BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGÔ ĐỨC HẢO TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC ZRP VỚI BL VÀ SD TRONG MẠNG MANET CHUYÊN NGÀNH: MÃ SỐ: KHOA HỌC MÁY TÍNH 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. VÕ THANH TÚ Huế, 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Học viên Ngô Đức Hảo Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy giáo hướng dẫn Phó giáo sư, Tiến sĩ Võ Thanh Tú, người đã tận tình dẫn dắt và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Khoa học – Đại học Huế, những người đã trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin được cảm ơn trường Cao đẳng sư phạm Thừa Thiên Huế, Khoa Ngoại ngữ - Tin học đã tạo mọi điều kiện để tôi được đi học và hoàn thành tốt khoá học. Xin chân thành cảm ơn gia đình, các anh chị lớp cao học Khoa học máy tính khoá 2011 và các bạn đồng nghiệp đã luôn bên cạnh, động viên, khuyến khích tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Học viên Ngô Đức Hảo MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu đề tài 2 3. Phương pháp nghiên cứu 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 5. Cấu trúc của luận văn 3 CHƯƠNG 1 5 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET 5 1.1 Giới thiệu về mạng MANET 5 1.1.1 Mạng MANET 5 1.1.2 Lịch sử phát triển: 5 1.1.3 Đặc điểm của mạng MANET: 6 1.2 Phân loại mạng MANET 8 1.2.1 Phân loại theo giao thức: 8 1.2.2 Phân loại theo chức năng của nút: 8 1.3 Các thuật toán định tuyến: 9 1.3.1 Thuật toán vector khoảng cách (Distance Vector): 9 1.3.2 Thuật toán trạng thái liên kết (Link State): 11 1.3.3 So sánh các thuật toán định tuyến: 12 1.4 Các giao thức định tuyến trên mạng MANET: 13 1.4.1 Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table – driven Routing Protocols) 14 1.4.2 Giao thức định tuyến theo yêu cầu (On – Demand Routing Protocol). .15 1.4.3 Giao thức định tuyến lai ghép (HybridRouting Protocols) 15 1.5 Ứng dụng của mạng MANET 17 1.6 Kết luận chương 1 19 CHƯƠNG 2 20 TÌM HIỀU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC ZRP VỚI BL VÀ SD TRONG MẠNG MANET 20 2.1 Giao thức định tuyến lai ZRP (Zone Routing Protocol) 20 2.1.1 Phân vùng trong ZRP 21 2.1.2 Kiến trúc của ZRP 23 2.1.3 Cơ chế định tuyến 25 2.1.3.1 Định tuyến nội vùng IARP 28 2.1.3.2 Định tuyến liên vùng IERP 29 2.1.3.3 Giải pháp quảng bá biên BRP 30 2.1.4 Các cơ chế điều khiển truy vấn 33 2.1.4.1 Cơ chế phát hiện truy vấn (Query Dectection) 34 2.1.4.2 Cơ chế kết thúc sớm ET (Early Termination) 36 2.1.4.3 Cơ chế làm trễ xử lý truy vấn ngẫu nhiên RQPD (Random Query Processing Delay) 38 2.1.5 Bán kính vùng định tuyến 40 2.1.6 Ví dụ minh họa hoạt động của ZRP 41 2.2 Khám phá dịch vụ tại tầng định tuyến 43 2.3 Bộ lọc Bloom (BL) 44 2.4 ZRP và cơ chế hổ trợ khám phá cho dịch vụ sử dụng BL và SD 46 2.5 Kết luận chương 2 50 CHƯƠNG 3 51 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG MANET 51 3.1 Giới thiệu môi trường mô phỏng NS 51 3.1.1 Tổng quan về NS2 51 3.1.2 Kiến trúc của NS2 52 3.2 Mô phỏng mạng không dây trong môi trường NS 54 3.3 Mô phỏng giao thức định tuyến lai ZRP và SD-ZRP 54 3.4 Phân tích mô phỏng 55 3.4.1 Sự tác động của số lượng nút mạng đến hiệu năng của giao thức ZRP. 