Đánh giá một số giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ trong mạng Manet

In: Proceedings of the 22nd annual joint conference of the IEEE computer and communications societies (INFOCOM), vol.. SUMMARY.[r]

ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG

GIẢM THỜI GIAN TRỄ TRONG MẠNG MANET

Đỗ Đình Cường *

, Nguyễn Anh Chuyên

Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Trong những năm gần đây có một hướng tiếp cận mới cho bài toán định tuyến trong mạng MANET là định tuyến đa đường Bài báo này trình bày một cách tổng quan về các đặc điểm chính trong cơ chế hoạt động của một số giao thức định tuyến đa đường mới cho mạng MANET tiếp cận theo mục tiêu giảm thời gian trễ, sau đó thực hiện việc phân tích, so sánh và đánh giá chúng theo các tiêu chí về hiệu năng hoạt động, đồng thời chỉ ra hướng cần cải tiến của các giao thức này

Từ khoá: Mạng MANET, Định tuyến đa đường, Thời gian trễ, Tìm đường, Lựa chọn đường

Mạng không dây di động không cấu trúc

(MANET) là một mạng bao gồm tập các nút

di động không có cơ chế quản trị tập trung

Mạng MANET có khả năng tự cấu hình, tự tổ

chức và tự bảo trì hoạt động của mình, có thể

tương thích với các mạng có hình trạng động

Tuy nhiên, mỗi nút di động lại có những hạn

chế về tài nguyên như năng lượng nguồn, khả

năng xử lý và bộ nhớ Cơ chế truyền thông

giữa các nút di động trong mạng MANET là

cơ chế đa chặng Do đó, thời gian tồn tại của

mỗi nút đi động trong mạng là rất quan trọng

Việc thiết kế giao thức định tuyến hiệu quả

cho mạng MANET là một bài toán được quan

tâm nhiều trong các nghiên cứu về hệ thống

mạng di động trong thời gian qua

Có nhiều giao thức định tuyến đơn đường cho

mạng MANET đã được đề xuất và có thể chia

chúng thành hai nhóm chính là các giao thức

“tìm đường trước” và các giao thức “tìm

đường theo yêu cầu” Các giao thức này đều

chỉ sử dụng duy nhất một con đường tối ưu để

truyền dữ liệu giữa một cặp nút nguồn-đích

Thông thường đây là con đường ngắn nhất

Các nghiên cứu trong [1], [2], [10] và [13] đã

chỉ ra rằng, thuật toán tìm đường ngắn nhất

không phải là lựa chọn tốt nhất cho mạng

MANET Khi thuật toán này được sử dụng,

các nút phân bố xung quanh tâm sẽ phải

truyền lưu lượng dữ liệu định tuyến nhiều hơn

các nút phân bố gần biên của mạng Điều này

* Tel: 0982 990908, Email: ddcuong@ictu.edu.vn

có thể gây ra tình trạng tắc nghẽn khi có nhiều kết nối được thiết lập trong mạng làm ảnh hưởng tới hiệu năng mạng ở khía cạnh thời gian trễ và thông lượng

Để giải quyết các hạn chế này, thay vì việc

tìm ra và sử dụng duy nhất một con đường để truyền dữ liệu, sẽ có nhiều hơn một con

đường được sử dụng đồng thời để truyền dữ

liệu trong các giao thức định tuyến đa đường Các giao thức định tuyến đa đường được phân loại theo mục tiêu tiếp cận của chúng Trong

số năm nhóm giao thức định tuyến đa đường

đã được phân loại trong [12], bài báo này chỉ

tập trung đánh giá nhóm thứ nhất là nhóm các giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ Nhóm này bao gồm các giao thức: Định tuyến đường dự phòng [8], định tuyến đa

đường trên cơ sở định tuyến vùng Fresnel

(FZR) [7], định tuyến AODV đa đường với

cơ chế chọn đường theo xác suất (AODVM-PSP) [6], định tuyến đa đường có độ ưu tiên (PRIMAR) [5], định tuyến theo góc địa lý (BGR) [11] và định tuyến đa đường Split-n-save [4]

Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: Mục 2 trình bày về hoạt động chi tiết, ưu

điểm, nhược điểm và các hạn chế của các

giao thức định tuyến đa đường nhằm giảm thời gian trễ đã nói đến ở trên Mục 3 thực hiện việc so sánh phân tích các giao thức đã

đưa ra trên các tham số về hiệu năng Mục 4

phân tích các nhược điểm cần cải tiến của các giao thức này và Mục 5 là kết luận của bài báo

ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG NHẰM GIẢM

THỜI GIAN TRỄ

Phần lớn các giao thức định tuyến đa đường

đều được phát triển từ các giao thức định

tuyến đơn đường truyền thống dành cho mạng

MANET là giao thức DSR[3] và AODV[9]

Tuy nhiên các giao thức DSR và AODV

không có khả năng tương thích cao với các

mạng có kích thước thay đổi thường xuyên

Vấn đề thay đổi hình trạng mạng dẫn đến tình

trạng làm tăng các gói tin điều khiển, tăng

thời gian trễ, mất độ tin cậy khi truyền dữ liệu

và tốn năng lượng nguồn nuôi các nút di

động Thời gian trễ lớn khi truyền gói tin giữa

hai điểm đầu-cuối là một vấn đề ảnh hưởng

nhiều tới hiệu năng của các giao thức định

tuyến theo yêu cầu Nguyên nhân của vấn đề

này là việc lựa chọn đường không hiệu quả,

cân bằng tải không thích hợp và số lượng gói

tin điều khiển lớn

Mục tiêu chính của những giao thức định

tuyến thuộc nhóm định tuyến đa đường nhằm

giảm thời gian trễ là đảm bảo cân bằng tải dữ

liệu giữa các nút di động sao cho không có

đoạn mạng nào bị tắc nghẽn Các tác giả

Pham và Perau trong [10] đã chỉ ra rằng nếu

sử dụng định tuyến chọn đường ngắn nhất,

các liên kết gần tâm của mạng phải hoạt động

nhiều hơn so với các liên kết ở gần biên Do

đó không đảm bảo cân bằng tải dữ liệu giữa

các nút mạng và điều này làm cho thời gian

trễ của các gói tin phải truyền qua tâm của

mạng tăng lên Để giải quyết vấn đề này các

giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian

trễ dành cho mạng MANET đã được đề xuất

Giao thức định tuyến đa đường dự phòng

Một cơ chế định tuyến có tên gọi là định

tuyến đa đường dự phòng đã được tác giả Lim

giới thiệu trong [8] nhằm cải thiện hiệu năng

của các mạng sử dụng giao thức TCP ở tầng

Chuyển vận Tác giả này đã phát biểu rằng

mặc dù giao thức định tuyến đa đường làm

việc tốt với các lưu lượng UDP nhưng khi sử

dụng các lưu lượng TCP, hiệu năng của nó sẽ

bị giảm Vấn đề giảm hiệu năng này do một

trong các nguyên nhân sau gây nên: thứ nhất

là không ước lượng được một cách chính xác

thời gian truyền một vòng trung bình (RTT)

trong định tuyến đa đường bởi vì mỗi một con

đường có một giá trị RTT khác nhau và thứ

hai là các gói tin đi theo các con đường khác nhau tới đích với thứ tự thay đổi có thể làm cho nút đích gửi đúp gói báo nhận dẫn tới việc giảm một cách không cần thiết kích thước cửa sổ trượt Để giải quyết vấn đề này, chỉ có một con đường được sử dụng tại một thời điểm nhưng vẫn cần duy trì các con

đường dự phòng Vấn đề quan trọng ở đây

chính là cơ chế lựa chọn đường chính cũng như lựa chọn một tập các đường dự phòng Khác với giao thức DSR, một nút đích chỉ trả lời hai gói yêu cầu tìm đường Một gói trả lời

đường chứa đường chính và một gói khác

chứa đường dự phòng Nút đích sử dụng ba

điều kiện chính để lựa chọn đường: (1) đường

ngắn nhất, (2) đường có thời gian trễ nhỏ nhất

và (3) đường khác biệt nhiều nhất Đường ngắn nhất tương tự như đường do giao thức DSR lựa chọn Sự kết hợp của ba điều kiện này sẽ tạo thành nhiều kiểu cơ chế lựa chọn

đường chính và đường dự phòng khác nhau

Cơ chế lựa chọn thứ nhất thực hiện việc chọn

đường ngắn nhất là đường chính và đường có

độ trễ nhỏ nhất là đường dự phòng Cơ chế

thứ hai chọn đường có độ trễ ngắn nhất làm

đường chính và đường khác biệt nhiều nhất là đường dự phòng Kết quả mô phỏng của

nghiên cứu này đã cho thấy rằng hiệu năng của mạng đã được tăng lên đối với thông số

độ trễ định tuyến và lượng thông điệp điều

khiển khi các nút di chuyển với tốc độ từ 10m/s tới 20m/s khi áp dụng định tuyến đa

đường dự phòng so với định tuyến DSR khi

áp dụng cơ chế thứ nhất

Giao thức định tuyến đa đường trên cơ sở định tuyến vùng Fresnel

Định tuyến đa đường trên cơ sở định tuyến

vùng Fresnel (FZR) được các tác giả Liang và Midkiff đề xuất trong [7] Khái niệm vùng Fresnel là khái niệm xuất phát từ lý thuyết truyền sóng áp dụng vào kỹ thuật định tuyến trong mạng ad-hoc FZR phân loại các nút trung gian theo khả năng và hiệu suất chuyển tiếp gói tin của chúng Giao thức FZR là giao thức định tuyến kết hợp giữa kỹ thuật định tuyến “tìm đường trước” và kỹ thuật định tuyến “theo yêu cầu” FZR có thể làm giảm

