TÌM HIỂU MOBILE AD HOC NETWORK (MANET)

TÌM HIỂU MOBILE AD HOC NETWORK (MANET)

Khoa Điện - Điện tử viễn thông

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2

TÌM HIỂU MOBILE AD HOC NETWORK(MANET)

GVHD: Phạm Thúy Oanh SVTH : Phạm Trần Thanh Long Lớp: DV12

MSSV: 1251040070

Tp Hồ Chí Minh – 12/2015

Phạm Trần Thanh Long 1

Mục lục

Danh mục hình ảnh 3

Lời mở đầu 4

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC MẠNG KHÔNG DÂY VÀ MẠNG AD-HOC 5

1.1 Đặt vấn đề 5

1.2 Bluetooth 5

1.3 IrDA 6

1.4 HomeRF 6

1.5 802.11 (WiFi) 7

1.6 So sánh các công nghệ 7

1.7 Giới thiệu về mạng ad-hoc di động 8

Chương 2 CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG AD-HOC 11

2.1 Giới thiệu 11

2.2 Yêu cầu của thuật toán định tuyến cho mạng adhoc 12

2.3 Các giao thức định tuyến cơ bản 14

2.3.1Một số giao thức định tuyến proactive 15

2.3.1.1 Giao thức DSDV (Destination Sequence Distance Vector) 15

2.3.1.2 Giao thức định tuyến OLSR (Optimized Link-State Routing) 18

2.3.2Một số giao thức định tuyến reactive: 24

2.3.2.1 Giao thức DSR (Dynamic Source Routing) 24

a Route Discovery 24

b Route maintenance : 26

c Route Cache : 26

2.3.2.2 Giao thức AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector) 28

a Path discovery 28

b Khởi tạo đường ngược (Reverse-Path) 29

c Khởi tạo forward-path 29

d Quản lý bảng định tuyến 30

e Duy trì đường định tuyến 30

f Hồi đáp định tuyến (RREP) 30

Phạm Trần Thanh Long 2

2.4 So sánh AODV và DSR: 35

2.4.1So sánh giao thức reactive và proactive 35

2.4.2Trade-off: 35

Chương 3 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG AD-HOC 36

3.1 Ứng dụng trong tìm kiếm và cứu nạn 36

3.2 Ứng dụng trong quốc phòng 36

3.3 Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe 36

3.4 Ứng dụng trong giáo dục 37

3.5 Ứng dụng trong công nghiệp 37

3.6 Ứng dụng trong đời sống 37

Tài liệu tham khảo 38

Phạm Trần Thanh Long 3

Danh mục hình ảnh

Hình 1: Bluetooth 6

Hình 2: So sánh các loại kết nối không dây 7

Hình 3: Ví dụ mạng ad-hoc 9

Hình 4: Ví dụ cụm mạng nhỏ 14

Hình 5: Ví dụ cho giao thức DSDV 16

Hình 6: Trường hợp nút B gửi thông tin định tuyến cho nút A và nút C 17

Hình 7: Thêm nút D 18

Hình 8: MPR (4) và MS (3), MS (6) 19

Hình 9: Nút 4 gửi gói HELLO 20

Hình 10: Nút 4 quyết định tập hợp MPR 20

Hình 11: Nút 4 gửi gói HELLO thứ hai 21

Hình 12: Bảng MPR và MS 22

Hình 13: Nút 3 gửi thông điệp TC 22

Hình 14: Thông điệp TC tại nút 3,4,6 23

Hình 15: N1 gửi RREQ tới N9 25

Hình 16: N9 gửi RREP về N1 25

Hình 17: Duy trì đường route 26

Hình 18: Ví dụ route cache 27

Hình 19: Nút Z yêu cầu định tuyến 27

Hình 20: Khởi tạo định tuyến tại nút S 31

Hình 21: Nút S gửi broadcast đến các nút lân cận 31

Hình 22: Quá trình xử lý tại B, C, E 32

Hình 23: Quá trình tại các nút tiếp theo 32

Hình 24: Nút D nhận được gói tin 33

Hình 25: Thiết lập Reverse-Path 33

Hình 26: S thiết lập forward-path 34

Hình 27: S gửi dữ liệu đến D 34

Phạm Trần Thanh Long 4

