CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU Mạng MANET là mạng không dây điển hình bao gồm các nút có tính di động khác nhau nơi mà không tồn tại hệ thống hạ tầng của trạm thu phát sóng [1]. Ngoài ra, mạng MANET là một mạng ngang hàng, trong đó các gói tin được truyền theo cách lưu trữ và chuyển tiếp từ nguồn đến đích tùy ý thông qua các nút trung gian như minh họa trong Hình 1.1 Minh họa mạng tùy biến di động. Khi các nút di chuyển, các kết nối có thể thay đổi dựa trên vị trí tương đối của các nút khác. Sự thay đổi kết quả trong cấu trúc liên kết mạng được biết ở cấp cục bộ phải được chuyển đến các nút khác để cập nhật thông tin cấu trúc liên kết cũ.
Ví dụ, khi MS2 trong Hình 1.1 thay đổi điểm đính kèm của nó từ MS3 sang MS4, các nút khác là một phần của mạng nên sử dụng tuyến đường mới này để chuyển tiếp các gói tin tới MS2. Trong trường hợp tất cả các nút nằm gần nhau trong phạm vi vô tuyến, thì không có vấn đề định tuyến nào cần giải quyết. Trong các tình huống thực tế, các mạng này sẽ được tạo thành từ nhiều loại thiết bị khác nhau, một số có tính di động cao hơn những thiết bị khác.1 nêu ra một vấn đề khác, đó là các liên kết đối xứng (hai chiều) và không đối xứng (một chiều). Như chúng ta sẽ thấy, một số giao thức được đề cập sẽ xem xét các liên kết đối xứng với phạm vi radio liên kết.
Ví dụ, nếu MS1 nằm trong phạm vi radio của MS3, thì MS3 cũng nằm trong phạm vi radio của MS1. Các liên kết truyền thông là đối xứng. Giả định này không phải lúc nào cũng đúng vì sự khác biệt về mức công suất truyền và địa hình. Định tuyến trong các mạng không đối xứng như vậy là một nhiệm vụ tương đối khó khăn.
Trong một số trường hợp, có thể tìm thấy các tuyến đường loại trừ các liên kết không đối xứng, vì việc tìm đường quay lại rất cồng kềnh. Mạng MANET là hệ thống mạng tự tổ chức, thiết lập một cấu trúc tạm thời giữa các thiết bị di động mà không cần đến cơ sở hạ tầng cố định. Điều này giúp kết nối các thiết bị trong các khu vực không có hạ tầng truyền thông. Trong mạng MANET, mỗi thiết bị di động có thể có các đặc tính riêng biệt như năng lượng, bộ phận thu phát sóng, khả năng tính toán và thậm chí giải thuật định tuyến.
Ngoài ra, chúng có khả năng di chuyển tự do ở bất kỳ vị trí nào với các tốc độ khác nhau và tương tác linh hoạt với các nút mạng khác. Các nút mạng có thể tự quyết định về kết nối và linh hoạt tạo ra mô hình mạng theo nhu cầu. Trong những năm gần đây, nghiên cứu về các GTĐT của mạng MANET đã tập trung vào việc xây dựng các cơ chế định tuyến tiết kiệm năng lượng dựa trên mức tiêu thụ năng lượng của các giao dịch khác nhau ở cấp độ nút và liên kết. Các hoạt động quan trọng được thực hiện của mạng MANET, trong đó năng lượng đóng vai trò thiết yếu.
Chất lượng dịch vụ của mạng MANET được thiết kế để cung cấp các dịch vụ thời gian thực qua liên kết không dây. Mạng MANET được kỳ vọng sẽ hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện như truyền âm thanh, video, văn bản, đồ họa, hoạt hình, hình ảnh, v. Một số thách thức mà mạng MANET phải đối mặt là phạm vi truyền không dây hạn chế, các vấn đề về thiết bị đầu cuối ẩn, mất gói do lỗi truyền, thay đổi tuyến đường do di động gây ra và hạn chế về pin. Mạng MANET có thể nâng cao vùng dịch vụ của mạng truy cập và cung cấp khả năng giao tiếp không dây tới khu vực có phạm vi truyền kém hoặc trước đây không có vùng phủ sóng.
Khả năng kết nối với hạ 6 CHƯƠNG 2 MẠNG MANET VÀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN AODV 2.1 Tổng quan về mạng không dây Trong thập kỷ gần đây, lĩnh vực mạng di động đã trải qua một sự tăng trưởng đáng kể, tiến triển mạnh mẽ. Chúng ta đã chứng kiến những tiến bộ vượt bậc trong cơ sở hạ tầng mạng, tính sẵn có ngày càng tăng của các ứng dụng không dây và tiếp cận của các thiết bị không dây có mặt ở khắp mọi nơi như máy tính xách tay hoặc hỗ trợ kỹ thuật số cá nhân (PDA) và điện thoại di động, tất cả đều ngày càng có nhiều khả năng mạnh mẽ hơn. Vai trò của những thiết bị này đang trở nên ngày càng quan trọng trong cuộc sống hiện nay. Chỉ đề cập đến một số ví dụ, người dùng di động có thể dựa vào điện thoại di động để kiểm tra e-mail và truy cập Internet; khách du lịch có máy tính xách tay có thể lướt Internet từ sân bay, nhà ga, quán cà phê và các địa điểm công cộng khác; khách du lịch có thể sử dụng thiết bị đầu cuối hệ thống xác định vị trí (GPS) được lắp bên trong xe thuê để xem bản đồ lái xe và định vị các nơi du lịch; các tập tin hoặc thông tin khác có thể được trao đổi bằng cách kết nối máy tính di động qua mạng cục bộ (LAN) không dây trong khi tham dự hội nghị; và ở nhà, một gia đình có thể đồng bộ hóa dữ liệu và truyền tải tập tin giữa các thiết bị di động và máy tính để bàn.