bớt tắc nghẽn tại các nút trung gian và đạt

được thông lượng tốt hơn tại tầng Chuyển

vận Nó sử dụng độ đo số chặng trong quá

trình xây dựng vùng Xét một nút nguồn S và

một nút đích D trong mạng Khoảng cách

ngắn nhất tính theo số chặng giữa S và D là L

Nếu có một con đường ngắn nhất từ S tới D

qua một nút trung gian có L+n-1 chặng thì nút

này thuộc vào vùng thứ n và con đường này

được gọi là con đường thứ n Trong FZR, mỗi

một nút phải duy trì một bảng khoảng cách

Để xây dựng và duy trì bảng này, nút di động

sử dụng các gói tin Hello Khi một nút nhận

được một gói tin Hello, nó sẽ cập nhật bảng

khoảng cách của mình Khi bảng khoảng cách

được truyền qua mạng, mỗi nút sẽ cập nhật

bảng khoảng cách của mình và xác định con

đường thứ nhất FZR xác định con đường thứ

hai theo kiểu “tìm đường theo yêu cầu” Khi

có một nút nằm trong vùng thứ nhất khởi tạo

tiến trình tìm đường bằng gói tin yêu cầu

đường, gói tin này sẽ được quảng bá tới các

nút láng giềng thuộc vùng thứ hai Ta gọi nút

thuộc vùng thứ hai nhận gói tin yêu cầu

đường đầu tiên là nút láng giềng một chặng

Nút một chặng sẽ tiếp tục quảng bá gói tin

này tới các nút láng giềng của nó Khi một nút

tiếp theo nằm trong vùng thứ hai nhận được

gói tin yêu cầu đường từ nút một chặng, nó sẽ

là nút hai chặng Nút hai chặng này sẽ gửi gói

tin trả lời đường cho nút nguồn qua nút láng

giềng một chặng Nút láng giềng một chặng

sẽ ghi lại con đường chuyển tiếp qua nút 2

chặng vào bảng định tuyến của mình và

chuyển tiếp gói tin trả lời đường tới nút

nguồn Khi đó nút nguồn sẽ ghi con đường

này vào bảng định tuyến của mình Với cơ

chế này, một nút nguồn có thể tìm ra một

hoặc nhiều đường thứ hai Có thể hình thành

nhiều vùng bằng cách sử dụng phương pháp

này nhưng để hạn chế nhiễu, định tuyến FZR

chỉ giới hạn sử dụng con đường thứ nhất và

đường thứ hai FZR chấp nhận cách tiếp cận

đơn giản khi phân phối dữ liệu qua nhiều

đường Nếu tồn tại nhiều con đường khác

nhau, FZR sẽ phân phối dữ liệu từng phần

qua tất cả các con đường Quá trình phân phối

dữ liệu qua nhiều đường có thể điều chỉnh

động tuỳ theo điều kiện về băng thông và tắc

nghẽn của mạng

Giao thức định tuyến AODV đa đường với

cơ chế chọn đường theo xác suất

Giao thức định tuyến đa đường theo yêu cầu dạng véc tơ khoảng cách với cơ chế chọn

đường theo xác suất (AODVM-PSP) do tác

giả Jing đề xuất trong [6] Giao thức này là giao thức mở rộng của giao thức AODVM [15] Tiến trình tìm đường của AODVM-DSP tương tự như AODV [9] Quá trình thiết lập nhiều đường tương tự như giao thức AODVM Sự khác biệt chính giữa AODVM-DSP và AODVM là AODVM-AODVM-DSP xem xét

đến yếu tố độ trễ dọc theo con đường khi đưa

ra một quyết định chọn đường Khi một nút gửi một gói tin tới đích, gói tin này sẽ chứa các thông tin về thời gian bắt đầu được truyền

đi Một nút trung gian hoặc một nút nguồn có

thể ước lượng độ trễ trên cơ sở thông tin này Nút nguồn xác định con đường tốt nhất theo xác suất của con đường đó trên cơ sở độ trễ khi truyền theo đường này Xác suất của một con đường thứ i giữa nút nguồn S và nút đích D

ký hiệu là Pi(S, D) được tính bằng công thức:

trong đó Ti(S, D) là thời gian trễ khi truyền từ nút S tới nút D theo con đường thứ i và k là

số lượng các con đường đi từ nút S tới nút D Khác với giao thức AODVM, giao thức AODVM-PSP không tìm kiếm các con đường khác biệt Nó cũng không sử dụng các gói tin nhận biết sự tồn tại của các nút như AODVM

Vì vậy, tiến trình tìm đường của giao thức AODVM-PSP không diễn ra thường xuyên như trong giao thức AODVM và điều này làm giảm bớt lượng thông tin điều khiển truyền trong mạng

Giao thức định tuyến đa đường Split-n-Save

Các tác giả Cha và Lee đã hiệu chỉnh giao thức AODVM thành giao thức split-n-save [4] nhằm đạt được hai mục tiêu chính: (1) để

đảm bảo giao thức định tuyến đa đường hoạt động tốt qua thời gian hoạt động của các nút

và (2) để cân bằng giữa định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu trong mạng Các tác giả này đã