Lời mở đầu Ngày nay, mạng không dây trong đời sống con người đang ngày càng đóng vị trí quan trọng Trong số các mạng không dây, mạng ad-hoc được quan tâm một cách đặc biệt Không giống như mạng có dây truyền thống hay mạng không dây có sơ sở hạ tầng, với tính linh động cao, dễ dàng thiết lập nên mạng adhoc đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của xã hội Trong đó, vấn đề định tuyến trong mạng ad-hoc là một trong những vấn đề quan trọng, đang được nghiên cứu rất nhiều vì nó ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của mạng Đây là những nội dung chính trong đề tài này

Đề tài gồm các chương:

- Chương 1: Tổng quan các mạng không dây và mạng Ad-hoc

- Chương 2: Tìm hiểu các thuật toán định tuyến và các giao thức định tuyến trong mạng MANET

- Chương 3: Một số ứng dụng của mạng di động Ad-hoc

Do thời gian có hạn, bài đồ án môn học 2 của em có thể còn một số thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý và thông cảm của cô Em hi vọng sau này có thể tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này và phát triển thành luận văn tốt nghiệp

Bài tìm hiểu có sử dụng một số kiến thức ở nhiều nguồn khác nhau

Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2015

Phạm Trần Thanh Long

mà còn làm cho sự linh hoạt của nó bị hạn chế Nhiều tiêu chuẩn tồn tại ngày nay là

để kết nối nhiều thiết bị khác nhau Đồng thời, mỗi thiết bị phải hỗ trợ nhiều hơn một chuẩn để khiến nó tương thích với các thiết bị khác

Trong vài năm qua, nhiều chuẩn và công nghệ kết nối không dây đã xuất hiện Những công nghệ này cho phép người dung có thể kết nối tới một loạt máy tính và các thiết bị viễn thông một cách dễ dàng và đơn giản, mà không cần phải mua, mang vác hay kết nối dây cáp Những công nghệ này mang đến những cơ hội cho những sự kết nối nhanh chóng và tự động Chúng hầu như sẽ loại bỏ khả năng người dung phải mua thêm cáp để kết nối các thiết bị cá nhân, do đó tạo ra khả năng sử dụng dữ liệu mobile trong một loạt ứng dụng Mạng có dây cục bộ (LANs) đã rất thành công trong vài năm qua, và bây giờ với sự xuất hiện của các công nghệ kết nối không dây, mạng LAN không dây (WLANs) đã bắt đầu nổi lên mạnh mẽ, linh hoạt và sẽ thay thế cho mạng

có dây

Có nhiều công nghệ và tiêu chuẩn được ra đời, đáng chú ý là trong số đó là kết nối không dây Bluetooth, Infrared Data Association (IrDA), Home RF, chuẩn IEEE 802.11… Các công nghệ và tiêu chuẩn này được đưa ra để các công ty chuyên về mạng không dây cạnh tranh và làm chuẩn

Và chúng ta sẽ tìm hiểu qua về các công nghệ cũng như tiêu chuẩn trên

1.2 Bluetooth

Phạm Trần Thanh Long 6

Hình 1: Bluetooth Bluetooth là một công nghệ kết nối không dây tốc độ cao, công suất thấp, sử dụng sóng viba, được thiết kế để kết nối điện thoại, laptop, các thiết bị số hỗ trợ cá nhân (PDAs) và những thiết bị cầm tay khác ít được sử dụng

Bluetooth không cần truyền thẳng từ các thiết bị được kết nối Công nghệ này

sự dụng những biến đổi của kĩ thuật mạng LAN hiện tại nhưng đáng chú ý nhất là kích thước nhỏ và chi phí thấp

Đặc điểm của công nghệ Bluetooth:

- Hoạt động ở băng tần ISM 2.56 GHz, luôn có sẵn (không cần giấy phép)

- Sử dụng trải phổ tần bước nhảy (FHSS)

- Có thể hỗ trợ lên tới 8 thiết bị trong một mạng nhỏ, gọi là “Piconet”

- Đa hướng, có thể truyền non line-of-sight

HomeRF là một tập hợp con của Tổ chức lien minh viễn thông quốc tế (ITU)

và chủ yếu hoạt động trên sự phát triển của một tiêu chuẩn cho sự truyền dữ liệu bằng sóng vô tuyến (RF)

