 . Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận
Với đặc tính có thể hoạt động không phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng, triển khai nhanh, linh hoạt ở mọi vị trí địa hình khác nhau, mạng MANET đang là tâm điểm nghiên cứu đầy triển vọng, sẽ là công nghệ đột phá trong tương lai với nhiều ứng dụng hữu ích vào cuộc sống, thí dụ kết nối mạng truyền thông cho các các vùng mới xảy ra thiên tai hoặc ứng dụng cho lĩnh vực quân sự.
Khóa luận tập trung đi sâu nghiên cứu về mạng MANET, kết hợp phân tích trên lý thuyết cùng thực nghiệm mô phỏng để tìm ra và đánh giá ảnh hưởng sự di động của các nút mạng ở các mức độ khác nhau đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến.
Nội dung cụ thể gồm:
-
Tìm hiểu sâu về mạng MANET, trong đó chủ yếu xem xét tới các giao thức định tuyến.
-
Tìm hiểu sâu về các mô hình chuyển động của nút mạng trong MANET.
-
Xây dựng môi trường mô phỏng, đưa các giao thức định tuyến trong mạng MANET vào mô phỏng thông qua NS-2.
-
Đánh giá ảnh hưởng sự chuyển động của các nút mạng đến hiệu suất của các giao thức định tuyến DSDV, AODV và DSR bằng bộ mô phỏng mạng NS-2. Từ đó đưa ra các nhận xét so sánh giữa ba giao thức.
. Công cụ nghiên cứu chính – NS-2 1.3.1. Giới thiệu về NS-2
NS-2 là phần mềm mô phỏng mạng, hoạt động của nó được điều khiển bởi các sự kiện rời rạc. NS-2 được thiết kế và phát triển theo kiểu hướng đối tượng, được phát triển tại đại học California, Berkely. Bộ phần mềm này được viết bằng ngôn ngữ C++ và OTcl.
Hình 2: Cấu trúc của NS-2
Cấu trúc của NS-2 bao gồm các thành phần được chỉ ra trên Hình 2, chức năng của chúng được mô tả như sau:
-
OTcl Script Kịch bản OTcl
-
Simulation Program Chương trình Mô phòng
-
OTcl Bộ biên dịch Tcl mở rộng hướng đối tượng
-
NS Simulation Library Thư viện Mô phỏng NS
-
Event Scheduler Objects Các đối tượng Bộ lập lịch Sự kiện
-
Network Component Objects Các đối tượng Thành phần Mạng
-
Network Setup Helping Modules Các mô đun Trợ giúp Thiết lập Mạng
-
Plumbling Modules Các mô đun Plumbling
-
Simulation Results Các kết quả Mô phỏng
-
Analysis Phân tích
-
NAM Network Animator Minh họa Mạng NAM
Trong hình 2 trên, NS là Bộ biên dịch Tcl mở rộng hướng đối tượng; bao gồm các đối tượng: Bộ lập lịch sự kiện, các đối tượng thành phần mạng và các mô đun trợ giúp thiết lập mạng.
Để sử dụng NS-2, người dùng lập trình bằng ngôn ngữ kịch bản OTcl. Người dùng có thể thêm các mã nguồn Otcl vào NS-2 bằng cách viết các lớp đối tượng mới trong OTcl. Những lớp này khi đó sẽ được biên dịch cùng với mã nguồn gốc.
Kịch bản OTcl có thể thực hiện những việc sau: Khởi tạo Bộ lập lịch Sự kiện Thiết lập Mô hình mạng dùng các đối tượng thành phần mạng Báo cho nguồn traffic khi nào bắt đầu truyền và ngưng truyền packet trong Bộ lập lịch Sự kiện
Bộ lập lịch Sự kiện trong NS-2 thực hiện những việc sau: Tổ chức Bộ định thời mô phỏng -- Huỷ các sự kiện trong hàng đợi sự kiện -- Triệu gọi các Thành phần mạng trong mô phỏng.
Tùy vào mục đích của người dùng đối với kịch bản mô phỏng OTcl mà kết quả mô phỏng có thể được lưu trữ vào tệp vết (trace file) với khuôn dạng (format) được những người phát triển NS định nghĩa trước hoặc theo khuôn dạng do người sử dụng NS quyết định khi viết kịch bản mô phỏng. Nội dung tệp vết sẽ được tải vào trong các ứng dụng khác để thực hiện phân tích. NS đã định nghĩa 2 loại tệp vết:
-
Nam trace file (file.nam): Chứa các thông tin về tô-pô mạng như: các nút mạng, đường truyền, vết các gói tin; dùng để minh họa trực quan mạng đã thiết lập.
-
Trace file (file.tr): Tệp ghi lại vết của các sự kiện mô phỏng, tệp file dạng text, có cấu trúc, dùng cho các công cụ lần vết và giám sát mô phỏng như: Gnuplot, XGRAPH hay TRACEGRAPH.
Hình 3: Luồng các sự kiện cho file Tcl chạy trong NS-2
1.3.2. Khả năng mô phỏng của NS-2
NS-2 hỗ trợ mô phỏng tốt cho cả mạng có dây và mạng không dây. Bao gồm các ưu điểm nổi bật sau:
-
Khả năng kiểm tra tính ổn định của các giao thức mạng đang tồn tại.
-
Khả năng đánh giá các giao thức mạng mới trước khi đưa vào sử dụng.
-
Khả năng thực thi những mô hình mạng lớn mà gần như ta không thể thực thi được trong thực tế.
-
Khả năng mô phỏng nhiều loại mạng khác nhau.
Trong đó NS-2 có khả năng mô phỏng:
-
Các mô hình mạng: LAN, WLAN, di động, vệ tinh,...
-
Các giao thức mạng như: TCP, UDP...
-
Các dịch vụ nguồn lưu lượng như: FTP, CBR, VBR, Telnet, http...
-
Các kỹ thuật quản lý hàng đợi: Vào trước Ra trước (Drop Tail), Loại bỏ sớm ngẫu nhiễn - RED (Random Early Drop) và Xếp hàng dựa trên sự phân lớp – CBQ (Class-Based Queueing)...
-
Các thuật toán định tuyến như: Dijkstra, Distance Vector, Link State…
-
Các Chuẩn IEEE 802.11, IEEE 802.3,…
-
NS-2 cũng thực thi multicasting và vài giao thức lớp Điều khiển truy cập đường truyền (MAC) đối với mô phỏng LAN.
. Tổ chức của KLTN
Nội dung khóa luận bao gồm bốn chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu về sự ra đời và phát triển của các mạng không dây, trình bày tổng quát về bộ mô phỏng mạng NS-2 và nêu lên được mục tiêu nghiên cứu xuyên suốt trong đề tài khóa luận tốt nghiệp này.
Chương 2: Trình bày các giao thức MAC của mạng LAN và WLAN như giao thức CSMA/CD, CSMA/CA cùng hai chuẩn tương ứng là IEEE 802.3 và IEEE 802.11.
Chương 3: Nêu lên lịch sử hình thành, các đặc điểm chính của mạng MANET, đồng thời mô tả chi tiết về các giao thức định tuyến như DSDV, AODV, DSR, OLSR, TORA và phân loại các kỹ thuật định tuyến khác nhau.
Chương 4: Từ các kết quả thực nghiệm mô phỏng chúng tôi đánh giá ảnh hưởng của sự chuyển động các nút mạng đến hiệu suất của một số giao thức định tuyến trong mạng MANET.
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |
