Nghiên cứu nâng cao hiệu năng giao thức AODV cho mạng MANET

• Tác giả: Nguyễn Thị Thanh Tâm
• Người hướng dẫn: Tiến Sĩ Lê Anh Ngọc
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Nâng Cao Hiệu Năng Giao Thức Định Tuyến AODV Cho Mạng MANET
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET
• 1.1. Giới thiệu chung về mạng MANET
• 1.2. Khái niệm cơ bản
• 1.3. Lịch sử phát triển
• 1.4. Đặc điểm của mạng MANET
• 1.5. Kiểu kết nối và chế độ hoạt động
• 1.6. Phân loại mạng MANET
• 1.7. Ứng dụng của mạng MANET
• 1.8. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU NĂNG GIAO THỨC AODV CHO MẠNG MANET
• 2.1. Một số thuật toán định tuyến cơ bản trong mạng MANET
• 2.2. Thuật toán Vector khoảng cách (Distance Vector)
• 2.3. Thuật toán trạng thái liên kết (Link State)
• 2.4. Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET
• 2.5. Giao thức định tuyến theo bảng ghi (Table-Driven Routing Protocol)
• 2.6. Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu (On-Demand Routing Protocol)
• 2.7. Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol)
• 2.8. Một số giao thức định tuyến cơ bản trên mạng MANET
• 2.8.1. Giao thức DSDV (Destination Sequence Distance Vector)
• 2.8.2. Giao thức DSR (Dynamic Source Routing)
• 2.8.3. Giao thức định tuyến AODV (Ad-hoc On Demand Distance Vector)
• 2.9. Cơ chế khám phá tuyến (Route Discovery)
• 2.10. Cơ chế duy trì thông tin định tuyến (Route Maintenance)
• 2.11. Giao thức cải tiến N-AODV
• 2.11.1. Giới thiệu N-AODV
• 2.11.2. Cơ chế hoạt động của N-AODV
• 2.11.3. Chi phí cho toàn bộ gói tin điều khiển
• 2.12. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG GIAO THỨC AODV CẢI TIẾN CHO MẠNG MANET
• 3.1. Thiết lập mô phỏng mạng MANET trong NS-2
• 3.2. Tạo các node mạng trong MANET
• 3.3. Hoạt động của node di động
• 3.4. Cấu hình node di động trong NS-2
• 3.5. Tạo sự di chuyển của node trong NS-2
• 3.6. Tạo các đường truyền không dây (air interface) trong MANET
• 3.7. Tạo ngữ cảnh chuyển động
• 3.8. Tạo diện tích mô phỏng
• 3.9. Tạo các thực thể giao thức và các nguồn sinh lưu lượng
• 3.10. Tạo các dạng chuyển động theo mẫu
• 3.11. Cài đặt giao thức N-AODV trên NS-2
• 3.12. Cài đặt giao thức N-AODV
• 3.13. Tích hợp N-AODV vào trong bộ NS-2
• 3.14. Tiến hành mô phỏng, đánh giá kết quả
• 3.15. Thiết lập các thông số mô phỏng
• 3.16. Kịch bản mô phỏng
• 3.17. Các độ đo được dùng đánh giá hiệu năng
• 3.18. Kết quả mô phỏng, đánh giá
• 3.19. Kết luận chương 3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mạng MANET và giao thức AODV

Mạng MANET (Mobile Ad-hoc Network) là một loại mạng không dây, trong đó các nút có thể di chuyển tự do và tự tổ chức mà không cần cơ sở hạ tầng cố định. Giao thức AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector) là một trong những giao thức định tuyến phổ biến nhất cho mạng MANET. AODV cho phép các nút tìm kiếm và duy trì các đường đi đến các nút khác trong mạng một cách hiệu quả. Tuy nhiên, hiệu năng của AODV có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như mật độ nút, tốc độ di chuyển và độ tin cậy của kết nối.

1.1. Khái niệm cơ bản về mạng MANET

Mạng MANET là một tập hợp các nút di động có khả năng kết nối với nhau mà không cần cơ sở hạ tầng. Các nút này có thể tự động thiết lập và duy trì kết nối, cho phép truyền thông tin một cách linh hoạt và hiệu quả.