55 3.4.2 Sự tác động của vận tốc di chuyển của nút đến hiệu năng của giao thức ZRP 58 3.4.3 Sự tác động của số lượng nút mạng đến hiệu năng của giao thức SD- ZRP 59 3.4.4 So sánh kết quả mô phỏng giữa giao thức ZRP và SD-ZRP 60 3.5 Kết luận chương 3 62 KẾT LUẬN 64 1. Kết quả đạt được: 64 2. Hướng phát triển: 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AODV Ad-hoc On Demand Distance Vector BL Bloom Filter BRP Bordercast Resolution Protocol DSDV Destination Sequenced Distance Vector DSR Dynamic Source Routing ET Early Termination HARP Hybrid Ad hoc Routing Protocol IARP Intra-zone Routing Protocol ID Identify IERP Inter-zone Routing Protocol MAC Medium Access Control MANET Mobile Ad-hoc Network NDP Neighbor Discovery Protocol NS2 Network Simulation 2 OLSR Optimized Link State Routing QD Query Detection RQPD Random Query Processing Delay SD Service Discovery TORA Temporally Ordered Routing Algorithm TTL Time To Live UUID Unique Universal Identifiers WRP Wireless Routing Protocol ZRP Zone Routing Protocol DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Tổng hợp quá trình quảng bá biên Error: Referenc e source not found 3.1 Kết quả mô phỏng về sự tác động của số lượng nút mạng đến hiệu năng của giao thức ZRP Error: Referenc e source not found 3.2 Kết quả mô phỏng về sự tác động của vận tốc di chuyển của nút đến hiệu năng của giao thức ZRP Error: Referenc e source not found 3.3 Kết quả mô phỏng về sự tác động của số lượng nút mạng đến hiệu năng của giao thức SD-ZRP Error: Referenc e source not found 3.4 Kết quả mô phỏng của giao thức ZRP và SD-ZRP Error: Referenc e source not found [...]... thuyết của mạng MANET, các đặc điểm, phân loại, các giao thức định tuyến và các ứng dụng của mạng MANET 4 Chương 2 Tìm hiểu phương pháp nâng cao hiệu năng của giao thức ZRP với BL và SD trong mạng MANET Trong chương này chúng tôi tìm hiểu, phân tích một số giao thức định tuyến lai ghép, và khám phá dịch vụ tại tầng định tuyến, từ đó so sánh, rút ra ưu điểm, khuyết điểm của các giao thức này và môi... điểm của các giao thức 20 CHƯƠNG 2 TÌM HIỀU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC ZRP VỚI BL VÀ SD TRONG MẠNG MANET Giao thức định tuyến chủ động (Proactive) và bị động (Proactive) đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Các giao thức định tuyến chủ động có ưu điểm là tuyến đường yêu cầu được đáp ứng ngay lập tức Tuy nhiên nhược điểm của nó là tốn bộ nhớ, lãng phí băng thông và yêu cầu hiệu. .. mô phỏng về sự tác động của vận tốc di chuyển Error: của nút đến hiệu năng của giao thức ZRP Referen ce 3.4 source not Biểu đồ kết quả mô phỏng về sự tác động của số lượng nút mạng đến hiệu năng của giao thức SD -ZRP found Error: Referen ce 3.5 source not So sánh kết quả mô phỏng của giao thức ZRP và SD -ZRP found Error: Referen 3.6 ce source not found 1 MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, chúng... trên mạng Manet Các giao thức định tuyến trong ZRP là sự kết hợp giữa giao thức định tuyến chủ động và giao thức định bị động Giao thức định tuyến ZRP được đề xuất để kết hợp các đặc tính ưu điểm của giao thức định tuyến chủ động và bị động 2 Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, tìm hiểu