- Công suất truyền: 100 mW

- Kết nối thoại: hỗ trợ 6 cuộc hội thoại full-duplex

- Bảo mật dữ liệu: sử dụng thuật toán mã hóa blowfish

1.5 802.11 (WiFi)

WiFi là một công nghệ không dây nói chung được sử dụng bởi người dùng tại gia, những công ty nhỏ và những ISP khởi đầu Những thiết bị phát WiFi luôn sẵn có trong những cửa hàng

Những lợi ích của WiFi:

- Tính tương thích: bất kì thiết bị WiFi nào cũng có thế tương thích với nhau

- Giá thành không cao

Phạm Trần Thanh Long 8

1.7 Giới thiệu về mạng ad-hoc di động

Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, đời sống con người ngày càng được nâng cao Việc sở hữu một thiết bị di động như máy tính xách tay, PDA hay các smart phone không còn là quá khó khăn với nhiều người Điều này đã tạo điều kiện và càng thúc đẩy mạng không dây phát triển Việc kết nối mạng theo mô hình không dây truyền thống (có sử dụng Access point) đã không còn là xa lạ với chúng ta nữa Nhưng không phải lúc nào mạng không dây truyền thống cũng có thể phát huy được hiệu quả Ví dụ như trong vùng mới xảy ra thiên tai hay trong lớp học, người ta cần thiết lập một mạng tạm thời, trong một khoảng thời gian ngắn để có thể trao đổi thông tin với nhau Lúc này nếu thiết lập một mạng không dây có cơ sở hạ tầng là một điều tốn kém và không hợp lý Do đó, chúng ta cần thiết lập một mạng không dây không cần có cơ sở hạ tầng nhưng vẫn đảm bảo cho các thiết bị có thể trao đổi thông tin được với nhau Đây chính là mô hình của mạng adhoc

Một mạng ad-hoc là một tập hợp các nút di động không dây (hoặc router) tự động hình thành một mạng tạm thời mà không cần sử dụng bất kỳ cơ sở hạ tầng mạng hiện có hoặc quản trị tập trung Các router có thể tự do di chuyển ngẫu nhiên và tự tổ chức tùy ý; do đó cấu trúc lien kết không dây của mạng có thể thay đổi nhanh chóng

và không biết trước

Mạng adhoc là một mạng có tính tự thiết lập và thích nghi Điều đó có nghĩa là các nút mạng có thể di động làm cho topo mạng thay đổi (topo động) Nhưng các nút mạng có thể tự phát hiện ra sự có mặt của các nút mạng khác và thực hiện kết nối cho phép truyền thông tin mà không cần bất kì một sự quản trị trung tâm nào hay một thiết

bị điều khiển nào cả Một điểm cần lưu ý ở đây là các nút mạng không những có thể phát hiện khả năng kết nối của các thiết bị mà nó còn có thể phát hiện ra loại thiết bị

và các đặc tính tương ứng của các loại thiết bị đó Các nút mạng có thể là các thiết bị khác nhau, ví dụ như máy tính xách tay, PDA, hay smart phone, nên khả năng tính toán, lưu trữ hay truyền dữ liệu của các nút mạng cũng là khác nhau Một điều cũng

dễ dàng nhận thấy là vấn đề sử dụng và duy trì năng lượng cho các nút mạng của mạng adhoc là vấn đề đáng quan tâm vì các nút mạng thường dùng pin để duy trì sự hoạt động của mình Ngoài ra, cũng giống như mạng không dây có cơ sở hạ tầng, tính bảo mật trong truyền thông của mạng adhoc là không cao Truyền thông trong không gian là khó kiểm soát và dễ bị tấn công hơn so với mạng có dây rất nhiều

Ví dụ về một mạng ad-hoc:

Phạm Trần Thanh Long 9

Hình 3: Ví dụ mạng ad-hoc Một số ứng dụng của mạng ad-hoc:

