_BQ GIAO DUC VA DAO TAO | TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOL Nynd NyA N¥Hd PHAN VAN QUAN NIL ONQIIL TION ONOOD NGHIÊN CỨU VÀ UNG DUNG TPV6 TRENMANG CAM BIEN KHONG DAY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VE10ZIIO Hà Nội — 2014. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO | TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOL PHAN VAN QUAN NGITEN CUU VA UNG DUNG IPV6 TREN MANG CAM BIEN KHONG DAY Chuyén nganh : CONG NGIIE THONG TIN LUẬN VĂN THẠC SÏ KỸ THUAT CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS NGG HONG SƠN Hà Nội — 2014 LOI CAM DOAN 'Tôi xin cam đoan nội dung luận văn này do tôi tự thực biện dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Ngô Hồng Sem. Dễ hoàn thành luận văn này tôi chỉ áp dụng trên những tài liệu Ñưam khảo không sao chép bất kỳ luận vẫn nào, các mô phỏng cũng như kết quả xô phông trong luận văn lả hoàn toàn trung tưạc và là công trình nghiên cứu của riêng, tôi.
'Học viên thực hiện LOT CAM ON Trước hết lôi xin được gửi lời cảm ơu chân thành tới các thấy giáo trong trường, Đại Học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thấy cô trong Viện Công nghệ thông tia và Truyền thông nói riêng đã tận tình giảng dạy vả truyền đạt cho em những kiến thức và những kinh nghiệm quý báu treng suốt thời gian tôi học tập vả rèn luyện. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS. Ngô Hỗng Sơn trgười đã trực tiếp hướng dan, (an tinh chi day va hét long giúp đổ tôi trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp nảy. Cuỗi cùng tôi cũng xin gửi lời cẩm ơn đến gia đỉnh và bạn bè đã quan tâm, động viên, dóng gớp ý kiến vá giúp dỡ tôi trong quả trình học tập, nghiên cứu hoàn và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Do han chế về thời gian thục tập, tải liệu và trinh dé ban than, bai dé an cita 161 kháng thể tránh khỏi những thiểu sót, rất mong các thay cô góp ý và sửa chữa để bài đỗ án tốt nghiệp của tỏi dược hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành căm ơn! 1Ià nội, ngày. năm2014 Học viên thực hiệu. Phan Văn Quân DANH MỤC TỪ VIẾT TAT STT | Từyiếttắt ` nghĩa 1 TPv4 Internet Protocol Version 4 2 1Pv6 Internet Protocol version 6 3 WSN Wireless Sensor Network 4 Os! Internetwork Operating System 5 TCP Transmission Control Protocol 6 TETE Internet Engineering Task Fore 7 REC Routing Information Protocol 8 IANA Intemet Assigened Number Authority 9 RIR Regional Tnlernel registry 10 | DUCP Dymanic [lost Configuration Protocol 11 | Qos Quality of Service 12 | PAN Personal Arca Network 13 | UDP User Datagram Protocol 14 |ICMPv6 Internet.
Control Message Protocol version 6 15 | CRMA Carrier Sense Multiple Access 16 | LAN Local Area Network 17 |6LoWPAN IPV6 over Low-Power Wireless Personal Arca Networks 18 | MUL Maximum Transmission Unit 2.4 Nén shared-context.5 Nén kết hợp 2.6 Niên Header IPv6 - 40 2.7 Nén Next Header. CHƯƠNG LI. " " "—- 'THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TPV6 TRÊN CẢM BIẾN KHÔNG DẦY.42 3 1 Mục đích và phương pháp 42 3.2 Phương pháp 42 3.2 Các công cu md phéng .1 Giới thiệu các công cụ mô phỏng.2 Phần mềm mô phỏng mạng cảm biến.3 Hệ điều hành.2 Công cụ lựa chọn.2 Hé diéu hanh Contiki 45 3.3 Phan mém mé phéng Cooja 46 3.3 Kịch bản thử nghiệm .1 Phân tích kịch bản.2 Mô hình mạng cảm biến thử nghiệm.3 Thiết kế mạng a 48 3.5 So dd khdi a 50 3.1 Mô hình mô phỏng IPv4 trên mạng cảm biến không đây.2 Mö hình mô phóng IPv6 trên mạng càm biển không dây $4 KET LUAN. ve SÁCH THAM KHẢO.
