HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG--- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG KHÔNG DÂY BĂNG THÔNG RỘNG CỐ ĐỊNH DỰA TRÊN MÔ HÌNH MẠNG VÕNG CÓ PHÂN ĐOẠN CHUYÊN NGÀNH : TRU
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
-
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG KHÔNG DÂY BĂNG THÔNG RỘNG
CỐ ĐỊNH DỰA TRÊN MÔ HÌNH MẠNG VÕNG CÓ PHÂN ĐOẠN
CHUYÊN NGÀNH : TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH
MÃ SỐ: 60.48.15
TRẦN VĂN HƯNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS NGUYỄN LINH GIANG
HÀ NỘI - 2010
Trang 2Chương 1: Tổng quan
1 Đặt vấn đề
Khi Internet phát triển, để phục vụ cho nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng, hệ thống mạng liên tục được cải tiến và phát triển Công nghệ băng thông rộng ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu truyền thông tin tốc độ cao và nhanh chóng được phát triển ở khắp mọi nơi Tuy nhiên, lúc đầu hệ thống băng thông rộng chỉ tập trung vào truy cập băng thông rộng có dây ( Digital Subscriber Line ) và quang học ( optical fiber )… Nhưng sau một thời gian, những nhược điểm của hệ thống băng thông rộng có dây bộc lộ những nhược điểm: Giá thành cao, phụ thuộc vào địa hình khi thiết lập mạng, có thể đứt đường dây khiến hệ thống mạng
bị tê liệt Vì vậy hệ thống mạng không dây ra đời khắc phục những nhược điểm này: Nó có thể triển khai trên các địa hình phức tạp mà mạng dây không thể triển khai, nó cung cấp chất lượng dịch vụ tốt, đáng tin cậy và truyền dữ liệu tốc độ ổn định Bên cạnh đó khả năng thiết lập mạng dễ dàng và nhanh chóng
Ngày nay, công nghệ không dây băng thông rộng ngày càng trở nên phổ biến Nó khắc phục được những nhược điểm của mạng dây bình thường, đồng thời kế thừa công nghệ không dây truyền thống Tốc độ truyền dữ liệu cao, có thể lên đến 300 Mbit/s , gấp 3 lần mạng dây truyền thống và tốc độ truyền dữ liệu còn
có thể nâng cao hơn trong tương lai Chính vì lý do đó nên luận văn này trình bầy về công nghệ không dây băng thông rộng không dây cố định dựa trên mô hình mạng vòng có phân đoạn, nhằm mục đích xây dựng hệ thống mạng cho trường đại học Kinh doanh và Công nghệ, kết nối các cơ sở không tập trung với nhau một cách đơn giản và hiệu quả, tiết kiệm chi phí
2 Mục tiêu đặt ra
Luận văn này nhằm mục đích tìm hiểu về cách thức hoạt động, cách định tuyến tìm đường đi ngắn nhất của mạng không dây băng thông rộng cố định dựa trên mô hình mạng vòng có phân đoạn Đồng thời sau luận văn này tôi hi vọng sẽ áp dụng để xây dựng hệ thống mạng không dây băng thông rộng kết nối các
cơ sở của trường đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội Trường Đại học Kinh Doanh và Công Nghệ Hà Nội hiện tại có 5 cơ sở, trong năm tới sẽ mở rộng thành 8 cơ sở được bố trí ở những nơi khác nhau Việc truyền dữ liệu giữa các cơ sở này ngày càng trở nên cấp thiết Việc xây dựng một hệ thông mạng liên kết các
cơ sở này cần được tính toán kỹ để vừa đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và tiết kiệm được chi phí Vấn
đề bảo mật cũng được đặt lên hàng đầu, việc mất mát thông tin cũng như truy cập trái phép vào hệ thống mạng của trường cần được tính toán và hạn chế đến mức thấp nhất
3 Đánh giá
Hệ thống mạng không dây cố định băng thông rộng truyền thống gồm một hệ thống trung tâm và nhiều nút mạng Các nút mạng được kết nối với hệ thống trung tâm thông qua hệ thống angten thu phát sóng Đây là kiểu kết nối điểm – đa điểm Hệ thống mạng này hoạt động trên cơ sở truyền các sóng vô tuyến giữa
hệ thống trung tâm tới các nút mạng Tuy nhiên, hệ thống mạng không dây cố động băng thông rộng truyền
