Cải tiến giao thức AODV để hỗ trợ QoS trong luận văn thạc sĩ

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG MANET

1.1. Tổng quan về mạng MANET

1.2. Khái niệm về mạng MANET (Mobile Adhoc Network)

1.3. Đặc điểm của mạng MANET

1.4. Phân loại mạng MANET

1.5. Các vấn đề cần giải quyết

1.5.1. Định tuyến trong mạng MANET

1.5.2. Vấn đề tiết kiệm năng lượng

1.5.3. Vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ

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

1.7. Giới thiệu bộ mô phỏng NS2 được sử dụng để đánh giá hiệu năng mạng

1.8. Giới thiệu về NS2

1.9. Các đặc tính của NS-2

1.10. Mục tiêu nghiên cứu luận văn

2. MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET

2.1. Phân loại các kỹ thuật định tuyến

2.1.1. Link state và Distance Vector

2.1.2. Định tuyến chủ ứng (Proactive) và phản ứng (Reactive)

2.1.3. Định tuyến phẳng và định tuyến phân cấp

2.1.4. Định tuyến nguồn và định tuyến từng chặng

2.1.5. Định tuyến đơn đường và định tuyến đa đường

2.2. Giao thức DSDV (Destination – Sequenced Distance – Vector)

2.2.1. Quản lý bảng định tuyến

2.2.2. Cập nhật bảng định tuyến trong DSDV

2.2.3. Quản lý sự thay đổi của Topology

2.3. Giao thức AODV

2.3.1. Tổng quan về giao thức AODV

2.3.2. Cơ chế hoạt động

2.3.3. Quản lý cục bộ

2.3.4. Duy trì đường đi

2.3.5. Thời gian hết hạn và việc hủy bỏ một đường đi

3. SỬ DỤNG THUẬT TOÁN BẦY KIẾN TRONG TỐI ƯU ĐỊNH TUYẾN MẠNG MANET

3.1. Thuật toán tối ưu bầy kiến nhân tạo

3.1.1. Định tuyến sử dụng ACO (Ant colony Optimization)

3.1.2. Một số đặc tính của ACO trong việc định tuyến

3.2. Thuật toán OLSR

3.2.1. Cảm nhận nút liền kề. Các trạm chuyển tiếp đa điểm (MPR)

3.2.2. Thông tin kiểm soát cấu trúc

3.2.3. Tìm đường định tuyến

3.2.4. Định tuyến từ nguồn

3.2.5. Triển khai thuật toán ACO

3.2.6. Giai đoạn tìm đường định tuyến

3.2.7. Giai đoạn duy trì đường định tuyến

3.3. Định tuyến đảm bảo QoS trong Manets dựa trên thông số vị trí và năng lượng

4. Giao thức nguồn động (DSR - Dynamic Source Routing)

4.1. Vấn đề phát sinh

4.2. Phương pháp sử dụng

4.3. Đề xuất: Định tuyến đa đường node rời rạc có xét đến liên kết và ổn định node NDMLNR (Node Disjoint Multipath routing considering Link and Node Stability)

4.3.1. Phát hiện định tuyến

4.3.2. Lựa chọn định tuyến

4.3.3. Bảo trì định tuyến

5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU

5.1. Kết quả đạt được của luận văn

5.2. Hướng nghiên cứu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về giao thức AODV

Giao thức AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector) là một trong những giao thức định tuyến phổ biến trong mạng MANET. Giao thức này hoạt động theo cơ chế yêu cầu và phản hồi, cho phép các nút trong mạng tự động tìm kiếm và duy trì các tuyến đường đến các nút khác. Đặc điểm nổi bật của AODV là khả năng tự động điều chỉnh và duy trì các tuyến đường trong môi trường mạng động, nơi mà các nút có thể di chuyển tự do. Tuy nhiên, AODV cũng gặp phải một số vấn đề như độ trễ cao trong việc thiết lập đường đi và khả năng không đảm bảo QoS (Quality of Service) trong các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn hoặc độ trễ thấp. Do đó, việc cải tiến giao thức AODV để hỗ trợ QoS là một vấn đề quan trọng trong nghiên cứu hiện nay.