Hướng dẫn cài dit VMware 59 Thụ lục 2 Cải đặt Contiki. Phụ lục 3 Cai dat Contiki. Thụ lục 4 Hướng dẫn tạo các nút cảm biến 65 LOT CAM ON Trước hết lôi xin được gửi lời cảm ơu chân thành tới các thấy giáo trong trường, Đại Học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thấy cô trong Viện Công nghệ thông tia và Truyền thông nói riêng đã tận tình giảng dạy vả truyền đạt cho em những kiến thức và những kinh nghiệm quý báu treng suốt thời gian tôi học tập vả rèn luyện. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.
Ngô Hỗng Sơn trgười đã trực tiếp hướng dan, (an tinh chi day va hét long giúp đổ tôi trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp nảy. Cuỗi cùng tôi cũng xin gửi lời cẩm ơn đến gia đỉnh và bạn bè đã quan tâm, động viên, dóng gớp ý kiến vá giúp dỡ tôi trong quả trình học tập, nghiên cứu hoàn và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Do han chế về thời gian thục tập, tải liệu và trinh dé ban than, bai dé an cita 161 kháng thể tránh khỏi những thiểu sót, rất mong các thay cô góp ý và sửa chữa để bài đỗ án tốt nghiệp của tỏi dược hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành căm ơn! 1Ià nội, ngày.
năm2014 Học viên thực hiệu.2 cầu trúc tầng 1.3 Kiến trúc giao thức của mạng cảm biến.2 Dia chi IP .1 Tổng quan về địa chỉ TP 1.2 Địa chỉ IPv4 1.1 Cấu trúc và không gian địa chỉ IPv4.2 Các lớp địa chí LPv4.3 Pia chi IPv6 1.1 Nguyên nhân phát triển địa chỉ IPv6 1.2 Cấu trúc không gian của địa chỉ IPV6.3 Cách biếu diễn địa chỉ IPv6 1.4 Phan loại địa chỉ IPv6 1.4 Những điểm mạnh và lợi thể của IPv6 so với IPv4 1.5 Khic biét co ban gitta IPv4 header va IPv6 header CHUONG IL a IPv6 TREN KIRN TRUC MANG CAM BIEN KHONG DAY 2 1 Kiến trúc Internet mở rộng.1 Các thành phần mang.2 Kiến trúc nhiều lớp 2.3 Sự kết hợp liên mạng 2.4 Triển khai IPv6 trong mạng cảm biển không dây.2 Tránh liên kết cạnh tranh.1 Các giá định truyền thống 2.2 Những thách thức cạnh tranh LAN trong mạng cảm biến 2.3 Phạm vi liên kết cục bộ chẳng chẻéo.3 Đánh giá IPv6 và mê hình tiền tổ 2.4 Nền Hcader của IDv6 2.2 Nén Flow-based 2.4 Nén shared-context.5 Nén kết hợp 2.6 Niên Header IPv6 - 40 2.7 Nén Next Header. CHƯƠNG LI. " " "—- 'THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TPV6 TRÊN CẢM BIẾN KHÔNG DẦY.42 3 1 Mục đích và phương pháp 42 3.2 Phương pháp 42 3.2 Các công cu md phéng .1 Giới thiệu các công cụ mô phỏng.2 Phần mềm mô phỏng mạng cảm biến.3 Hệ điều hành.2 Công cụ lựa chọn.2 Hé diéu hanh Contiki 45 3.3 Phan mém mé phéng Cooja 46 3.3 Kịch bản thử nghiệm .1 Phân tích kịch bản.2 Mô hình mạng cảm biến thử nghiệm.3 Thiết kế mạng a 48 3.5 So dd khdi a 50 3.1 Mô hình mô phỏng IPv4 trên mạng cảm biến không đây.2 Mö hình mô phóng IPv6 trên mạng càm biển không dây $4 KET LUAN. ve SÁCH THAM KHẢO.
Hướng dẫn cài dit VMware 59 Thụ lục 2 Cải đặt Contiki. Phụ lục 3 Cai dat Contiki. Thụ lục 4 Hướng dẫn tạo các nút cảm biến 65 DANH MỤC HÌNH Tình 1 Các thành phan cơ bản của một nút cảm biến. 12 Hình 2 Phân bố nút cảm biển phân bồ rải rác trong trường cảm biến.