- Đáp ứng nhu cầu truyền thông mang tính chất tạm thời: tại một địa điểm trong một thời gian nhất định, việc thiết lập một mạng tạm thời chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn Nếu chúng ta thiết lập một mạng có cơ sở

hạ tần thì rất tốn kém tiền bạc và nhân lực

- Hỗ trợ tốt khi xảy ra thiên tai, hỏa hoạn: Khi xảy ra cá thiên tai, hỏa hoạn ở một nơi nào đó, cơ sở hạ tần ở đó như đường dây, các trạm máy, máy chủ,… có thể bị phá hủy dẫn đến hệ thống mạng bị tê liệt hoàn toàn

- Đáp ứng truyền thông tại nơi xa trung tâm, vùng sâu, vùng xa: tại những nơi

xa trung tâm, vùng sâu, vùng xa, dân cư thưa thớt, việc thiết lập các hệ thống mạng có cơ sở hạ tầng hết sức khó khan và tốn kém

- Trong một số ứng dụng nào đó, nếu sử dụng dịch vụ mạng có cơ sở hạ tầng

có thể không hiệu quả cao bằng việc sử dụng mạng adhoc

Mạng MANET bao gồm các miền router kết nối với nhau Một mạng MANET được đặc trưng bời một hoặc nhiều giao diện MANET, các giao diện được phân biệt bời “Khả năng tiếp cận không đối xứng” thay đổi theo thời gian của nó đối với các router lân cận Các router này nhận dạng và duy trì một cấu trúc định tuyến giữa chúng Các router có thể giao tiếp thông qua các kênh vô tuyến động với khả năng tiếp cận không đối xứng, có thể di động và có thể tham gia hoặc rời khỏi mạng bất kì thời điểm nào Để giao tiếp với nhau, các nốt mạng trong adhoc cần cấu hình giao diện mạng của nó với địa chỉ cục bộ có giá trị trong khu vực của mạng adhoc đó Các nốt

Phạm Trần Thanh Long 10

mạng có thể phải cấu hình các địa chỉ global định tuyến được để giao tiếp với các thiết

bị khác trong mạng Internet Nhìn từ góc độ lớp IP, mạng MANET có vai trò như một mạng multi-hop lớp 3 được tạo thành bởi các lien kết Do vậy, mỗi nốt mạng adhoc trong mạng MANET sẽ hoạt động như một router lớp 3 để cung cấp kết nối với các nốt trong mạng Mỗi nốt duy trì các tuyến tới các nốt khác trong mạng và các tuyến mạng tới các nốt đích ở ngoài mạng MANET đó Nếu đã được kết nối tới Internet, các mạng MANET sẽ trở thành các mạng biên, xác định bởi các router biên (edge-router)

Các đặc điểm của mạng MANET:

- Thiết bị đầu cuối chủ động: Trong MANET, mỗi thiết bị đầu cuối đều là các thiết bị chủ động Nó có thể mang chức năng của host và router

- Phân chia hoạt động: vì không có hệ thống mạng nền tảng cho trung tâm kiểm soát hoạt động của mạng nên việc kiểm soát và quản lý hoạt động của mạng được chia cho các thiết bị đầu cuối

- Định tuyến đa đường: Thuật toán định tuyến không dây cơ bản có thể định tuyến một chặng hoặc nhiều chặng dựa vào các thuộc tính liên kết khác nhau và giao thức định tuyến

- Topo động: vì các nốt di động nên cấu trúc mạng có thể thay đổi theo thời gian

- Tối ưu hóa cho thiết bị đầu cuối: trong hầu hết các trường hợp các nốt trong mạng MANET là thiết bị với tốc độ xử lý CPU thấp, bộ nhớ ít và lưu trữ điện năng ít Vì vậy cần phải tối ưu hóa các thuật toán và cơ chế

Mạng di động có thể được phân thành các mạng cơ sở và mạng di động ad-hoc (MANET) theo sự phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng cố định Trong một mạng di động cơ

sở, các nút di động có những điểm truy cập có dây trong phạm vi truyền dẫn của chúng Ngược lại, các mạng di động adhoc là các mạng lưới chủ động tổ chức mà không cần hỗ trợ cơ sở hạ tầng Trong một mạng di động adhoc, các nút di chuyển tùy biến; do đó mạng lưới có thể thay đổi cấu trúc liên kết nhanh chóng và khó lường Ngoài ra, vì các nút trong một mạng di động adhoc thường có giới hạn phạm vi truyền dẫn, một số nút có thể không giao tiếp trực tiếp với nhau Do đó, con đường định tuyến trong các mạng di động adhoc có khả năng chứa nhiều hop, và mỗi nút trong mạng di động adhoc đều có trách nhiệm hoạt động như một bộ định tuyến