đặt tên cho hai mục tiêu trên là khả năng sống

của mạng và khả năng đáp ứng của nút Khả

năng sống của mạng được định nghĩa là số

lượng nút đang hoạt động qua một khoảng

thời gian cho trước Khả năng đáp ứng của

mạng được định nghĩa là tỷ lệ giữa số lượng

gói tin do nút sinh ra trên số lượng gói tin do

nút chuyển tiếp tới các nút khác Các tác giả

đã đề xuất một cơ chế phân kênh đơn giản

dành cho việc chuyển đổi lưu lượng giữa các

con đường Theo cơ chế này, một nút nguồn

sẽ chuyển đường truyền dữ liệu sau khi truyền

k gói tin trên một con đường Khi k=1, giao

thức sẽ chuyển đường truyền dữ liệu sau mỗi

gói tin được gửi Khi k=0, nó sẽ sử dụng duy

nhất một con đường cho đến khi đường này bị

lỗi Các kết quả mô phỏng trên cơ sở các giá

trị k khác nhau đã chỉ ra rằng thời gian trễ cho

từng gói tin cao hơn khi k=0 hoặc k=1 so với

các trường hợp k lớn hơn 1 Đối với trường

hợp k=0 hoặc k=1, giá trị thời gian trễ biến

động tương đối rộng còn đối với các trường

hợp k nhận giá trị khác, giá trị thời gian trễ

biến động không nhiều Từ các kết quả này,

các tác giả đã kết luận rằng với trường hợp

k=0 hoặc k=1, một số ít nút trong mạng phải

đóng vai trò là nút trung tâm giữa các kết nối

khác nhau do đó rất dễ xảy ra hiện tượng tắc

nghẽn dữ liệu tại các nút này Khi lựa chọn

các giá trị k lớn hơn, xác xuất xảy ra hiện

tượng tắc nghẽn này sẽ giảm đi

Giao thức định tuyến đa đường có độ ưu tiên

Giao thức định tuyến đa đường có độ ưu tiên

(PRIMAR) được đề xuất bởi Huang và Fang

năm 2005 [5] Trong giao thức này, nhiều con

đường được lựa chọn giữa nút nguồn và nút

đích phụ thuộc vào loại lưu lượng Giao thức

này giả định rằng nút nguồn nhận biết được

độ quan trọng của một gói tin khi gửi nó tới

nút đích Nút nguồn sử dụng một giá trị để

phân loại các gói tin dựa vào độ quan trọng

của nó Quá trình quyết định đường đi được

tạo ra trên cơ sở sử dụng độ ưu tiên của giá trị

này Các gói tin có độ ưu tiên thấp hơn sẽ

được truyền trên các con đường dài hơn so

với các gói tin có độ ưu tiên cao Độ ưu tiên

được gán các giá trị từ 1 tới M với M là độ ưu

tiên cao nhất Gói tin có độ ưu tiên cao nhất

sẽ được truyền trên con đường tối ưu trong số

M con đường Đường tối ưu được định nghĩa

là đường có độ trễ nhỏ nhất Mặc dù có M giá trị độ ưu tiên đã được thiết lập nhưng có thể

có trường hợp số lượng các con đường đầu ra nhỏ hơn M Trong trường hợp này độ ưu tiên cao nhất được thiết lập là m = min(M, K) với

K là tổng số con đường giữa nút nguồn và nút

đích đã tìm được Sau khi nhận được một gói

tin, một nút sẽ kiểm tra độ ưu tiên của gói tin

và chuyển tiếp gói này tới chặng kế tiếp thích hợp Độ trễ đầu-cuối luôn biến đổi trong mạng không dây vì vậy độ trễ trung bình

được sử dụng để cập nhật bảng định tuyến

Các nút sẽ cập nhật độ trễ trung bình bằng cách sử dụng cơ chế báo nhận thuộc tầng MAC Tiến trình duy trì đường của giao thức PRIMAR tương tự như giao thức DSR nhưng thủ tục duy trì đường của PRIMAR chỉ được kích hoạt khi có một con đường bị lỗi hoặc có một con đường không đáp ứng điều kiện về

độ trễ của gói tin Sự thay đổi này trong tiến

trình duy trì đường cho phép giao thức PRIMAR đáp ứng được yêu cầu truyền dữ liệu có độ ưu tiên cao

Giao thức định tuyến theo góc địa lý

Giao thức định tuyến theo góc địa lý (BGR) [11] được Popa và các cộng sự giới thiệu nhằm cải thiện thông số thời gian trễ của hiệu năng mạng bằng cách sử dụng thông tin về sự tắc nghẽn trong mạng Ý tưởng chính của giao thức BGR là chèn vào mỗi gói tin một giá trị góc nghiêng bias Giá trị này xác định quỹ đạo của con đường tiến về phía đích Hai thuật toán điều khiển tắc nghẽnđược sử dụng trong giao thức BGR là thuật toán thuật toán tách gói trong mạng IPS và thuật toán tách gói đầu cuối EPS Thuật toán IPS phân tách dòng lưu lượng truyền dữ liệu để tránh khỏi hiện tượng tắc nghẽn tức thời Hiện tượng này xảy ra khi có quá nhiều kết nối cùng được thiết lập trên một đoạn mạng nào đó Để tránh khỏi hiện tượng này, thuật toán IPS phân tách dòng lưu lượng dữ liệu ngay trước các điểm tắc nghẽn Thuật toán này yêu cầu thông tin

về tắc nghẽn phải được định kỳ trao đổi giữa các nút láng giềng Nếu thuật toán IPS không

