I. Tổng quan về mạng MANET
Mạng MANET (Mobile Ad-hoc Network) là một mạng không dây đa chặng, được hình thành bởi các nút di động mà không cần cơ sở hạ tầng cố định. Các nút trong mạng vừa đóng vai trò là thiết bị đầu cuối, vừa là bộ định tuyến, giúp truyền dữ liệu qua nhiều chặng. Mạng MANET có đặc điểm nổi bật là cấu trúc động, tài nguyên hạn chế, và chất lượng liên kết không ổn định. Những đặc điểm này đặt ra nhiều thách thức trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng (QoS).
1.1. Định nghĩa mạng MANET
Mạng MANET là một mạng không dây tự tổ chức, không cần cơ sở hạ tầng cố định. Các nút trong mạng có thể di chuyển tự do và tự động thiết lập kết nối với nhau. Mạng này thường được sử dụng trong các tình huống khẩn cấp hoặc môi trường không có sẵn cơ sở hạ tầng.
1.2. Đặc điểm của mạng MANET
Mạng MANET có các đặc điểm chính như: cấu trúc động, tài nguyên hạn chế, và chất lượng liên kết không ổn định. Các nút trong mạng thường là thiết bị di động với nguồn năng lượng hạn chế, điều này ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của mạng.
1.3. Ứng dụng của mạng MANET
Mạng MANET được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như quân sự, cứu hộ, và mạng cảm biến. Trong quân sự, mạng này giúp truyền thông giữa các đơn vị di động. Trong cứu hộ, nó hỗ trợ trao đổi thông tin tại các khu vực thiên tai.
II. Giao thức định tuyến đa đường AOMDV
Giao thức AOMDV (Ad-hoc On-demand Multipath Distance Vector) là một giao thức định tuyến đa đường được phát triển từ giao thức AODV. Nó cho phép tìm kiếm và sử dụng nhiều đường dẫn từ nguồn đến đích, giúp cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của mạng. Giao thức AOMDV đặc biệt phù hợp với mạng MANET do khả năng thích ứng với cấu trúc động của mạng.
2.1. Tổng quan về giao thức AOMDV
Giao thức AOMDV sử dụng phương pháp định tuyến từng chặng và tìm kiếm nhiều đường dẫn thông qua tiến trình khám phá đường. Nó tái sử dụng các thông tin định tuyến từ giao thức AODV, giúp giảm chi phí phát sinh trong quá trình khám phá đa đường.
2.2. Vấn đề chống định tuyến lặp
Một trong những thách thức chính của giao thức AOMDV là đảm bảo các đường dẫn không bị lặp. Các quy tắc cập nhật đường được thiết kế để đảm bảo tính phân tách và không lặp của các đường dẫn, giúp tăng hiệu quả định tuyến.
2.3. Cơ chế bảo trì đường
Giao thức AOMDV sử dụng các gói RREP và RERR để bảo trì các đường dẫn. Cơ chế này giúp duy trì tính ổn định của các đường dẫn trong mạng, đảm bảo dữ liệu được truyền một cách hiệu quả.
III. Cải tiến giao thức AOMDV đảm bảo chất lượng dịch vụ
Nghiên cứu này tập trung vào việc cải tiến giao thức AOMDV để đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng (QoS) trong mạng MANET. Các phương pháp cải tiến bao gồm phân lớp ứng dụng theo yêu cầu QoS, dự đoán chất lượng liên kết, và tối ưu hóa quyết định chọn đường. Những cải tiến này giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của mạng.
3.1. Phân lớp ứng dụng theo yêu cầu QoS
Các ứng dụng trong mạng MANET được phân lớp dựa trên yêu cầu QoS, giúp tối ưu hóa việc chọn đường dẫn phù hợp. Phương pháp này đảm bảo các luồng dữ liệu quan trọng được ưu tiên truyền tải.
3.2. Dự đoán chất lượng liên kết
Kỹ thuật dự đoán chất lượng liên kết tại tầng MAC giúp đánh giá độ ổn định của các liên kết trong mạng. Điều này giúp giao thức AOMDV chọn được các đường dẫn có chất lượng cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng.
3.3. Tối ưu hóa quyết định chọn đường
Phương pháp ra quyết định chọn đường dựa trên các tiêu chí QoS như độ trễ, thông lượng, và tỉ lệ lỗi. Cách tiếp cận này giúp giao thức AOMDV đưa ra quyết định chọn đường tối ưu, đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng khác nhau.
IV. Kiểm nghiệm và đánh giá kết quả
Các thử nghiệm mô phỏng được thực hiện để đánh giá hiệu quả của các cải tiến trong giao thức AOMDV. Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ trễ, thông lượng, và tỉ lệ truyền gói thành công. Những cải tiến này không chỉ nâng cao hiệu suất mạng MANET mà còn đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng.
4.1. Kịch bản mô phỏng
Các kịch bản mô phỏng được thiết kế để kiểm tra hiệu năng của giao thức AOMDV trong các điều kiện mạng khác nhau. Các thông số như số lượng nút, tốc độ di chuyển, và mức độ tải được thay đổi để đánh giá hiệu quả của các cải tiến.
4.2. Đánh giá hiệu năng
Các độ đo hiệu năng như độ trễ, thông lượng, và tỉ lệ truyền gói thành công được sử dụng để đánh giá. Kết quả cho thấy giao thức AOMDV cải tiến đạt được hiệu suất cao hơn so với phiên bản gốc.
4.3. Kết quả và đánh giá
Các kết quả mô phỏng cho thấy sự cải thiện rõ rệt về hiệu suất mạng MANET khi áp dụng các cải tiến. Điều này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các phương pháp được đề xuất trong nghiên cứu.