16 Hình 3 Cầu trúc phẳng của mạng cảm biến không dây 18 Hình 4 Câu trúc tầng của mạng cảm biển không dây. „19 Hình 5 Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không day Hình 6 Cấu trúc địa chỉ các lớp của IPv4. Hình 7 Cầu trúc địa chỉ IPv6 Ilinh 8 Dáng tra cứu chuyển đổi từ hệ nhị phân sang hệ hexa (cơ số 16). Hình9 Gói tin gửi tới địa chỉ Unicast.- TIình 10 Gái lin được gửi tới địa chỉ MulcasL Hình 11 Gói tin gửi tới địa chỉ anycast Hinh 12 IPv4 Header Hình 13 IPv6 Header.
Hình 14 Kiến trúc Tnternct mỡ rộng, Hình 15 Kiến trủc phần mềm IPv6 cho Mạng cảm biến. Hình 16 Phạm vi liên kết cục bộ chồng chéo TIình 17 Nén UDP we Hình 18 Lịch sử phát triển của Contiki TIình 19 Màn hình mỗ phổng Cooja. Hình 20 Mô hình bài toán mạng câm biển Hình 21 Sơ dỗ khối bài toán cho mạng cảm nhận. Hinh 22 M6 tả khả năng liên lac cla cdc nut client va server.
Hinh 23 Tool Radio Messages cilia TPv4 Hình 24 Cảnh báo nếu nhiệt độ vượt ngưỡng Hình 25 Tool Radio Mlessape của [Pvé Tình 26Cảnh báo nếu nhiệt độ vượt ngưỡng Hinh 27 Cai dit VMware bude 1 Hinh 28 Cai dit Contiki. Hinh 29 Giao dién chuong trinh contiki Hình 30 Giao điện chương lrình Cooja Hình 3l Tạo một simulation. Hình 32 Tạo một nút server Ilinh 33 Giao điện mô phỏng một mạng cảm biến. DANH MỤC HÌNH Tình 1 Các thành phan cơ bản của một nút cảm biến.
12 Hình 2 Phân bố nút cảm biển phân bồ rải rác trong trường cảm biến. 16 Hình 3 Cầu trúc phẳng của mạng cảm biến không dây 18 Hình 4 Câu trúc tầng của mạng cảm biển không dây. „19 Hình 5 Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không day Hình 6 Cấu trúc địa chỉ các lớp của IPv4. Hình 7 Cầu trúc địa chỉ IPv6 Ilinh 8 Dáng tra cứu chuyển đổi từ hệ nhị phân sang hệ hexa (cơ số 16).
Hình9 Gói tin gửi tới địa chỉ Unicast.- TIình 10 Gái lin được gửi tới địa chỉ MulcasL Hình 11 Gói tin gửi tới địa chỉ anycast Hinh 12 IPv4 Header Hình 13 IPv6 Header. Hình 14 Kiến trúc Tnternct mỡ rộng, Hình 15 Kiến trủc phần mềm IPv6 cho Mạng cảm biến. Hình 16 Phạm vi liên kết cục bộ chồng chéo TIình 17 Nén UDP we Hình 18 Lịch sử phát triển của Contiki TIình 19 Màn hình mỗ phổng Cooja. Hình 20 Mô hình bài toán mạng câm biển Hình 21 Sơ dỗ khối bài toán cho mạng cảm nhận.
Hinh 22 M6 tả khả năng liên lac cla cdc nut client va server. Hinh 23 Tool Radio Messages cilia TPv4 Hình 24 Cảnh báo nếu nhiệt độ vượt ngưỡng Hình 25 Tool Radio Mlessape của [Pvé Tình 26Cảnh báo nếu nhiệt độ vượt ngưỡng Hinh 27 Cai dit VMware bude 1 Hinh 28 Cai dit Contiki. Hinh 29 Giao dién chuong trinh contiki Hình 30 Giao điện chương lrình Cooja Hình 3l Tạo một simulation. Hình 32 Tạo một nút server Ilinh 33 Giao điện mô phỏng một mạng cảm biến.
DANH MỤC HÌNH Tình 1 Các thành phan cơ bản của một nút cảm biến. 12 Hình 2 Phân bố nút cảm biển phân bồ rải rác trong trường cảm biến. 16 Hình 3 Cầu trúc phẳng của mạng cảm biến không dây 18 Hình 4 Câu trúc tầng của mạng cảm biển không dây. „19 Hình 5 Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không day Hình 6 Cấu trúc địa chỉ các lớp của IPv4.
Hình 7 Cầu trúc địa chỉ IPv6 Ilinh 8 Dáng tra cứu chuyển đổi từ hệ nhị phân sang hệ hexa (cơ số 16). Hình9 Gói tin gửi tới địa chỉ Unicast.