phần mở đầu, kết luận và 03 chƣơng, cụ thể nhƣ sau: Chƣơng 1. Tổng quan về MANET và MOBILE IP Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về mạng MANET, những đặc điểm chính, cơ chế hoạt động, các giao thức định tuyến và phân loại các giao thức định tuyến trong mạng MANET, các đặc điểm và hoạt động của giao thức Mobile IP Chƣơng 2. Các giải pháp tích hợp MANET với INTERNET Nghiên cứu, phân tích và so sánh các giải pháp tích hợp MANET với INTERNET. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 Nghiên cứu chi tiết giải pháp tích hợp MIPMANET Chƣơng 3.
Mô phỏng tích hợp MANET với INTERNET sử dụng giao thức Mobile IP Giới thiệu về bộ công cụ mô phỏng NS-2 và các bƣớc sử dụng NS2 cho mô phỏng mạng MANET. Tiến hành cài đặt, mô phỏng trên NS-2 và đánh giá kết quả mô phỏng khi tích hợp MANET với INTERNET sử dụng giao thức Mobile IP. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ MANET VÀ MOBILEIP 1. Giới thiệu chung về mạng MANET 1.
Khái niệm cơ bản Các thiết bị di động nhƣ các máy tính xách tay, với đặc trƣng là công suất CPU, bộ nhớ lớn, dung lƣợng đĩa hàng trăm gigabyte, khả năng âm thanh đa phƣơng tiện và màn hình màu đã trở nên phổ biến trong đời sống hàng ngày và trong công việc. Ðồng thời, các yêu cầu kết nối mạng để sử dụng các thiết bị di động gia tăng đáng kể, bao gồm việc hỗ trợ các sản phẩm mạng vô tuyến dựa trên vô tuyến hoặc hồng ngoại ngày càng nhiều. Với kiểu thiết bị điện toán di động này thì giữa những ngƣời sử dụng di động luôn mong muốn có sự chia sẻ thông tin. Một mạng tuỳ biến là một tập hợp các thiết bị di động hình thành nên một mạng tạm thời mà không cần sự trợ giúp của bất kỳ sự quản lý tập trung hoặc các dịch vụ hỗ trợ chuẩn nào thƣờng có trên mạng diện rộng mà ở đó các thiết bị di động có thể kết nối đƣợc.
Các node đƣợc tự do di chuyển và thiết lập nó tuỳ ý. Do đó, topo mạng không dây có thể thay đổi một cách nhanh chóng và không thể dự báo. Nó có thể hoạt động một mình hoặc có thể đƣợc kết nối tới INTERNET. Vậy MANET (Mobile Ad Hoc NETwork) là một tập hợp của những node mạng không dây, những node này có thể đƣợc thiết lập tại bất kỳ thời điểm và tại bất cứ nơi nào.
Mạng MANET không dùng bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Nó là một hệ thống tự trị mà máy chủ di động đƣợc kết nối bằng đƣờng vô tuyến và có thể di chuyển tự do, thƣờng hoạt động nhƣ một router. Minh họa mạng MANET LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Biểu đồ mạng MANET 1.
Lịch sử phát triển Mobile Ad-hoc Network - MANET trƣớc đây còn đƣợc gọi là mạng vô tuyến gói, và đƣợc tài trợ, phát triển bởi DARPA trong đầu thập niên 1970. Sau đó một mạng mới: SUSAN (Adaptive Survivable Network) đã đƣợc đề xuất bởi DARPA vào năm 1983 để hỗ trợ một mạng quy mô lớn hơn, mạnh mẽ hơn. Thời gian này, Ad-hoc đã đƣợc sử dụng để mô tả một loại mạng nhƣ tiêu chuẩn IEEE802. Mobile Ad-hoc Network đã đƣợc định nghĩa bởi IETF.
