiện trực tiếp chất lượng của mạng PDR phụ thuộc tuyến đường mà giao thức chọn Nếu tuyến đường tốt sẽ tăng PDR và ngược lại

 Thời gian định tuyến -Latency

Là thời gian tính từ khi node nguồn phát yêu cầu tìm đường đến khi nó có được thông tin định tuyến cần thiết để có thể bắt đầu truyền dữ liệu, đây có thể coi là trễ kết nối Đối với các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc thời gian này thường tính từ khi node nguồn phát bản tin Request đến khi nhận bản tin Reply

Giao Thức Định Tuyến AODV

CHƯƠNG 3: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV

Ở chương này chúng em đi sâu vào giao thức định tuyến Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing - AODV như các bản tin sử dụng, nguyên lý hoạt động của giao thức

3.1 Định dạng các bản tin sử dụng trong giao thức AODV

Giao thức định tuyến AODV dùng 4 loại bản tin để định tuyến, sửa lỗi, duy trì tuyến đường: route request, route reply, route error, route reply acknowledgement

3.1.1 Định dạng gói tin Route Request (RREQ)

Định dạng của bản tin RREQ được biểu diễn bằng bảng trên với ý nghía của các trường như sau:

J Cờ Joint ; dành riêng cho multicast

R Cờ Repair ; dành riêng cho multicast

D Cờ Destination only; cho biết chỉ có node đích

mới hồi đáp lại gói tin RREQ này

U Cho biết rằng số sequence ở node đích không xác

địnhReserved Các bit để dành, mặc định là 0

Hop count Số lượng các node tính từ node nguồn đến node

hiện tại đang xử lý gói tin RREQ này

RREQ ID Số ID để xác định duy nhất một gói tin RREQ

nhất định khi có trùng lặp về địa chỉ IP của node nguồn

Destination IP address Địa chỉ IP của node đích mà node nguồn cần tìm

đường tớiDestination Sequence

Number

Số sequence hiện tại của node nguồn ban đầu gửi gói tin RREQ

Định dạng của bản tin RREQ

3.1.2 Định dạng gói tin Route Reply (RREP)

Giao Thức Định Tuyến AODV

Định dạng của bản tin RREP được biểu diễn bằng bảng trên với ý nghía của các trường như sau:

R Cờ Repair; Sử dụng cho multicast

A Yêu cầu có gửi lại xác nhậnReserved Các bit để dành, mặc định là 0

Prefix Size

Nếu khác 0, 5 bit phần Prefix size sẽ chỉ ra rằng node tiếp theo được chỉ ra sẽ được sử dụng cho tất cả các node với cùng tiền tố (được định nghĩa bởi Prefix size) như là địa chỉ được yêu cầu

Số sequence hiện tại của node nguồn ban đầu gửi gói tin RREQ

Định Dạng Bản Tin RREP

3.1.3 Định dạng gói tin Route Error (RRER)

Định dạng của bản tin RERR được biểu diễn bằng bảng trên với ý nghía của các trường như sau:

NN

Cờ không xóa; được khởi tạo khi 1 node thực hiện sửa cục bộ cho 1 kết nối, và nốt nhận được bản tin này sẽ không xóa tuyến đường nó biết về node được báo lỗi

Reserved Các bit để dành, mặc định là 0DestCount Số các node đích không thể thực hiện kết nối

Giao Thức Định Tuyến AODV

được nêu trong bản tin; phải có ít nhất một node

Định Dạng Bản Tin RREP- ACK

3.2 Nguyên lý hoạt động của giao thức

3.2.1 Số Sequence number

Mỗi bảng định tuyến tại tất cả các node đều phải lưu giữ những thông tin mới nhất có thể về số sequence của tất cả các node đích mà bảng định tuyến đang duy trì một đường đi khả dụng đến đó Số sequence này được gọi là “số sequence đích” Nó

được cập nhật bất cứ khi nào node đó nhận được thông tin mới (mới xét theo mặt thông tin chứ không xét theo mặt thời gian) về số sequence từ các bản tin RREQ, RREP, hoặc RERR mà nó nhận được có liên quan đến node đích này Giao thức AODV phụ thuộc vào việc từng node ở trong mạng lưu và duy trì các số sequence đích trong bảng định tuyến của mình, từ đó giúp cho nó có thể ngăn ngừa hiện tượng lặp trong mạng bằng cách kiểm tra các số sequence trong các bản tin Một node đích tăng số sequence của riêng nó trong 2 trường hợp:

- Ngay lập tức trước khi node khởi tạo một bản tin yêu cẩu RREQ, Node phải tăng số sequence của nó Việc này giúp ngăn chặn việc trùng lặp khi các node khác nhận được bản tin RREQ sẽ thực hiện kiểm tra số sequence để tạo đường ngược quay lại node khởi tạo bản tin RREQ ban đầu

