Định Tuyến Hiệu Quả Trong Mạng Ad Hoc Vô Tuyến

1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÔ TUYẾN

1.1. Giới thiệu chung

1.2. Phân loại mạng không dây

1.3. Mạng cá nhân WPAN (Wireless Personal Area Networks)

1.4. Mạng cục bộ WLAN (Wireless Local Area Network)

1.5. Lịch sử ra đời mạng WLAN

1.6. Một số ưu điểm của mạng WLAN

1.7. Nhược điểm của WLAN

1.8. Mạng WLAN có cơ sở hạ tầng

1.9. Khái niệm và một số đặc điểm chung của mạng Ad Hoc

1.10. Một số mạng Ad hoc điển hình

1.11. Các ứng dụng của mạng Ad hoc

1.12. Mạng đô thị không dây WMAN

2. CHƯƠNG II: MÔ HÌNH KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802

2.1. Mô hình kiến trúc mạng không dây so với mô hình OSI

2.2. Kiến trúc giao thức mạng WLAN theo chuẩn 802

2.3. Kỹ thuật trải phổ nhảy tần

2.4. Kỹ thuật trải phổ tuần tự trực tiếp (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum)

2.5. Kỹ thuật sử dụng hồng ngoại (Infrared Physical Layer)

2.6. Kỹ thuật OFDM

2.7. Lớp điều khiển truy cập môi trường truyền

2.8. Giao thức truy cập CSMA/CA

2.9. Chức năng phối hợp phân tán

2.10. DCF sử dụng phương pháp CSMA/CD

2.11. Sử dụng gói tin điều khiển RTS/CTS

2.12. Chức năng phối hợp theo điểm

2.13. Định dạng gói tin tầng MAC

2.14. Khuôn dạng gói tin tầng MAC

2.15. Định dạng gói tin điều khiển ACK, RTS, CTS

2.16. Lớp quản lý tầng MAC (MAC Management)

2.17. Quản lý chuyển vùng (Handoff)

3. CHƯƠNG III: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG VÔ TUYẾN AD HOC

3.1. Giới thiệu về định tuyến trong mạng Ad hoc

3.2. Các yêu cầu đối với thuật toán định tuyến cho mạng Ad hoc không dây

3.3. Phân loại các thuật toán định tuyến cho mạng Ad Hoc

3.4. Định tuyến theo vector khoảng cách tuần tự đích (DSDV - Destination Sequenced Distance Vector)

3.5. Định tuyến theo trạng thái đường liên kết tối ưu

3.6. Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

3.7. Định tuyến nguồn động (DSR - Dynamic Source Routing)

3.8. Giao thức định tuyến vùng (ZRP - Zone Routing Protocol)

4. CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

4.1. Bộ mô phỏng mạng NS2

4.2. Giới thiệu

4.3. Sự liên kết giữa C++ và OTCL

4.4. Mô hình kiến trúc NS2

4.5. Các đặc điểm chính của NS2

4.6. Khả năng mô phỏng của NS

4.7. Mô phỏng mạng di động không dây 802

4.8. Các mô hình truyền sóng vô tuyến

4.9. Mô hình FreeSpace

4.10. Mô hình hai tia mặt đất (Two Ray Ground)

4.11. Mô hình Shadowing

4.12. Tạo sự chuyển động cho Node (Creating Node movements)

4.13. Tạo bộ lập lịch sự kiện (Creating Event Scheduler)

4.14. Ghi lại vết các sự kiện mô phỏng (vào file *)

4.15. Tạo ra các kết nối TCP và nguồn sinh lưu lượng

4.16. Tạo ra các kết nối UDP và nguồn sinh lưu lượng

4.17. Cấu trúc tệp vết đối với mạng di động không dây theo chuẩn 802

4.18. Các công cụ xử lý sau khi mô phỏng

4.19. Sử dụng Grep

4.20. Xử lý file dữ liệu với Awk

4.21. Xử lý file dữ liệu với Perl

4.22. Vẽ đồ thị với gnuplot

4.23. Vẽ đồ thị với xgraph

4.24. Tổng hợp dữ liệu với Tracegraph

4.25. Mô phỏng mạng Ad hoc theo chuẩn IEEE 802

4.26. Thiết lập topo mạng Ad hoc

4.27. Thực hiện mô phỏng

4.28. Đánh giá hiệu năng các giao thức mạng

4.29. Thắng giáng độ trễ trung bình

4.30. Tỷ lệ mất gói tin

4.31. Đánh giá các tuyến đường được thiết lập trong thời gian mô phỏng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về định tuyến trong mạng ad hoc vô tuyến

Mạng ad hoc vô tuyến là một trong những công nghệ mạng không dây tiên tiến, cho phép các thiết bị kết nối với nhau mà không cần cơ sở hạ tầng cố định. Định tuyến trong mạng ad hoc vô tuyến đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo thông tin được truyền tải hiệu quả và an toàn. Các giao thức định tuyến được phát triển nhằm tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng của mạng. Việc hiểu rõ về các phương pháp định tuyến sẽ giúp cải thiện khả năng kết nối và truyền tải dữ liệu trong các ứng dụng thực tiễn.