Đặc điểm của mạng MANET Thiết bị tự trị đầu cuối (Autonomous terminal): Trong MANET, mỗi thiết bị di động đầu cuối là một node tự trị. Nó có thể mang chức năng của host và router. Bên cạnh khả năng xử lý cơ bản của một host, các node di động này có thể chuyển đổi chức năng nhƣ một router. Vì vậy, thiết bị đầu cuối và chuyển mạch là không thể phân biệt đƣợc trong mạng MANET.
Phân chia hoạt động (Distributed operation): Vì không có hệ thống mạng nền tảng cho trung tâm kiểm soát hoạt động của mạng nên việc kiểm soát và quản lý hoạt động của mạng đƣợc chia cho các thiết bị đầu cuối. Các node trong MANET đòi hỏi phải có sự phối hợp với nhau. Khi cần thiết các node hoạt động nhƣ một relay để thực hiện chức năng của mình. Ví dụ nhƣ bảo mật và định tuyến.
Ðịnh tuyến đa đƣờng: Thuật toán định tuyến không dây cơ bản có thể định tuyến một chặng và nhiều chặng dựa vào các thuộc tính liên kết khác nhau và giao thức định tuyến. Singalhop MANET đơn giản hơn multihop ở vấn đề cấu trúc và thực hiện với chi phí thấp và ít ứng dụng. Khi truyền các gói dữ liệu từ một nguồn của nó đến điểm trong phạm vi truyền tải trực tiếp không dây, các gói dữ liệu sẽ đƣợc chuyển tiếp qua một hoặc nhiều nút trung gian. Cấu hình động (dynamic network topology): Vì các node là di động, nên cấu trúc mạng có thể thay đổi nhanh và không thể biết trƣớc, các kết nối giữa các thiết bị đầu cuối có thể thay đổi theo thời gian.
MANET sẽ thích ứng tuyến và điều kiện lan truyền giống nhƣ mẫu di động và các node mạng di động. Các node di động trong mạng thiết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 lập định tuyến động với nhau khi chúng di chuyển, hình thành mạng riêng của chúng trong không trung. Hơn nữa, một User trong MANET có thể không chỉ hoạt động trong mạng lƣới di động đặc biệt, mà còn có thể yêu cầu truy cập vào một mạng cố định công cộng (Ví dụ: INTERNET). Dao động về dung lƣợng liên kết (Fluctuating link capacity): Bản chất tỉ lệ bit lỗi cao của kết nối không dây cần quan tâm trong mạng MANET.
Từ đầu cuối này đến đầu cuối kia có thể đƣợc chia sẽ qua một vài chặng. Kênh giao tiếp ở đầu cuối chịu ảnh hƣởng của nhiễu, hiệu ứng đa đƣờng, sự giao thoa và băng thông của nó ít hơn so với mạng có dây. Trong một vài tình huống, truy cập của hai ngƣời dùng có thể qua nhiều liên kết không dây và các liên kết này có thể không đồng nhất. Tối ƣu hoá cho thiết bị đầu cuối (light-weight terminals): Trong hầu hết các trƣờng hợp các node trong mạng MANET là thiết bị với tốc độ xử lý của CPU thấp, bộ nhớ ít và lƣu trữ điện năng ít.
Vì vậy cần phải tối ƣu hoá các thuật toán và cơ chế. Kiểu kết nối và cơ chế hoạt động 1. Các kiểu kết nối topo mạng 1. Mạng máy chủ di động Ở topo này các thiết bị chỉ liên kết với một máy chủ duy nhất.
Các thiết bị khác liên kết qua máy chủ đó nhƣ hình vẽ: Hình 1. Mạng máy chủ di động 1. Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất Ở topo này các máy có thể liên kết trực tiếp với nhau trong phạm vi phủ sóng của mình: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hình minh hoạ mạng có các thiết bị di động không đồng nhất 1.