- Ngay lập tức khi node đích thực hiện khởi tạo bản tin đáp trả RREP để hồi đáp lại bản tin RREQ nhận được

Số sequence được lưu dưới dạng số nguyên không dấu Khi một node nhận được thông tin về số sequence của một node nào đó, nó sẽ kiểm tra giá trị này với số sequence cũng của node này mà nó lưu trong bảng định tuyến Nếu số sequence thu được từ bản tin lớn hơn số được lưu trong bảng định tuyến tức là thông tin này là mới hơn, vậy nó sẽ tự động cập nhật lại bảng định tuyến của mình

Chỉ duy nhất một trường hợp khác mà một node có thể thay đổi số sequence đích trong bảng định tuyến là khi tuyến đường này đang ở trạng thái liên kết bị mất hoặc hết hạn với node kế tiếp trong trong tuyến đường đó Khi đó, node sẽ xác định nhưng node đích bị ảnh hưởng bởi sự mất kết nối với node kế tiếp này bằng cách tra bảng định tuyến Trong trường hợp này, các node bị ảnh hưởng sẽ được node này tăng

số sequence lên 1 và đánh dấu tuyến đường này là lỗi Từ đây, node sẽ chờ đến khi nào nó nhận được thông tin định tuyến về các node bị ảnh hưởng đủ tươi hơn thông tin cũ (có số sequence lớn hơn hoặc bằng số sequence nó đang lưu), khi đó nó sẽ update lại bảng định tuyến của mình với thông tin mới vừa thu được

Một node chỉ thực hiện thay đổi số sequence trong bảng định tuyến về một node nào đó trong các trường hợp sau đây:

Giao Thức Định Tuyến AODV

- Bản thân nó là node đích, và nó chuẩn bị gửi bản tin hồi đáp RREP tới node tạo bản tin yêu cầu RREQ về nó

- Nó nhận được một bản tin AODV với thông tin về số sequence của node đích mới hơn

- Đường đi tới node đích này bị gãy hoặc là bị hết hạn

3.2.2 Quá trình tìm đường khởi tạo kết nối

Một node khởi tạo bản tin yêu cầu RREQ khi nó xác định được rằng mình cần một tuyến đường đến node đích nào đó và trong bảng định tuyến của nó, nó không có tuyến đường khả dụng nào đến node này cả Điều này có thể xảy ra nếu node muốn gửi tin chưa hề biết thông tin gì về node đích này cả, hoặc là tuyến đường khả dụng trước đã hết hạn hoặc được đánh dấu là lỗi Trường số sequence đích trong bản tin RREQ là số sequence mới nhấtcủa node đích mà node khởi tạo có và giá trị này được sao chép từ trường số sequence đích trong bảng định tuyến Nếu không có số sequence đích, cờ “số sequence không xác định” trong bản tin RREQ được dựng là 1

Số sequence nguồn trong bản tin RREQ chính là số sequence của node khởi tạo bản tin RREQ này Trường RREQ ID được tãng thêm 1 từ số RREQ ID lần cuối được sử dụng tại node đó Mỗi node chỉ có duy nhất một số RREQ ID Trường Hop Count được đặt là 0

Trước khi phát quảng bá gói tin RREQ, node khởi tạo sẽ lưu lại số RREQ ID

và địa chỉ IP của nó vào bộ nhớ đệm trong khoảng thời gian là PATH_DISCOVERY_TIME Bằng cách này, khi node nhận được bản tin này từ hàng xóm của nó, nó sẽ không thực hiện xử lý hoặc chuyển tiếp gói tin

Node khởi tạo luôn mong chờ có sự liên lạc hai chiều với node đích Trong trường hợp này, nếu node nguồn có đường đi tới node đích không thôi là không đủ, node đích cũng phải có đường đi quay lại node nguồn Để thực hiện được điều này, các node trung gian khi nhận được các bản tin RREQ, RREP, RERR, chúng đều thực hiện lưu thông tin để tạo đường ngược về các node khởi tạo bản tin này

Một node không thực hiện khởi tạo nhiều hơn RREQ_RATELIMIT bản tin RREQ trong 1 giây Sau khi phát quảng bá 1 bản tin RREQ, node đó sẽ đợi bản tin hồi đáp RREP (hoặc các bản tin điều khiển khác chứa thông tin về về tuyến đường tới

node đích đang được tìm kiếm) nếu tuyến đường không nhận trong khoảng thời gian NET_TRAVERSAL_TIME mili giây, node đó có thể tiếp tục phát quảng bá bản tin yêu cầu RREQ để tìm đường, số lần gửi yêu cầu lại không vượt quá RREQ_RETRIES lần Và với mỗi lần phát lại này, node phải tăng số RREQ ID lên trong 1 trong các bản tin RREQ của mình