Đối với mạng không dây có cơ sở hạ tầng, việc truyền thông giữa các nút mạng trong mạng phụ thuộc rất nhiều vào base station Các nút mạng muốn liên lạc với nhau đều phải nằm trong vùng phủ sóng của base station (nếu một nút mạng mà nằm ngoài vùng phủ sóng của base station thì nó không thể nào liên lạc được với các nút mạng khác) Nhưng với mạng adhoc thì lại khác Các nút mạng dù nằm ngoài vùng phủ sóng của nhau vẫn có thể liên lạc được với nhau thông qua các nút mạng trung gian

Do đó, việc tìm ra các nút mạng trung gian để truyền gói tin giữa nút mạng đầu và nút mạng cuối là rất quan trọng

Ngoài ra, một số đặc điểm khác biệt của mạng adhoc so với các mạng khác như các nút mạng có thể di động, dẫn đến topo mạng thay đổi theo; băng thông của mạng cũng thay đổi liên tục, tốc độ truyền tín hiệu của mạng phụ thuộc nhiều vào tính chất vật lý của các nút mạng và giao diện mạng, Chính những đặc điểm này làm cho

Phạm Trần Thanh Long 12

việc thiết kế các giao thức định tuyến cho mạng adhoc là một bài toán khó

2.2 Yêu cầu của thuật toán định tuyến cho mạng adhoc

Như đã trình bày ở trên, do các đặc điểm khác biệt của mạng adhoc, chúng ta không thể áp dụng các thuật toán định tuyến truyền thống như Link State hay Distance Vector cho mạng adhoc được Cả hai thuật toán này đều yêu cầu các router quảng bá thông tin định tuyến theo định kì Những hoạt động này hạn chế khả năng thích ứng của giao thức với các thay đổi các topo mạng Nếu khoảng thời gian định kì khá ngắn, giao thức sẽ hoạt động không hiệu quả bời nó phải làm việc nhiều hơn so với sự thay đổi của topo mạng và gây lãng phí băng thông và năng lượng của các nút mạng một cách không cần thiết Còn nếu thời gian định kì quá dài, giao thức sẽ không phản ứng kịp với sự thay đổi của topo mạng

Với thuật toán Link State, các router sẽ gửi thông tin quảng bá định kì về các router hàng xóm và cost của đường đi tới các router hàng xóm đến các router trong mạng Từ đó, các router sẽ biết được toàn bộ topo của mạng để tính toán đường đi tới đích ngắn nhất có thể

Với thuật toán Distance Vector, mỗi router lại gửi định kì các thông tin khoảng cách từ nó đến các router khác Bằng việc tính toán, so sánh khoảng cách từ mỗi nút hàng xóm đến một đích nào đó, các router sẽ quyết định đường đi ngắn nhất đến nút mạng đích

Như vậy, nếu sử dụng các thuật toán thông thường với mạng adhoc có thể dẫn đến một loạt các vấn đề sau:

- Việc các router liên tục gửi bản tin quảng bá định kì đến các nút trong mạng Việc này gây ra:

 Gây lãng phí băng thông cho các nút mạng trong mạng adhoc

 Gây lãng phí năng lượng

- Ở các mạng thông thường, liên kết giữa hai nút mạng trong mạng hoặc giữa nút với base station là các liên kết đối xứng Trong khi đó, liên kết giữa hai nút mạng của mạng adhoc có thể là liên kết không đối xứng, nghĩa là việc truyền thông giữa hai nút mạng không thể thực hiện tốt trên cả hai hướng

Lý do là vì khả năng truyền tín hiều của các nút mạng là khác nhau: nút mạng nào có năng lượng truyền tín hiệu mạnh thì nút đó có liên kết tốt với các nút mạng nhận tín hiệu của nó, ngược lại nút mạng có năng lượng truyền tín hiệu yếu thì khả năng không liên kết được với các nút mạng nhận tín hiệu là khó tránh khỏi, nếu có liên kết được thì đó cũng là một liên kết yếu,không ổn định