Chế độ hoạt động 1. Chế độ IEEE-Ad Hoc Chế độ này thì các node di động truyền thông trực tiếp với nhau mà không cần tới một cơ sở hạ tầng nào cả. Trong chế độ này thì các liên kết không thể thực hiện qua nhiều chặng: Hình 1. Chế độ IEEE-Ad Hoc 1.
Chế độ cơ sở hạ tầng Chế độ này thì mạng bao gồm các điểm truy cập AP cố định và các node di động tham gia vào mạng, thực hiện truyền thông qua các điểm truy cập. Trong chế độ này thì các liên kết có thể thực hiện qua nhiều chặng: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Chế độ cơ sở hạ tầng 1. Phân loại mạng MANET 1.
Theo giao thức - Singal-hop: + Mạng MANET định tuyến singal-hop là loại mô hình mạng ad-hoc đơn giản nhất. Trong đó, tất cả các node đều nằm trong cùng một vùng phủ sóng, nghĩa là các node có thể kết nối trực tiếp với nhau mà không cần các node trung gian. + Mô hình này các node có thể di chuyển tự do nhƣng chỉ trong một phạm vi nhất định đủ để các node liên kết trực tiếp với các node khác trong mạng. Singal-hop - Multi-hop + Ðây là mô hình phổ biến nhất trong mạng MANET, nó khác với mô hình trƣớc là các node có thể kết nối với các node khác trong mạng mà có thể không cần kết nối trực tiếp với nhau.
Các node có thể định tuyến với các node khác thông qua các node trung gian trong mạng. Ðể mô hình này hoạt động LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 một cách hoàn hảo thì cần phải có giao thức định tuyến phù hợp với mô hình mạng MANET. Multi-hop - Mobile multi-hop Mô hình này cũng tƣơng tự với mô hình thứ hai nhƣng sự khác biệt ở đây là mô hình này tập trung vào các ứng dụng có tính chất thời gian thực: audio, video. Theo chức năng - Mạng MANET đẳng cấp (Flat) + Trong kiến trúc này tất cả các node có vai trò ngang hàng với nhau (peer- to-peer) và các node đóng vai trò nhƣ các router định tuyến dữ liệu gói trên mạng.
Trong những mạng lớn thì cấu trúc Flat không tối ƣu hoá việc sử dụng tài nguyên băng thông của mạng vì những thông tin điều khiển phải truyền trên toàn bộ mạng. Tuy nhiên nó thích hợp trong những topo có các node di chuyển nhiều. - Mạng MANET phân cấp (Hierarchical) + Ðây là mô hình sử dụng phổ biến nhất. Trong mô hình này thì mạng chia thành các domain, trong mỗi domain bao gồm một hoặc nhiều cluster, mỗi cluster chia thành nhiều node.
Có hai loại node là master node và nomal node. Master node: là node quản trị một router có nhiệm vụ chuyển dữ liệu của các node trong cluster đến các node trong cluster khác và ngƣợc lại. Nói cách khác nó có nhiệm vụ nhƣ một gateway. Normal node: là các node nằm trong cùng một cluster.
Nó có thể kết nối với các node trong cluster hoặc kết nối với các cluster khác thông qua master node. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mô hình mạng phân cấp + Với các cơ chế trên mạng sử dụng tài nguyên băng thông hiệu quả hơn vì các thông điệp chỉ phải truyền trong 1 cluster. Tuy nhiên việc quản lý tính chuyển động của các node trở nên phức tạp hơn.
Kiến trúc mạng phân cấp thích hợp cho các mạng có tính chuyển động thấp. - Mạng MANET kết hợp (Aggregate) + Mạng = Zones, Zone = nodes. + Mỗi node bao gồm hai mức topo : Topo mức thấp (node level), và topo mức cao (zone level). + Mỗi node đặc trƣng bởi: node ID và zone ID.
Trong một Zone có thể áp dụng kiến trúc đẳng cấp hoặc kiến trúc phân cấp. Mô hình mạng Aggregate 1.