Các gói tin dữ liệu sẽ chờ cho tuyến đường được khởi tạo thành công (đợi bản tin RREP sau khi bản tin yêu cầu RREQ được gửi đi) và được lưu vào bộ đệm Việc lưu vào bộ đệm này tuân theo quy tắc “vào trước ra trước” (First in, first out – FIFO) Nếu quá trình tìm đường đã được thực hiện RREQ_RETRIES lần mà không nhận được bất cứ bản tin RREP nào , tất cả bản tin dữ liệu gửi đến node đích này đều bị drop khỏi hàng đợi và bản tin không tìm thấy node yêu cầu (Destination Unreachable message) sẽ được gửi cho chương trình ở lớp cao hơn

Một node nhận được bản tin RREQ, sẽ thực hiện gửi lại bản tin RREP khi :

- Nó chính là node đích được chỉ ra trong bản tin RREQ

- Nó biết đường đi tới node đích được chỉ ra trong bản tin RREQ, số sequence đích trong bảng định tuyến cho node đích này là khả dụng và lớn hơn hoặc bằng số sequence đích trong bản tin RREQ

Bản tin RREP sẽ được truyền đơn hướng về node đầu tiên khởi tạo bản tin RREQ Tuyến đường sẽ được tạo dựa trên các bảng định tuyến tại các node mà bản tin RREP đi qua Các bản ghi về node nguồn đầu tiên khởi tạo bản ghi RREQ này đã được tạo ra do các node trung gian tạo đường ngược về node nguồn mỗi khi nhận được bản tin RREQ Trường Hopcount sẽ tăng lên qua mỗi node, bởi vậy khi bản tin RREP đến được node nguồn, giá trị của trường Hopcount trong bản tin RREP sẽ biểu diễn chiều dài của tuyến đường (theo số node) từ node nguồn đến node đích

Để dễ hiểu, em có thể biểu diễn phương thức AODV thực hiện khởi tạo kết nối bằng cách biểu diễn dưới dạng thuật toán như sau:

//S là node nguồn, D là node đích

//RT= bảng định tuyến

//S muốn kết nối với D

If (RT của S có đường đi khả dụng tới D)

S sẽ thiết lập kết nối tới D

Else

Giao Thức Định Tuyến AODV

S tạo bản tin yêu cầu RREQ và phát quảng bá nó đến các hàng xóm của mình

For ( tất cả các node nhận được bản tin RREQ)

If (RREQ này đã xử lý từ trước)

Bỏ đi bản tin RREQ bị trùngEnd if

If ( nó là D)

Gửi bản tin RREP tới node ban đầu gửi đi bản tin RREQ này

Else if (N có một tuyến đường tới D với SeqId >= RREQ.Seq)

Gửi bản tin RREPElse

Lưu lại thông tin node gửi bản tin RREQ nàyPhát quảng bá bản tin RREQ

End ifEnd for

S nhận được bản tin RREP

S cập nhật RT của nó dựa trên node gửi bản tin RREP

S thiết lập kết nối với DEnd if

Sau đây là ví dụ mô tả cách thức tìm đường của giao thức AODV

Hình 3.1: Ví dụ bản tin RREQ phần 1

Node S là node nguồn Các node trong mạng sử dụng giao thức AODV là giao thức định tuyến Tại thời điểm ban đầu, node S muốn tìm đường đến node D

Giao Thức Định Tuyến AODV

Hình 3.4: Ví dụ bản tin RREQ phần 4

Quá trình tiếp tục được thực hiện với node A,H,G,F Node C nhận được bản tin RREQ từ G và H, nhưng nó không thực hiện chuyển tiếp bản tin này vì node C đã chuyển tiếp bản tin RREQ này một lần

Hình 3.5: Ví dụ bản tin RREQ phần 5

3.3.3 Duy trì kết nối

Giao Thức Định Tuyến AODV

Mỗi node đều phải liên tục theo dõi các kết nối đang được sử dụng bằng cách giữ liên kết với các node tiếp theo trong tuyến đường đi Một số cách được AODV sử dụng để giữ liên kết với các node kế tiếp được nêu ra ở dưới đây:

- Nếu có thể sử dụng các báo hiệu ở lớp liên kết, như là các báo hiệu được đưa ra trong chuẩn IEEE 802.11, AODV sẽ sử dụng chúng để kiểm tra trạng thái của liên kết Mỗi khi có một bản tin được truyền đến một node kế tiếp, node đó sẽ đợi bản tin ACK ở lớp liên kết Nếu sau một số lần cho phép mà việc truyền lại đều không thành công, điều đó sẽ chỉ răng liên kết với node tiếp theo đã bị gãy