đạt được hiệu quả về giảm tắc nghẽn, thuật

toán EPS sẽ được kích hoạt Trong trường

hợp của thuật toán EPS, nút nguồn sẽ chia lưu

lượng dữ liệu theo nhiều con đường khác

nhau và do đó giảm được tắc nghẽn Các kết

quả mô phỏng cho thấy rằng việc kết hợp

giữa thuật toán IPS và thuật toán EPS cải

thiện khá tốt thời gian phân phối gói tin giữa

các nút và do đó làm cho thông lượng của

mạng tăng lên

ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CÁC GIAO

THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG GIẢM

THỜI GIAN TRỄ

Trên cơ sở mô phỏng các giao thức định

tuyến đa đường và so sánh cơ chế hoạt động

của các giao thức [12], bảng sau đây trong

đưa ra các so sánh về hiệu năng của các giao

thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ:

Nhìn vào bảng trên có thể kết luận rằng

không có giao thức nào là tối ưu đối với mọi

tham số về hiệu năng ngoài tham số về thời

gian trễ Tuy nhiên với từng trường hợp cụ

thể ta có thể lựa chọn được giao thức phù hợp

nhất Đối với các mạng có tần suất di chuyển

của các nút mạng và tần suất thay đổi hình

trạng mạng là lớn, nếu chấp nhận được mức

độ tiêu tốn nhiều năng lượng nguồn của các

nút mạng và lượng thông tin điều khiển nhiều

thì giao thức PRIMAR là giao thức tốt nhất

Đối với các mạng cần dành nhiều băng thông

cho dữ liệu và tần suất di chuyển của các nút

không nhiều đồng thời không yêu cầu quá cao

về độ tin cậy tại tầng mạng thì giao thức định

tuyến đa đường dự phòng là giao thức tối ưu

Đối với các mạng sử dụng các ứng dụng cần

thời gian hoạt động dài của các nút mạng

trong khi các nút mạng di chuyển nhiều và

chấp nhận được tỷ lệ cao giữa số lượng gói tin điều khiển/ số lượng gói tin dữ liệu thì giao thức định tuyến Split-N-Save lại là sự lựa chọn hàng đầu

MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN CẢI TIẾN TRONG CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA

ĐƯỜNG

Mặc dù các giao thức định tuyến đa đường cải thiện được kỹ thuật phân luồng dữ liệu, độ tin cậy, độ trễ và khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng nhưng chúng vẫn gặp phải các vấn đề kỹ thuật sau:

Chọn đường dài hơn: Trong một giao thức

định tuyến đa đường, thông thường các gói

tin di chuyển qua số chặng nhiều hơn so với giao thức định tuyến chọn đường ngắn nhất

Do đó, thời gian trễ khi truyền các gói tin sẽ lớn hơn Vẫn cần có các thử nghiệm về các kỹ thuật lựa chọn các con đường truyền dữ liệu trong các giao thức định tuyến đa đường đã

đề cập để hạn chế việc các giao thức sử dụng

các con đường quá dài

Gói tin điều khiển đặc biệt: Ngoài các gói

tin điều khiển sử dụng trong cơ chế tìm

đường và duy trì đường, một giao thức định

tuyến đa đường còn sử dụng thêm các gói tin

điều khiển khác Các gói tin điều khiển này được nút di động sử dụng để tập hợp các

thông tin về các nút láng giềng để tìm ra các con đường khác Chúng có thể chiếm một phần băng thông quan trọng trong mạng đặc biệt là đối với các mạng lớn và do đó làm ảnh hưởng tới hiệu năng của mạng Vì vậy cần có những kỹ thuật làm hạn chế số lượng và kích thước gói tin điều khiển