- Trong mạng adhoc tồn tại nhiều liên kết dư thừa Với mạng có dây truyền thống, người ta chỉ dùng rất ít các router để nối hai mạng Vì thế các tuyến đường dư thừa trong mạng có dây là không nhiều và các thuật toán định

Với các vấn dề nêu trên, chúng ta có thể rút ra được một số yêu cầu với các thuật toán định tuyến cho mạng ad-hoc:

- Thuật toán phải được thiết kế sao cho phù hợp với tính động của topo mạng

- Không để xảy ra hiện tượng lặp: hiện tượng này xảy ra khi một phần nhỏ các gói tin di chuyển vòng quanh trong mạng trong một khoảng thời gian nào đó Giải pháp đưa ra có thể là sử dụng bộ đếm chặng trong mỗi gói tin Mỗi khi gói tin di chuyển đến một nút mạng mới, bộ đếm sẽ tăng lên 1 và khi đến

Phạm Trần Thanh Long 14

một giá trị định sẵn thì gói tin sẽ bị loại bỏ

- Thiết lập những cụm mạng nhỏ: nếu giao thức định tuyến có thể xác định được các nút mạng gần nhau và thiết lập chúng thành một cụm mạng nhỏ thì

sẽ rất thuật tiện trong định tuyến Nếu các nút mạng đơn di chuyển nhanh hơn thì các cụm mạng lại ổn định hơn Do đó, định tuyến trong các cụm mạng sẽ đơn giản hơn rất nhiều

Hình 4: Ví dụ cụm mạng nhỏ

- Bảo mật: giao thức định tuyến của mạng ad-hoc có thể bị tấn công dễ dàng ở một số dạng như đưa ra các cập nhật định tuyến không chính xác hoặc ngăn cản việc chuyển tiếp gói tin, gián tiếp gây ra việc từ chối dịch vụ dẫn đến gói tin không bao giờ đến được đích Chúng cũng có thể thay đổi thông tin định tuyến trong mạng, cho dù các thông tin đó không gây nguy hiểm những cũng gây tốn băng thông và năng lượng Do đó cần có những phương pháp bảo mật thích hợp để ngăn chặn việc sửa đổi hoạt động của giao thức

2.3 Các giao thức định tuyến cơ bản

Một trong những phương pháp phổ biến nhất để phân biệt các giao thức định tuyến trong mạng Ad-hoc di động là dựa trên cách thức thông tin định tuyến được yêu cầu và duy trì bởi các nút di động Sử dụng phương pháp này, các giao thức định tuyến của mạng Ad-hoc di động có thể được phần chia thành định tuyến Proactive, Định tuyến Reactive, Định tuyến Hybrid Trong bài tìm hiểu này chỉ xét đến một số giao thức định tuyến thuộc Proactive và Reactive

Giao thức định tuyến Proactive cũng được gọi là định tuyến theo bảng điều khiển (Table-driven) Sử dụng một giao thức định tuyến chủ động, các nút trong một mạng ad-hoc di động sẽ liên tục đánh giá các đường đi đến các nút có thể và cố gắng

Các giao thức định tuyến reactive cho mạng ad-hoc di động cũng được gọi là giao thức định tuyến theo yêu cầu khởi phát từ nguồn Trong giao thức định tuyến Reactive, các đường định tuyến được tìm khi cần thiết Quá trình tìm kiếm đưuờng đi chấm dứt khi đã tìm được đường đi hoặc không có đường đi nào có sẵn sau khi kiểm tra tất cả các đường