- Để giữ liên kết với node kế tiếp, AODV còn sử dụng một bản tin đó là bản tin hello.Một node chỉ thực hiện phát quảng bá bản tin hello nếu nó đang nằm trong một tuyến đường đang được sử dụng để truyền tin Cứ sau một khoảng thời gian là HELLO_INTERVAL mili giây, node đó sẽ kiểm tra xem nó đã phát quảng bá một bản tin nào chưa (bản tin RREQ hoặc một bản tin lớp 2 thích hợp) Nếu nó chưa, nó sẽ thực hiện phát quảng bá một bản tin HELLO (chính là bản tin RREP với trường TTL

= 1, được gọi là bản tin HELLO) Các trường của bản tin Hello bao gồm:

• Destination IP address: địa chỉ IP của node đó

• Destination Sequence Number: số sequence hiện tại của node đó

• Hop count: 0

• Lifetime: thời gian sống = ALLOWED_HELLO_LOSS * HELLO_INTERVAL

Một node sẽ xác định trạng thái của liên kết bằng cách lắng nghe bản tin HELLO từ các node lân cận Nếu trong khoảng thời gian ALLOWED_HELLO_LOSS * HELLO_INTERVAL mili giấy, nó không nhận được bản tin nào từ hàng xóm (bản tin Hello hoặc các bản tin khác), liên kết đó sẽ được coi

là bị gãy, node sẽ thực hiện kiểm tra điều kiện xem có thể thực hiện sửa cục bộ Nếu điều kiện thỏa mãn, node sẽ thực hiện sửa cục bộ, còn nếu không, nó sẽ thực hiện gửi bản tin RERR về node nguồn để báo cho node nguồn thực hiện định tuyến lại

Bất cứ khi nào node nhận được một bản tin Hello từ hàng xóm, node sẽ kiểm tra xem nó có tuyến đường nào đang được sử dụng mà node gửi bản tin Hello đóng vai trò là node kế tiếp hay không, nếu không nó có thể tạo một bản ghi mới nếu cần thiết Nếu thực sự có tuyến đường sử dụng node hàng xóm đó làm node kế tiếp, nó sẽ thực hiện tăng giá trị của trường thời gian sống (lifetime) trong bảng định tuyến

Những bản ghi trong bảng định tuyến được tạo bởi việc gửi nhận bản tin hello mà không được dùng đến thì khi trường thời gian sống (lifetime) hết hạn, tức là node hàng xóm đã di chuyển ra khỏi vùng phủ sóng hay gặp trục trặc thì node đó sẽ xóa bản ghi đó mà không thực hiện gửi bản tin RERR nào cả

3.3.4 Xử lý khi có lỗi xảy ra

Thông thường, việc xử lý lỗi đường hoặc gãy kết nối đòi hỏi phải thực hiện các bước sau:

- Đánh dấu tuyến đường bị lỗi

- Liệt kê các node đích bị ảnh hưởng

- Xác định nếu có những node hàng xóm có thể bị ảnh hưởng

- Gửi bản tin RERR phù hợp tới những node hàng xóm này

Bản tin lỗi RERR có thể được phát quảng bá (nếu có nhiều node bị ảnh hưởng), phát đơn hướng (nếu chỉ có 1 node bị ảnh hưởng), hoặc là phát đơn hướng lặp lại (nếu việc phát quảng bá là không phù hợp) Một node sẽ không thực hiện tạo nhiều hơn RERR_RATELIMIT bản tin RERR trong 1 giây

Một node khởi tạo bản tin RERR trong 3 trường hợp sau:

- Nếu nó phát hiện kết nối bị gãy tới node tiếp theo trong một tuyến đường đang được

sử dụng trong bảng định tuyến của nó khi đang thực hiện truyền dữ liệu (và các biện pháp sửa chữa không đạt được thành công)

- Nếu nó nhận được một bản tin mang dữ liệu đến một node mà nó không có một tuyến đường đi khả dụng nào hay đang phải thực hiện sửa chữa (sửa chữa cục bộ) đến node đó

- Nếu nó nhận được bản tin RERR từ node hàng xóm về 1 hoặc nhiều tuyến đường mà

nó đang sử dụng

Trong trường hợp 1, đầu tiên, node sẽ đưa ra một danh sách các node bị lỗi bao gồm node hàng xóm bị mất kết nối và các node đích bị ảnh hưởng từ bảng định tuyến của nó mà sử dụng node bị mất kết nối đó là node tiếp theo trong tuyến đường Trong trường hợp 2, chỉ có duy nhất một node đích bị mất kết nối, đó chính là node có địa chỉ là địa chỉ đích của bản tin mang dữ liệu không thể gửi được đó Trong trường hợp

3, danh sách các node mất kết nối chính là danh các node trong trường Unreachable Destination Ip address Khi node nhận được bản tin RERR này, nó sẽ tra trong bảng

Giao Thức Định Tuyến AODV

định tuyến của nó để tìm ra node tiếp theo thích hợp để chuyển tiếp bản tin RERR này