Bảng 1: So sánh các thông số về hiệu năng của các giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ

Độ hiệu quả sử dụng năng lượng

Hỗ trợ tính

di động

Định tuyến đường dự phòng [8] Ít Trung bình Trung bình Thấp

Cơn bão gói tin tìm đường: Giao thức định

tuyến đa đường có thể sinh ra một số lượng

lớn các gói tin tìm đường trong mạng

MANET trong tiến trình tìm đường Cần có

những kỹ thuật và thuật toán hạn chế chuyển

tiếp các gói tin tìm đường không cần thiết

nhằm làm giảm hiệu ứng của cơn bão gói tin

tìm đường

Tìm đường không hiệu quả: Tiến trình tìm

đường của một giao thức định tuyến đa đường

có thể không hiệu quả bằng các giao thức

DSR và AODV Trong tiến trình tìm đường

của DSR và AODV, một nút trung gian được

cho phép gửi gói tin trả lời từ bộ nhớ đường

của chúng nếu chúng tìm thấy một con đường

phù hợp trong bộ nhớ đường của mình Điều

này làm giảm thời gian tìm đường từ nút

nguồn bởi vì nút nguồn có thể không phải đợi

cho đến khi gói tin tìm đường đến được nút

đích Tuy nhiên, trong các giao thức định

tuyến đa đường sử dụng các con đường khác

biệt theo nút hoặc khác biệt theo liên kết,

không cho phép các nút trung gian gửi gói tin

trả lời từ bộ nhớ đường của mình Do đó, nút

nguồn phải đợi cho đến khi gói tin tìm đường

tới được nút đích Vì vậy, thông thường thời

gian tìm đường của các giao thức định tuyến

đa đường thường dài hơn so với giao thức

DSR hoặc AODV Do đó, cần có những cải

tiến tiếp theo làm giảm thời gian tìm đường

trong giao thức định tuyến đường dự phòng

[8] khi sử dụng đường khác biệt

Xử lý các gói tin đúp: Để đảm bảo khả năng

truyền dữ liệu một cách tin cậy, các giao thức

định tuyến đa đường của Tsirigos [13] và

Wang [14] đề xuất sử dụng các đường đi khác

nhau để gửi các bản sao của cùng một gói tin

Các gói tin nhân bản chính là các gói tin dư

thừa và đương nhiên là chúng sẽ chiếm giữ

băng thông của hệ thống mạng Thêm vào đó,

các giao thức này cũng yêu cầu kỹ thuật nhân

bản gói tin tại nút nguồn và lọc gói tin nhân

bản tại nút đích Các kỹ thuật xử lý gói tin

đúp này vẫn cần được cải tiến để đạt được

hiệu quả cao hơn

KẾT LUẬN

Trong những năm gần đây đã có rất nhiều

nghiên cứu tập trung vào mạng không dây

kiểu không cấu trúc Một trong những hướng nghiên cứu quan trọng là thiết kế các giao thức định tuyến đảm bảo thời gian truyền dữ liệu nhanh, độ tin cậy cao và có cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ Nhằm cải tiến các nhược điểm của các giao thức định tuyến đơn

đường truyền thống trong mạng không dây

kiểu không cấu trúc, đã có một số giao thức

định tuyến đa đường tiếp cận theo mục tiêu

giảm thời gian trễ khi truyền dữ liệu được đề xuất Với những cải tiến đã đưa ra của các giao thức này, hiệu năng của chúng đã được cải thiện so với các giao thức đơn đường truyền thống nhưng rất khó để có thể lựa chọn một giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ là giao thức tối ưu đối với mọi tham

số về hiệu năng Việc lựa chọn một giao thức

định tuyến đa đường giảm thời gian trễ còn

phải phụ thuộc vào các tham số cụ thể của mô hình mạng cụ thể Ngoài ra, các giao thức