1.1. Khái niệm về mạng ad hoc vô tuyến

Mạng ad hoc vô tuyến là một mạng không dây tự tổ chức, cho phép các thiết bị giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần đến một cơ sở hạ tầng trung gian. Điều này mang lại tính linh hoạt cao trong việc thiết lập mạng, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp hoặc ở những khu vực không có mạng cố định.

1.2. Vai trò của định tuyến trong mạng ad hoc

Định tuyến trong mạng ad hoc vô tuyến giúp xác định đường đi tối ưu cho dữ liệu từ nguồn đến đích. Các giao thức định tuyến như DSDV, AODV và DSR được thiết kế để xử lý các thách thức như sự di động của nút mạng và sự thay đổi liên tục của cấu trúc mạng.

II. Thách thức trong định tuyến mạng ad hoc vô tuyến

Định tuyến trong mạng ad hoc vô tuyến đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự di động của các nút mạng, độ tin cậy của kết nối và hiệu suất truyền tải dữ liệu. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến khả năng duy trì kết nối và chất lượng dịch vụ. Việc phát triển các giải pháp định tuyến hiệu quả là cần thiết để giải quyết những vấn đề này.

2.1. Sự di động của nút mạng

Sự di động của các nút mạng trong mạng ad hoc vô tuyến có thể dẫn đến việc thay đổi cấu trúc mạng liên tục. Điều này gây khó khăn cho việc duy trì các kết nối ổn định và có thể làm giảm hiệu suất truyền tải dữ liệu.

2.2. Độ tin cậy của kết nối

Độ tin cậy của kết nối trong mạng ad hoc vô tuyến phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khoảng cách giữa các nút, sự can thiệp từ môi trường và khả năng xử lý của các giao thức định tuyến. Việc đảm bảo độ tin cậy cao là một thách thức lớn trong việc thiết kế mạng.

III. Phương pháp định tuyến chính trong mạng ad hoc

Có nhiều phương pháp định tuyến được áp dụng trong mạng ad hoc vô tuyến, mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các giao thức như DSDV, AODV và DSR là những ví dụ tiêu biểu cho các phương pháp định tuyến này. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng.

3.1. Giao thức DSDV Destination Sequenced Distance Vector

Giao thức DSDV sử dụng bảng định tuyến để duy trì thông tin về các nút trong mạng. Mỗi nút sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình dựa trên thông tin từ các nút lân cận, giúp đảm bảo đường đi tối ưu cho dữ liệu.

3.2. Giao thức AODV Ad hoc On Demand Distance Vector

AODV là một giao thức định tuyến theo yêu cầu, cho phép các nút tìm kiếm đường đi khi cần thiết. Điều này giúp giảm thiểu băng thông sử dụng và tăng cường hiệu suất mạng trong các tình huống có nhiều nút di động.

3.3. Giao thức DSR Dynamic Source Routing

Giao thức DSR cho phép các nút lưu trữ thông tin về các đường đi đã sử dụng, giúp tăng tốc độ tìm kiếm đường đi trong tương lai. Điều này đặc biệt hữu ích trong các mạng có nhiều nút di động và thay đổi liên tục.

IV. Ứng dụng thực tiễn của định tuyến trong mạng ad hoc

Định tuyến trong mạng ad hoc vô tuyến có nhiều ứng dụng thực tiễn, từ các hệ thống cứu hộ khẩn cấp đến các mạng cảm biến không dây. Các giao thức định tuyến giúp đảm bảo thông tin được truyền tải hiệu quả trong các tình huống khác nhau, từ đó nâng cao khả năng ứng phó và quản lý thông tin.

4.1. Hệ thống cứu hộ khẩn cấp

Trong các tình huống khẩn cấp, mạng ad hoc vô tuyến cho phép thiết lập nhanh chóng các kênh liên lạc giữa các đội cứu hộ. Điều này giúp cải thiện khả năng phối hợp và phản ứng nhanh chóng trong các tình huống nguy cấp.

4.2. Mạng cảm biến không dây

Mạng cảm biến không dây sử dụng định tuyến trong mạng ad hoc để thu thập và truyền tải dữ liệu từ các cảm biến đến trung tâm xử lý. Điều này giúp tối ưu hóa việc giám sát và quản lý thông tin trong các ứng dụng như nông nghiệp thông minh và bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và tương lai của định tuyến trong mạng ad hoc

Định tuyến trong mạng ad hoc vô tuyến là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển mạnh mẽ. Các giao thức định tuyến ngày càng được cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về hiệu suất và độ tin cậy. Tương lai của định tuyến trong mạng ad hoc hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp sáng tạo cho các thách thức hiện tại.

5.1. Xu hướng nghiên cứu trong định tuyến

Nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc phát triển các giao thức định tuyến thông minh, có khả năng tự thích ứng với sự thay đổi của mạng. Điều này sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của mạng ad hoc trong tương lai.

5.2. Tương lai của mạng ad hoc vô tuyến

Mạng ad hoc vô tuyến sẽ tiếp tục phát triển và mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp giữa công nghệ mạng và trí tuệ nhân tạo có thể tạo ra những bước đột phá mới trong việc tối ưu hóa định tuyến và quản lý thông tin.

Định Tuyến Trong Mạng Ad Hoc Vô Tuyến: Giải Pháp và Công Nghệ