1.1. Cơ chế hoạt động của AODV

Cơ chế hoạt động của AODV bao gồm ba bước chính: phát hiện đường đi, duy trì đường đi và hủy bỏ đường đi. Khi một nút cần gửi dữ liệu đến một nút khác, nó sẽ phát đi một yêu cầu định tuyến (RREQ). Các nút trung gian sẽ nhận và chuyển tiếp yêu cầu này cho đến khi đến được nút đích, nơi sẽ gửi lại một phản hồi đường đi (RREP). Quá trình này giúp thiết lập một đường đi tạm thời giữa các nút. Tuy nhiên, trong môi trường MANET, việc duy trì đường đi có thể gặp khó khăn do sự di chuyển của các nút, dẫn đến việc cần phải thường xuyên cập nhật và tái thiết lập các đường đi. Điều này có thể làm tăng độ trễ và tiêu tốn năng lượng, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu QoS cao.

II. Các vấn đề trong việc đảm bảo QoS

Đảm bảo QoS trong mạng MANET là một thách thức lớn do tính chất động và không ổn định của mạng. Các vấn đề chính bao gồm độ trễ, tỷ lệ mất gói và băng thông. Để đảm bảo QoS, các giao thức định tuyến cần phải có khả năng kiểm soát và quản lý tài nguyên mạng một cách hiệu quả. Việc thiết kế các giao thức định tuyến cần phải xem xét đến các yếu tố như khả năng duy trì đường đi, khả năng phục hồi khi có sự cố và khả năng thích ứng với sự thay đổi của mạng. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc cải tiến AODV để tối ưu hóa các thông số này, nhằm đảm bảo rằng các ứng dụng yêu cầu QoS có thể hoạt động hiệu quả trong môi trường MANET.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến QoS

Các yếu tố ảnh hưởng đến QoS trong mạng MANET bao gồm độ trễ, băng thông và tỷ lệ mất gói. Độ trễ là thời gian cần thiết để một gói tin được gửi từ nguồn đến đích. Băng thông là khả năng truyền tải dữ liệu của mạng trong một khoảng thời gian nhất định. Tỷ lệ mất gói là tỷ lệ giữa số gói tin bị mất so với tổng số gói tin được gửi. Để cải thiện QoS, các giao thức định tuyến cần phải tối ưu hóa các yếu tố này, đảm bảo rằng các gói tin được truyền tải một cách hiệu quả và đáng tin cậy. Việc cải tiến giao thức AODV để hỗ trợ QoS có thể bao gồm việc sử dụng các thuật toán định tuyến thông minh hơn, cho phép mạng tự động điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi.

III. Đề xuất cải tiến giao thức AODV

Để cải tiến giao thức AODV nhằm hỗ trợ QoS, một số đề xuất có thể được thực hiện. Đầu tiên, việc tích hợp các thuật toán tối ưu hóa như Ant Colony Optimization (ACO) có thể giúp cải thiện khả năng tìm kiếm và duy trì đường đi. Thứ hai, việc sử dụng các thông số như năng lượng còn lại của các nút có thể giúp tối ưu hóa việc lựa chọn đường đi, từ đó giảm thiểu độ trễ và tăng cường độ tin cậy. Cuối cùng, việc phát triển các cơ chế bảo mật mạnh mẽ cũng là cần thiết để đảm bảo rằng các giao thức định tuyến không chỉ hoạt động hiệu quả mà còn an toàn trước các cuộc tấn công. Những cải tiến này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất của AODV mà còn đảm bảo rằng các ứng dụng yêu cầu QoS có thể hoạt động một cách hiệu quả trong môi trường MANET.

3.1. Tích hợp các thuật toán tối ưu hóa

Việc tích hợp các thuật toán tối ưu hóa như ACO vào AODV có thể giúp cải thiện khả năng định tuyến trong mạng MANET. ACO là một phương pháp tối ưu hóa dựa trên hành vi của bầy kiến, cho phép tìm kiếm các đường đi tối ưu một cách hiệu quả. Bằng cách áp dụng ACO, AODV có thể tự động điều chỉnh các tuyến đường dựa trên các yếu tố như độ trễ, băng thông và năng lượng còn lại của các nút. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mạng mà còn đảm bảo rằng các ứng dụng yêu cầu QoS có thể hoạt động một cách hiệu quả và đáng tin cậy.

Luận văn thạc sĩ về cải tiến giao thức AODV nhằm đảm bảo hỗ trợ QoS