Đánh giá ảnh hưởng của di động nút mạng đến hiệu quả thuật toán định tuyến trong mạng MANET

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.2. Tổ chức của luận văn

2. CHƯƠNG 2: MẠNG WLAN VÀ MẠNG MANET

2.1. Mạng không dây

2.2. Mạng cục bộ WLAN

2.3. Lịch sử ra đời mạng WLAN

2.4. Phân loại mạng WLAN

2.5. Các chuẩn đối với mạng WLAN

2.6. Một số mạng không dây phổ biến khác

3. CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET

3.1. Các giao thức định tuyến phổ biến trong mạng có dây truyền thống

3.2. Kỹ thuật Flooding

3.3. Các yêu cầu đối với thuật toán định tuyến trong mạng MANET

3.4. Mục tiêu thiết kế các giao thức định tuyến cho mạng MANET

3.5. Áp dụng các thuật toán định tuyến truyền thống trong mạng MANET

3.6. Phân loại các giao thức định tuyến cho MANET

3.7. Các khái niệm liên quan

3.8. Định tuyến chủ ứng và định tuyến phản ứng

3.9. Cập nhật định kỳ và cập nhật theo sự kiện

3.10. Tính toán phi tập trung và tính toán phân tán

3.11. Đơn đường và đa đường

3.12. Phân loại các giao thức định tuyến

3.13. Destination-Sequence Distance Vector (DSDV)

3.14. Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)

3.15. Ad hoc On-demand Distance Vector Routing (AODV)

3.16. Dynamic Source Routing (DSR)

3.17. So sánh các giao thức định tuyến cho MANET

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU VIỆC SỬ DỤNG CÔNG CỤ MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ

4.1. Lựa chọn phương pháp và công cụ đánh giá hiệu năng mạng

4.2. Lựa chọn phương pháp

4.3. Mô hình Giải tích

4.4. Mô phỏng mạng bằng chương trình máy tính

4.5. Đo trên mạng thực

4.6. Lý do sử dụng phương pháp mô phỏng để đánh giá hiệu năng mạng

4.7. Công cụ mô phỏng NS-2

4.8. Các chức năng mô phỏng chính của NS-2

4.9. Cấu trúc phần mềm của NS-2

4.10. Lập trình mô phỏng bằng NS-2

4.11. Công cụ hỗ trợ phân tích kết quả mô phỏng

4.12. Cấu trúc tệp vết chứa kết quả mô phỏng mạng không dây

4.13. Một số công cụ hỗ trợ việc phân tích và hiển thị kết quả mô phỏng

4.14. Công cụ hiển thị trực quan mạng MANET trong quá trình hoạt động iNSPECT

4.15. Thiết lập mô phỏng mạng MANET trong NS-2

4.16. Tạo các nút mạng trong MANET

4.17. Mô hình phương tiện chia sẻ trong NS-2

4.18. Hoạt động của nút di động

4.19. Cấu hình nút di động trong NS-2

4.20. Tạo sự di chuyển của nút trong NS-2

4.21. Tạo các đường truyền không dây (air interface) trong MANET

4.22. Mô hình FreeSpace

4.23. Mô hình Two Ray Ground

4.24. Mô hình Shadowing

4.25. Tạo ngữ cảnh chuyển động

4.26. Tạo diện tích mô phỏng

4.27. Tạo các thực thể giao thức và các nguồn sinh lưu lượng

4.28. Tạo các dạng chuyển động theo mẫu

4.29. Sơ đồ khái quát quá trình mô phỏng

4.30. Các tham số hoạt động của các giao thức định tuyến trong NS-2

4.31. Giao thức định tuyến DSDV

4.32. Giao thức định tuyến OLSR

4.33. Giao thức định tuyến AODV

4.34. Giao thức định tuyến DSR

5. CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN THEO MỨC ĐỘ LINH ĐỘNG CỦA CÁC NÚT MẠNG

5.1. Thực nghiệm mô phỏng

5.2. Các thông số mô phỏng

5.3. Chương trình mô phỏng

5.4. Các độ đo hiệu năng được dùng trong luận văn

5.5. Kết quả mô phỏng

5.5.1. Mô phỏng sử dụng mô hình Random Waypoint

5.5.1.1. Thiết lập thông số mô phỏng

5.5.1.2. Kết quả và nhận xét

5.5.2. Mô phỏng sử dụng mô hình Random Walk

5.5.2.1. Thiết lập thông số mô phỏng

5.5.2.2. Kết quả và nhận xét

5.5.3. Đánh giá hiệu quả của các giao thức định tuyến

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Mạng di động không dây đặc biệt MANET (Mobile Wireless Adhoc Network) cho phép các máy tính di động kết nối và truyền thông mà không cần cơ sở hạ tầng mạng có dây. Trong MANET, mọi nút mạng đều có thể thực hiện chức năng của một router, cộng tác để chuyển tiếp gói tin. Định tuyến là bài toán quan trọng nhất trong nghiên cứu MANET. Nhiều thuật toán định tuyến đã được đề xuất, mỗi thuật toán có ưu và nhược điểm riêng, phụ thuộc vào mức độ di động của các nút mạng. Một số thuật toán hoạt động tốt trong điều kiện di động thấp nhưng lại kém hiệu quả khi mức độ di động tăng cao. Đề tài luận văn này nhằm đánh giá và so sánh ảnh hưởng của sự di động của nút mạng đến hiệu quả của các thuật toán định tuyến trong mạng MANET. Mạng MANET rất hữu ích trong các tình huống khẩn cấp như thiên tai hay trong các hoạt động quân sự, nơi cần thiết lập mạng nhanh chóng.

II. Mạng MANET và các đặc điểm

Mạng MANET là một loại mạng không dây mà trong đó các nút mạng có thể di chuyển tự do và tự tổ chức thành mạng. Đặc điểm nổi bật của mạng MANET là tính linh hoạt và khả năng tự thích nghi. Mỗi nút trong mạng có thể hoạt động như một router, giúp truyền thông tin đến các nút khác mà không cần đến cơ sở hạ tầng cố định. Điều này tạo ra một môi trường mạng có tính linh hoạt cao, nhưng cũng đặt ra thách thức lớn cho việc định tuyến. Các thuật toán định tuyến trong mạng MANET cần phải xử lý các vấn đề như thay đổi topo mạng, độ trễ và độ tin cậy trong việc truyền tải dữ liệu. Việc đánh giá hiệu quả của các thuật toán định tuyến trong điều kiện di động khác nhau là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất mạng.

III. Các thuật toán định tuyến trong mạng MANET

Trong mạng MANET, có nhiều thuật toán định tuyến được phát triển, bao gồm DSDV, AODV, OLSR và DSR. Mỗi thuật toán có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các điều kiện khác nhau của mạng. Ví dụ, DSDV là một thuật toán định tuyến chủ động, trong khi AODV là thuật toán định tuyến theo yêu cầu. Sự lựa chọn thuật toán phù hợp phụ thuộc vào mức độ di động của các nút mạng. Nghiên cứu cho thấy rằng hiệu quả thuật toán định tuyến có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự di động của các nút. Việc đánh giá và so sánh các thuật toán này trong các điều kiện di động khác nhau sẽ giúp xác định thuật toán nào là tối ưu cho từng tình huống cụ thể.

IV. Phương pháp mô phỏng và phân tích kết quả

Mô phỏng là một công cụ quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của các thuật toán định tuyến trong mạng MANET. Công cụ mô phỏng NS-2 được sử dụng để tạo ra các kịch bản mô phỏng khác nhau, từ đó thu thập dữ liệu về hiệu suất của các thuật toán. Các thông số như độ trễ, thông lượng và tỷ lệ mất gói được đo lường để đánh giá hiệu quả của từng thuật toán trong các điều kiện di động khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng sự di động của các nút mạng có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất mạng. Việc phân tích kết quả mô phỏng giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của các thuật toán định tuyến và từ đó đưa ra các khuyến nghị cho việc lựa chọn thuật toán phù hợp.

V. Đánh giá hiệu năng các giao thức định tuyến

Đánh giá hiệu năng của các giao thức định tuyến trong mạng MANET là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các thử nghiệm mô phỏng cho thấy rằng các giao thức định tuyến khác nhau có hiệu suất khác nhau tùy thuộc vào mức độ di động của các nút mạng. Kết quả cho thấy rằng một số giao thức hoạt động tốt hơn trong điều kiện di động thấp, trong khi những giao thức khác lại tỏ ra hiệu quả hơn khi mức độ di động tăng cao. Việc đánh giá này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các giao thức mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc phát triển các thuật toán định tuyến mới, tối ưu hơn cho mạng di động không dây.

VI. Kết luận và hướng nghiên cứu

Luận văn đã đánh giá ảnh hưởng của sự di động của nút mạng đến hiệu quả của các thuật toán định tuyến trong mạng MANET. Kết quả cho thấy rằng sự di động có tác động lớn đến hiệu suất của các giao thức định tuyến. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các thuật toán định tuyến mới, có khả năng thích ứng tốt hơn với sự thay đổi của topo mạng và mức độ di động của các nút. Việc nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất mạng sẽ giúp cải thiện khả năng ứng dụng của mạng di động không dây trong thực tế.

Luận văn thạc sĩ: Đánh giá ảnh hưởng của sự di động của nút mạng đến hiệu quả của các thuật toán định tuyến trong mạng MANET