Trong một mạng ad-hoc di động, các tuyến đường đang hoạt dộng có thể bị ngắt do sự di chuyển của các nút mạng Vì vậy, sự duy trì đường định tuyến là quá trìn quan trọng của các giao thức định tuyến reactive So với các giao thức định tuyến proactive cho mạng ad-hoc di động, ít chi phí điều khiển hơn là một lợi thế khác biệt của các giao thức định tuyến reactive Như vậy, giao thức định tuyến reactive có khả năng mở rộng tốt hơn so với các giao thức định tuyến proactive trong mạng ad-hoc di động Tuy nhiên, nút nguồn có thể phải đợi thời gian delay dài cho việc tìm kiếm đường đi trước khi nó có thể chuyển tiếp các gói tin Một số giao thức sẽ xem xét đến

là DSR và AODV…

2.3.1 Một số giao thức định tuyến Proactive

2.3.1.1 Giao thức DSDV (Destination Sequence Distance Vector)

DSDV là một giao thức định tuyến proactive của mạng ad-hoc di động DSDV

sử dụng thuật toán Bellman-Ford truyền thống Trong bảng định tuyến của DSDV, một mục lưu trữ các hop kế tiếp theo hướng tới nút đích, cost metric cho đường định tuyến đến đích và một số thứ tự của điểm đích được tạo ra bởi đích đến Số thứ tự sử dụng trong DSDV để phân biệt tuyến đường cũ với những tuyến đường mới và tránh

sự hình thành các vòng lặp trên đường

Các bản update về tuyến đường của DSDV có thể là thời gian hoặc các sự biến đổi trong cấu trúc mạng Mỗi nút truyền bản cập nhật định kì, bao gồm thông tin định tuyến của nó, tới các hop lân cận nó Khi xảy ra một sự thay đổi đáng kể từ bản cập nhật mới nhất,một nút có thể truyền bảng định tuyến đã thay đổi của nó Hơn nữa, DSDV có hai cách để gửi thông tin định tuyến Đó là:

- Full-dump: cập nhật bảng định tuyến đầy đủ bao gồm các thay đổi trong

Các nút mạng cùng hoạt động để tạo ra các đường dữ liệu để quảng bá thông tin cần thiết theo định kì, khoảng vài giây một lần Trong một môi trường truyền không dây, truyền broadcast bị giới hạn khoảng cách bởi các đặc tính của môi trường Các dữ liệu được quảng bá bởi mỗi nút sẽ chứa số thứ tự mới của nó và các thông tin cho tuyến đường mới:

- Mỗi nút khi quảng bá sẽ tự động tăng số thự tự đích đến của nó (chỉ sử dụng

Hình 6: Trường hợp nút B gửi thông tin định tuyến cho nút A và nút C

B B 1 B-102

*Khi có các sự thay đổi trong cấu hình mạng:

Phạm Trần Thanh Long 18

Ví dụ: cấu hình mạng thêm nút D

Hình 7: Thêm nút D

- Nút D sẽ quảng bá thông tin định tuyến lần đầu tiên, gửi số thứ tự D-000

- Nút C sẽ thêm nút D vào bảng định tuyến của mình:

- C sẽ thông tin định tuyến tới B và D để cập nhật Quá trình diễn ra tương tự tại nút B

* Khi nút D ngắt ra khỏi mạng: C tăng số thứ tự của D lên 1 thành D-001, quảng bá sự thay đổi cho các nút mạng biết D đã rời khỏi mạng

- Các nút phải hoạt động liên tục

- Phần lớn thông tin định tuyến không được sử dụng

2.3.1.2 Giao thức định tuyến OLSR (Optimized Link-State Routing)

OLSR được phát triển cho các mạng ad-hoc di động Nó hoạt động bằng cách trao đổi thông tin về topo mạng với các nút khác trong mạng thường xuyên Mỗi nút

sẽ chọn một tập hợp các nút hàng xóm của mình làm “Multipoint Relays”(MPR) Trong OLSR, chi có các nút được chọn làm MPR chịu trách nhiệm điều khiển sự chuyển tiếp gói tin Các tập hợp MPR cung cấp một cơ chế hiệu quả cho việc flooding bằng cách giảm số lần truyền tải yêu cầu Các nút được chọn là MPR cũng có trách nhiệm đặc biệt là khai báo thông tin trạng thái liên kết trong mạng Yêu cầu duy nhất cho OLSR để cung cấp các tuyến đường ngắn nhất đến tất cả các nút là các nút được chọn làm MPR khai báo thông tin trạng thái liên kết cho các MPR Selector(MS) của chúng

a) Multipoint relays (MPR):

Mutipoint relays (MPR) là để giảm thiểu chi phí của các gói tin được flood

Des Nex Metric Seq

A B 1 A-550

B B 2 B-100

C C 0 C-588

D D 1 D-000