Trang 3thống xuất hiện một số hạn chế như : sự suy giảm tín hiệu liên kết giữa các điểm do thời tiết, do điều kiện ngoại cảnh như có vật cản … Ngoài ra, nếu trong một vùng nhất định, có càng nhiều các nút mạng kết nối vào hệ thống thu phát sóng trung tâm thì có thể làm cho hệ thống trung tâm quá tải, dẫn đến hệ thống trung tâm không xử lý được hết những yêu cầu, gây ra tình trạng suy giảm tín hiệu, mất mát gói tin, hệ thống bị treo…
Hệ thống mạng không dây băng thông rộng cố định dựa trên mô hình mạng vòng khắc phục được các nhược điểm này Khoảng các giữa các điểm được tính toán và xác định cụ thể Từ một điểm trong hệ thống chỉ được kết nối với số điểm nhất định, điều này tạo ra sự linh hoạt cho hệ thống khi mà một điểm bất ngờ bị sự cố Bên cạnh đó, mạng không dây cố định dựa trên mô hình mạng vòng có phân đoạn cho phép sử dụng các giao thức định tuyến đơn giản để xác định đường đi ngắn nhất của gói tin Như vậy gói tin truyền đi trong mạng được truyền đi một cách rõ ràng, tránh trường hợp mất mát gói tin, lưu lượng gói tin truyền trong mạng cũng giảm xuống giúp hệ thống mạng hoạt động tốt hơn Ở trong hệ thống mạng không dây cố định băng thông rộng dựa trên mô hình mạng vòng có phân đoạn này có hệ thống antenna định hướng giúp giảm nhiễu sóng, vì vậy tín hiệu giữa các điểm sẽ ổn định hơn Bên cạnh đó, hệ thống mạng không dây băng thông rộng cố định linh hoạt hơn hệ thống mạng có dây khác, nó có thể thiết lập trên các vùng có địa hình phức tạp trong một khoảng thời gian ngắn Nó truyền tín hiệu qua dạng sóng nên dễ dàng thiết lập hơn, không phải chạy đường dây như các mạng cáp thông thường Tốc độ truyền dữ liệu cao và ổn định, tính bảo mật ngày càng được hoàn thiện
Trang 4Chương 2: Kiến trúc hệ thống
1 Mô hình mạng vòng cũ
Cấu trúc mạng dạng Vòng (Mạng vòng – Ring) là một dạng cấu trúc mạng máy tính mà các nút được nối với nhau tạo thành một vòng tròn.Trong mạng vòng mỗi nút có 2 nút liền kề để truyền dữ liệu Định tuyến trong mạng vòng đơn giản và dễ thực hiện Tuy nhiên nếu thiết lập một mạng không dây theo mô hình mạng vòng cho một không gian lớn thì sẽ có một số hạn chế : Đó là sự chậm trễ của các gói tin được truyền trong mạng Việc truyền gói tin từ điểm nguồn đến điểm đích được thực hiện theo phương thức “ Điểm – Điểm “ Mỗi gói dữ liệu đều mang địa chỉ trạm đích, khi truyền trong mạng, các nút sẽ kiểm tra địa chỉ trong mỗi gói dữ liệu đến Quá trình kiểm tra này lần lượt tiếp tục ở các nút cho đến khi gói tin đến được đúng địa chỉ đích Nếu đúng là địa chỉ đích, các gói dữ liệu sẽ truyền vào nút đó và dữ liệu sẽ được truyền đến các thiết bị đầu cuối Nếu không phải là nút đích thì các gói tin sẽ được truyền đến nút kế tiếp trong vòng Rõ ràng, gói dữ liệu đều phải được xử lý ở cả nút nguồn và nút đích, vì vậy các gói tin truyền đi bị chậm trễ đáng kể Các vấn đề liên kết cũng là một trong những hạn chế của mạng vòng Trong mạng vòng, chỉ có một đường nối duy nhất giữa các điểm để truyền dữ liệu Vậy khi đứt một liên kết trong mạng, dữ liệu
từ điểm nguồn tới điểm đích mà gặp phải liên kết bị đứt đó thì quá trình truyền sẽ bị thất bại
2 Mô hình mạng vòng có phân đoạn
Trong mạng vòng, người ta chia thành các phân đoạn khác nhau Giả sử mạng vòng có phân đoạn
có P phần, mỗi phần có K nút Trong đó K= N/P ( số nút trong mỗi phần tử ) Từ nút ( p.K + 1 ) đến nút ( p + 1).K mode N, trong đó P là định danh các nút từ 0 đến ( p – 1)
Hình 2.2: Mạng vòng có phân đoạn
3 Lịch sử phát triển của mạng không dây