1.2. Đặc điểm nổi bật của giao thức AODV

Giao thức AODV sử dụng phương pháp 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.

II. Vấn đề và thách thức trong việc nâng cao hiệu năng AODV

Mặc dù AODV có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số vấn đề cần giải quyết để nâng cao hiệu năng. Các vấn đề này bao gồm độ trễ trong việc tìm kiếm đường đi, khả năng duy trì kết nối trong môi trường di động và khả năng xử lý các lỗi trong mạng. Những thách thức này đòi hỏi các giải pháp sáng tạo để cải thiện hiệu suất của giao thức.

2.1. Độ trễ trong việc tìm kiếm đường đi

Khi một nút cần gửi dữ liệu, nó phải tìm kiếm đường đi đến nút đích. Quá trình này có thể gây ra độ trễ đáng kể, đặc biệt trong các mạng có mật độ nút cao.

2.2. Khả năng duy trì kết nối trong môi trường di động

Trong mạng MANET, các nút có thể di chuyển nhanh chóng, dẫn đến việc mất kết nối. Điều này yêu cầu AODV phải có khả năng phát hiện và khôi phục kết nối một cách nhanh chóng.

III. Phương pháp cải tiến hiệu năng giao thức AODV

Để nâng cao hiệu năng của giao thức AODV, một số phương pháp đã được đề xuất. Các phương pháp này bao gồm tối ưu hóa thuật toán định tuyến, cải thiện cơ chế duy trì thông tin định tuyến và áp dụng các kỹ thuật mới trong việc quản lý băng thông. Những cải tiến này có thể giúp giảm thiểu độ trễ và tăng cường độ tin cậy của mạng.

3.1. Tối ưu hóa thuật toán định tuyến AODV

Bằng cách cải tiến thuật toán định tuyến, AODV có thể tìm kiếm đường đi hiệu quả hơn, giảm thiểu thời gian tìm kiếm và tăng cường khả năng truyền tải dữ liệu.

3.2. Cải thiện cơ chế duy trì thông tin định tuyến

Cơ chế duy trì thông tin định tuyến cần được cải thiện để đảm bảo rằng các nút có thể nhanh chóng cập nhật thông tin khi có sự thay đổi trong mạng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của AODV trong mạng MANET

Giao thức AODV đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ quân sự đến y tế. Trong các tình huống khẩn cấp, AODV cho phép thiết lập mạng nhanh chóng mà không cần cơ sở hạ tầng cố định. Điều này giúp cải thiện khả năng phản ứng trong các tình huống khẩn cấp và cứu hộ.

4.1. Ứng dụng trong lĩnh vực quân sự

Trong các hoạt động quân sự, AODV cho phép thiết lập mạng liên lạc nhanh chóng giữa các đơn vị di động, giúp cải thiện khả năng phối hợp và chỉ huy.

4.2. Ứng dụng trong lĩnh vực y tế

AODV có thể được sử dụng trong các tình huống y tế khẩn cấp, nơi mà việc thiết lập mạng nhanh chóng là rất quan trọng để truyền tải thông tin và dữ liệu y tế.

V. Kết luận và tương lai của giao thức AODV trong mạng MANET

Giao thức AODV đã chứng minh được hiệu quả trong việc định tuyến trong mạng MANET. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các ứng dụng hiện đại, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp cải tiến. Tương lai của AODV sẽ phụ thuộc vào khả năng thích ứng với các công nghệ mới và các thách thức trong môi trường mạng không dây.

5.1. Tóm tắt những cải tiến cần thiết

Các cải tiến cần thiết bao gồm tối ưu hóa thuật toán, cải thiện khả năng duy trì kết nối và áp dụng các công nghệ mới để nâng cao hiệu suất.

5.2. Triển vọng phát triển giao thức AODV

Với sự phát triển của công nghệ, AODV có thể được cải tiến để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của mạng MANET trong tương lai.