một số giao thức định tuyến lai ghép trên mạng MANET So sánh, đánh giá hiệu năng của giao thức định tuyến lai... rãi và vẫn đang được nghiên cứu nhằm cải tiến hơn nữa các giao thức định tuyến để đạt được hiệu quả hoạt động tốt hơn Vì vậy, luận văn này tôi tiếp tục nghiên về vấn đề định tuyến trên mạng MANET Mỗi giao thức định tuyến trên mạng MANET có những đặc điểm riêng và phù hợp với một mô hình mạng nhất định Nội dung chính của luận văn sẽ tìm hiểu và nghiên cứu nâng cao phương pháp hiệu năng của giao thức. .. loại: Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table – driven Routing Protocols), Giao thức định tuyến theo yêu cầu (On – Demand Routing Protocol) và Giao thức định tuyến lai ghép (Hybrid Routing Protocol) 14 Hình 1.1 Phân loại giao thức định tuyến trong mạng Ad Hoc 1.4.1 Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table – driven Routing Protocols) Giao thức định tuyến theo bảng ghi còn được gọi là giao thức định... sánh, rút ra ưu điểm, khuyết điểm của các giao thức này và môi trường áp dụng tốt cho từng giao thức Chương 3: Đánh giá hiệu năng của một số giao thức định tuyến trên mạng MANET Sau khi nghiên cứu kỹ các giao thức định tuyến ở chương 2, chúng tôi sử dụng phương pháp mô phỏng bằng NS2 để đánh giá hiệu năng của giao thức định tuyến lai ghép Cuối cùng là kết luận và đề xuất một số hướng nghiên... mỗi giao thức lại có cách thức thực hiện khác nhau dẫn đến những hiệu quả khác nhau Hiện nay, các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục đi sâu nghiên cứu vấn đề định tuyến lai ghép để đề xuất thêm các thuật toán cải tiến của các giao thức này Do đó, việc nghiên cứu các giao thức định tuyến lai ghép trên mạng MANET là cần thiết và đó là cơ sở để đề xuất thêm các thuật toán mới hoặc cải thiện nâng cao hiệu năng. .. bị định tuyến Với nguyên tắc hoạt động như vậy, nó không bị phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng cố định nên có tính linh động cao, đơn giản trong việc lắp đặt, chi phí triển khai và bảo trì thấp Một trong những phương pháp phân loại giao thức định tuyến trên mạng MANET phổ biến nhất là dựa vào cách các nút mạng thiết lập và duy trì thông tin định tuyến Sử dụng phương pháp này, các giao thức định tuyến... thể được thực hiện hiệu quả hơn mà không cần truy vấn tất cả các nút mạng Mặc dù sử dụng các vùng, nhưng ZRP có thể được xem như là một giao thức phẳng vì ZRP chia mạng thành các vùng chồng chéo Điều này giúp cho ZRP tránh được các chi phí tổ chức và duy trì một bản đồ phân cấp của mạng Hơn nữa, các hoạt động của ZRP là thích nghi, phụ thuộc vào kiến trúc hiện thời của mạng và hành vi của người dùng 2.1.1 . thuyết của mạng MANET, các đặc điểm, phân loại, các giao thức định tuyến và các ứng dụng của mạng MANET. 3 Chương 2. Tìm hiểu phương pháp nâng cao hiệu năng của giao thức ZRP với BL và SD trong. của nút đến hiệu năng của giao thức ZRP 58 3.4.3 Sự tác động của số lượng nút mạng đến hiệu năng của giao thức SD- ZRP 59 3.4.4 So sánh kết quả mô phỏng giữa giao thức ZRP và SD -ZRP 60 3.5 Kết. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGÔ ĐỨC HẢO TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC ZRP VỚI BL VÀ SD TRONG MẠNG MANET CHUYÊN NGÀNH: MÃ