Công nghệ mạng không dây lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990 khi những nhà sản xuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900MHz Những giải pháp này cung cấp tốc độ truyền dữ là 1Mbps , nhưng những giải pháp này không được đồng bộ giữa các nhà sản xuất khi đó
Năm 1992, xuất hiện những mạng không dây sử dụng băng tần 2.4GHz Mặc dù đã có tốc độ truyền
dữ liệu cao hơn nhưng chúng vẫn là những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất và không được công bố rộng rãi Sự cần thiết cho việc hoạt động thống nhất giữa các thiết bị ở những tần số khác nhau dẫn đến một
số tổ chức bắt đầu phát triền ra những chuẩn mạng không dây chung
Trang 5Năm 1997, IEEE đã phê chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11 cho các mạng không dây Chuẩn 802.11
hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phương pháp truyền tín hiệu radio ở tần số 2.4GHz
Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802.11 là các chuẩn 802.11b và 802.11b Và các thiết bị mạng không dây dựa trên chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội Các thiệt bị phát trên tần số 2.4GHz, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 11Mbps
Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cái tiến là chuẩn 802.11g có thể nhận thông tin trên cả hay dãy tần 2.4GHz và 5GHz và nâng tốc độ truyền dự liệu nên đến 54Mbps Đây là chuẩn được sử dụng rộng rãi vào thời điểm hiện tại
Ngoài ra IEEE còn thông qua chuẩn 802.11n nâng tốc độ truyền dữ liệu từ 100-600Mbps vào tháng 9/2009 sau 7 năm nghiên cứu và phát triển
4 Chế độ truyền trong mạng không dây băng thông rộng cố định dựa trên mô hình mạng vòng có phân đoạn
4.1 Chế độ truyền đơn công
Chế độ truyền đơn công là chế độ truyền đơn giản trong truyền thông vô tuyến Trong chế độ truyền này, các gói dữ liệu được truyền theo một hướng từ thiết bị phát (Tx) đến thiết bị thu (Rx) Việc truyền thông tin từ đầu thu đến đầu phát còn phụ thuộc vào băng thông của kênh truyền sóng vô tuyến Như hình đưới đây
ta thấy đầu truyền chỉ có thể gửi thông tin từ Tx chứ không thể nhận thông tin từ Rx
Hình 4.1: Chế độ truyền đơn công
4.2 Chế độ truyền song công
Trong chế độ truyền song công, việc truyền và nhận gói dữ liệu được diễn ra đồng thời tại một thời điểm ở nút mạng không dây Mỗi nút mạng không dây có cả chức năng truyền và nhận dữ liệu Mạng vòng
có phân đoạn sử dụng chế độ truyền song công cho các nút mạng phân đoạn ở vòng liên kết bên trong
Hình 4.2: Chế độ truyền song công
Có 2 chế độ truyền song công cơ bản : Song công chia theo tần số (FDD) và song công chia theo thời gian( TDD)
5 Kiến trúc nút mạng
Trang 6KẾT LUẬN
Luận văn nghiên cứu và giới thiệu tổng quan về công nghệ thực tại ảo cùng các ngành trong khoa học đó như : Mô hình hoá, hoạt ảnh khuôn mặt 3D Trong chương 2 đã trình bày cách thức hoạt hoá khuôn mặt theo hệ thống điểm điều khiển và sử dụng công nghệ Morphing với hoạt hoá khuôn mặt Đồng thời vận dụng các lớp có sẵn trong môi trường phát triển java 3D với ngôn ngữ VRML để tạo lập mô hình xây dựng phần mềm Demo, phần mềm đã minh hoạ được quá trình Morphing các mô hình khuôn mặt biểu diến biểu cảm khuôn mặt theo hệ các trạng thái tâm lý cơ bản
KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
Trong thới gian tới, với java 3D chúng ta có thể phát triển và nhúng các ứng dụng của hoạt hoá khuôn mặt trên nền Web Hơn nữa khi tìm hiểu các lý thuyết giải phẫu mặt người và mối liên hệ giữa các trạng thái tâm lý, chúng ta sẽ phát triển chương trình để có những biểu diễn chuẩn xác hơn, chân thực hơn tạo tiền đề cho ứng dụng công nghệ Game và quảng cáo