định tuyến này vẫn cần phải cải tiến về cơ

chế tìm đường, cơ chế lựa chọn đường và

cơ chế cân bằng tải để có thể đạt được hiệu năng tốt hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Anurag K, Manjunath D, Kuri J Communication networking: an analytical approach, Los Altos, CA: Morgan Kaufmann Publishers; 2004 P.715-720

[2] Bertsekas D, Gallager R Data networks, 2nd

ed Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall; 1992 p.162-170

[3] Broch J, Johnson DB, Maltz DA The dynamic source routing for mobile ad hoc networks IETF Internet-draft, draft-ietf-manet-dsr-00.txt; 1998

[4] Cha M, Lee DK Split-n-save multiplexing in wireless ad hoc routing In: Proceedings of the 24th annual joint conference of the IEEE computer and communications societies (INFOCOM), Miami, March 2005

[5] Huang X, Fang Y End-to-end delay differentiation by prioritized multipath routing in wireless sensor networks In: Military communications conference, MILCOM 2005, vol

2, p 1277-1283

[6] Jing F, Bhuvaneswaran RS, Katayama Y, Takahashi N A multipath on-demand routing with path selection probabilities for mobile ad hoc networks In: Proceedings of the international

conference on wireless communications,

networking and mobile computing, 2005, vol 2, p

1145-1151

[7] Liang Y, Midkiff SF Multipath Fresnel zone

routing for wireless ad hoc networks In:

Proceedings of the IEEE wireless communications

and networking conference, vol 4, March 2005,

p 1958–1963

[8] Lim H, Xu K, Gerla M TCP performance

over multipath routing in mobile ad hoc networks

In: IEEE international conference on

communication (ICC), vol 2, 2003, p 1064–1070

[9] Perkins CE Ad hoc on-demand distance

vector (AODV) routing IETF Internet-draft,

draft-ietf-manet-aodv-00.txt; 1997

[10] Pham PP, Perrau S Performance analysis of

reactive shortest path and multipath routing

mechanism with load balance In: Proceedings of

the IEEE INFOCOM, San Francisco, California,

USA, April 2003, p 251-259

[11] Popa L, Raiciu C, Stoica I, Rosenblum DS

Reducing congestion effects in wireless networks

by multipath routing In: Proceeding of the 14th

IEEE international conference on network

protocols, Santa Barbara, California, USA, November 2006, p 96-104

[12] Tarique M, Kelnal E Tepe, Sasan Adibi, Shervin Erfani Survey of multipath routing protocols for mobile ad hoc networks In: Journal

of Network and Computer Applications 32, 2009,

p 1125-1143

[13] Tsirigos A, Haas ZJ, Tabrizi SS Multipath routing in mobile ad hoc networks or how to route

in the presence of frequent topology changes In: Proceedings of themilitary communications conference, vol 2, Vienna, Virginia, October

2001, p 878–883

[14] Wang L, Jang S, Lee T-Y Redundant source routing for real-time services in ad hoc networks In: Proceedings of IEEE international conference

on mobile ad hoc and sensor systems conference, Washington, DC, November, 2005

[15] Ye Z, Krishnamurthy SV, Tripathi SK A framework for reliable routing in mobile ad hoc networks In: Proceedings of the 22nd annual joint conference of the IEEE computer and communications societies (INFOCOM), vol 1,

2003, p 270-280

SUMMARY

EVALUATING DELAY-AWARE MULTIPATH ROUTING PROTOCOLS

IN MANET

College of Information Technology and Communication - TNU

Recently, multipath routing has become a new approach for routing in MANET In this paper, we introduces a fundamental overview about operation mechanism of several new delay-aware multipath routing protocols Later, we do more action in analyzing, comparing, and evaluating these protocols based on target and performance Furthermore, this paper also points out future works that these protocols need to do

Keywords: Mobile Adhoc Network, Multipath Routing, Delay, Route Finding, Route Selecting

Ngày nhận bài:30/1/2013, ngày phản biện: 19/2/2013, ngày duyệt đăng:26/3/2013

* Tel: 0982 990908, Email: ddcuong@ictu.edu.vn