Các thiết bị di động không chỉ ngày càng nhỏ hơn, rẻ hơn, tiện lợi hơn và mạnh mẽ hơn mà còn chạy được nhiều ứng dụng và dịch vụ mạng hơn [11]. Tất cả sự dễ dàng này là kết quả của tính di động của các thiết bị không dây khi được kết nối với cổng để truy cập Internet hoặc thông tin từ hệ thống hạ tầng cố định hoặc hệ thống kết nối thể hiện như Hình 2.1 hoặc khả năng phát triển mạng không dây tự tổ chức theo yêu cầu mà không phụ thuộc bất kỳ hệ thống hạ tầng cố định sẵn có nào gọi là mạng MANET. Do đó việc kết hợp với những tiến bộ đáng kể về công nghệ và tiêu chuẩn hóa, những cách thức thay thế mới để cung cấp kết nối ngày càng được chú ý nhiều hơn 8 trong những năm gần đây. Tập trung vào việc giúp các thiết bị di động trong khả năng truyền tải kết nối thông qua cấu hình tự động, thiết lập mạng MANET vừa linh hoạt vừa mạnh mẽ.
Bằng cách này, các nút di động không chỉ truyền tải thông tin với nhau mà còn có thể nhận các dịch vụ Internet thông qua kết nối Internet, mở rộng hiệu quả cả mạng và dịch vụ Internet đến các khu vực phi cơ sở hạ tầng. Khi mạng không dây tiếp tục phát triển, khả năng đặc biệt này sẽ trở nên quan trọng hơn và các giải pháp công nghệ được sử dụng để hỗ trợ nó cũng ngày càng trọng yếu, thúc đẩy một loạt các dự án và hoạt động nghiên cứu và phát triển trong ngành công nghiệp.1 Mạng không dây cố định. Trong môi trường mạng không dây, các nút giao tiếp với nhau bởi những kênh không dây. Hai số liệu quan trọng được áp dụng chủ yếu trong mạng không dây: dải phổ và tần số vô tuyến riêng biệt.11g [14] sử dụng tần số vô tuyến lần lượt là 5,15–5,35, 2,4–2,58 và 2,4– 2,58 GHz.
Khi tín hiệu lan truyền vượt quá một khoảng cách nhất định, cường độ tín hiệu trong môi trường không dây sẽ giảm và giảm đến mức không thể nhận được [15]. Một số lớp truy cập phương tiện (MAC) được sử dụng trong các mạng không dây để kiểm soát việc sử dụng phương tiện không dây: lớp MAC Bluetooth 802.15 9 [16] và lớp MAC WLAN 802. Do tính di động của mạng không dây, kết cấu kết nối có thể biến đổi theo thời gian. Ngoài khái niệm về tính di động, một loại tính di động khác cũng được định nghĩa và nghiên cứu kỹ lưỡng.
Ví dụ: trong mạng không dây, máy chủ hoặc các mạng liên kết có thể di chuyển tự do. Mạng truyền thống yêu cầu cấu hình lại địa chỉ IP được sử dụng bởi các máy chủ hoặc mạng con này ở vị trí mới. Mạng hỗ trợ Mobile IP [16] cho phép các máy chủ hoặc mạng con này di chuyển mà không cần cấu hình lại địa chỉ IP thủ công. Máy chủ có thể giữ kết nối trong quá trình di chuyển.
Những đặc điểm chính của mạng không dây: Giao tiếp không dây: Đặc điểm chính của mạng không dây là khả năng giao tiếp mà không cần sử dụng kết nối vật lý bằng dây. Thiết bị trong mạng không dây giao tiếp thông qua sóng radio, sóng siêu cao tần (microwave) hoặc các công nghệ không dây khác. Chất lượng Dịch vụ (QoS): Đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy và đồng nhất cho các dịch vụ như truyền video hoặc VoIP là rất quan trọng. Các cơ chế QoS trong mạng không dây ưu tiên lưu lượng để duy trì một mức chất lượng dịch vụ cụ thể.
Cơ sở hạ tầng tùy biến: Mạng không dây có thể được chia thành mạng dựa trên cơ sở hạ tầng và tùy biến không dây. Mạng dựa trên cơ sở hạ tầng sử dụng các điểm truy cập cố định (ví dụ: bộ định tuyến Wi-Fi), trong khi mạng tùy biến cho phép các thiết bị liên kết với nhau mà không cần truy cập hệ thống. Tính mở rộng: Mạng không dây có tính mở rộng dễ dàng bằng cách thêm nhiều điểm truy cập hơn hoặc mở rộng phạm vi vùng phủ sóng. Khả năng mở rộng này quan trọng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về kết nối không dây.
Khả năng di động: Mạng không dây cung cấp tính di động. Tự do di chuyển trong vùng phủ sóng của mạng mà không bị ràng buộc bởi cáp vật lý. Bao gồm các thiết bị như điện thoại di động, máy tính bảng và laptop. 10 Bảo mật: Mạng không dây dễ bị nhiễu do các thiết bị không dây khác và môi trường.
Mạng không dây trải qua nhiều thách thức bảo mật độc đáo như nguy cơ nghe lén và truy cập trái phép. Các biện pháp bảo mật mạnh mẽ, bao gồm mã hóa và xác thực, là rất quan trọng để bảo vệ dữ liệu.2 Tổng quan về mạng MANET [32] Mạng tùy biến di động (MANET) là tập hợp của hai hoặc nhiều thiết bị không dây có khả năng tương tác với nhau, không cần sự hỗ trợ của người điều hành hệ thống. Các nút trong mạng MANET đóng vai trò vừa là trạm trung tâm vừa là định tuyến.