tiamo_yuna
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn ThS. Truyền dữ liệu và mạng máy tính -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Giới thiệu tổng quan về mạng Ad hoc đa chặng và hiệu năng của mạng Ad hoc đa chặng. Nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không dây, ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng không dây. Nghiên cứu các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây. Đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng Ad hoc đa chặng. Mô phỏng thử nghiệm và đánh giá các kết quả đạt được
Chương 1 – Giới thiệu .............................................................................................12
1.1 Mạng Ad hoc đa chặng ........................................................................................12
1.2 Hiệu năng của các mạng ad hoc đa chặng ...........................................................13
Chương 2 – Kiến trúc mạng không dây..................................................................15
2.1 Chuẩn 802.11.......................................................................................................15
2.1.1 Tầng vật lý........................................................................................................15
2.1.1.1 Hồng ngoại ....................................................................................................16
2.1.1.2 Trải phổ tuần tự (DSSS).................................................................................16
2.1.1.3 Trải phổ nhảy tần (FHSS) ..............................................................................17
2.1.1.4 Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM).......................................17
2.1.2 Tầng MAC........................................................................................................17
2.1.2.1 Chức năng cộng tác phân tán..........................................................................18
2.1.2.2 Chức năng cộng tác điểm ...............................................................................20
2.1.3 Lý thuyết về thông lượng tối đa ........................................................................20
2.1.3.1 Kỹ thuật truy cập cơ bản ................................................................................21
2.1.3.2 Kỹ thuật truy cập RTS/CTS ...........................................................................22
2.3 Giao thức định tuyến mạng Ad hoc .....................................................................23
2.3.1 Giao thức Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV) .............................24
2.3.2 Giao thức Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) .................................24
2.3.3 Giao thức Dynamic Source Routing (DSR).......................................................26
2.3.4 Giao thức Zone Routing Protocol (ZRP) ...........................................................26
2.3.5 Kết luận về các giao thức định tuyến trong mạng ad hoc...................................28
Chương 3 – Các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây.................29
3.1 Các vấn đề ở tầng MAC.......................................................................................29
3.1.1 Vấn đề EIFS......................................................................................................29
3.1.2 Vấn đề trạm ẩn..................................................................................................31
3.2 Vấn đề ở tầng liên kết ..........................................................................................32
3.2.1 Vấn đề với lập lịch FIFO...................................................................................32
3.2.2 Vấn đề với lập lịch RR......................................................................................33
Chương 4 – Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng ad hoc đa
chặng ........................................................................................................................34
4.1 Lập lịch có điều khiển dựa trên xác suất với hàng đợi Round Robin ....................34
4.1.1 Thuật toán 1: Điều khiển số lượng các gói tin đầu vào của hàng đợi .................35
4.1.2 Thuật toán 2: Điều khiển lượt các hàng đợi đang được đọc ...............................35
4.1.3 Thuật toán 3: Điều khiển số lượng các gói tin đầu ra của hàng đợi....................35
4.2 Mô hình xuyên tầng điều khiển cửa sổ tranh chấp trong mạng ad hoc đa chặng ..36
4.2.1 CS Flow Estimation Module .............................................................................37
4.2.2 TX Flow Estimation Module.............................................................................38
4.2.3 Utilization Estimation Module ..........................................................................38
4.2.4 Queue Estimation Module.................................................................................39
4.2.5 CW Monitor Module.........................................................................................39
4.2.6 Module Set I .....................................................................................................40
4.2.7 Module Set II ....................................................................................................40
4.2.8 Định nghĩa tính công bằng trên mỗi luồng.........................................................41
Chương 5 – Mô phỏng và phân tích kết quả ..........................................................43
5.1 Kịch bản 1: The Large-EIFS Topology ................................................................44
5.2 Kịch bản 2: The Three-Pair Topology..................................................................46
5.3 Kịch bản 3: The Long Station Chain Topology.....................................................48
5.4 Kịch bản 4: The Grid Topology............................................................................50
5.5 Kịch bản 5: The Random Topology......................................................................52
5.6 Kịch bản 6: The Large-EIFS Topology (dữ liệu TCP) ..........................................53
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .......................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................55
PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN DÙNG ĐỂ MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN..................58
11
MỞ ĐẦU
Ngày nay, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến. Ưu điểm của mạng
không dây là tính di động và sự giải phóng khỏi giới hạn của các kết nối có dây hoặc
cố định. Rất đơn giản để hai hay nhiều máy tính kết nối với nhau nhờ sóng rađiô
nhằm mục đích truyền dữ liệu hay chia sẻ tài nguyên. Tuy nhiên, có rất nhiều công
nghệ phức tạp nằm phía sau mạng không dây, trong đó chất lượng dịch vụ (Quality of
Service – QoS) là một lĩnh vực quan trọng với mục tiêu gia tăng hiệu năng của mạng
không dây.
Trong luận văn này, tui tập trung nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các
giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không
dây, chủ yếu tập trung vào các ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng
không dây. Trong các thành phần của mạng không dây, chuẩn IEEE 802.11 đóng vai
trò quan trọng nhất, nó bao gồm nguyên lý hoạt động của cả hai tầng MAC và PHY.
Tuy nhiên, chuẩn IEEE 802.11, chuẩn không chính thức cho các mạng không dây ad
hoc hoạt động chưa tốt nếu xét trên các yếu tố trễ (delay), thông lượng (throughput),
và đặc biệt là yếu tố công bằng (fairness) trong các mạng ad hoc đa chặng bất đối
xứng. Tính bất đối xứng ở đây thể hiện qua việc các trạm có những điều kiện khác
nhau về truy cập kênh truyền hay sự khác nhau về số luồng, sự khác nhau về số chặng
đến đích. Để giải quyết vấn đề này, cần xem xét sự tranh chấp ở cả tầng MAC và tầng
liên kết. Thông thường, sẽ có sự đánh đổi giữa việc đảm bảo tính công bằng và hiệu
suất thông lượng, luận văn này sẽ nghiên cứu một mô hình xuyên tầng nhằm đảm bảo
tính công bằng trên mỗi luồng nhưng vẫn duy trì hiệu suất thông lượng tốt.
Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn này được bố cục như sau:
- Chương 1: Giới thiệu.
- Chương 2: Kiến trúc mạng không dây.
- Chương 3: Các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây.
- Chương 4: Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng ad hoc đa
chặng.
- Chương 5: Mô phỏng và đánh giá kết quả.
- Danh sách tài liệu tham khảo.
- Phần phụ lục gồm mã nguồn các kịch bản mô phỏng và xử lý kết quả mô phỏng.
Chương 1 – Giới thiệu
1.1 Mạng Ad hoc đa chặng
Vào năm 1997, Viện Kỹ nghệ điện và điện tử (Institute of Electrical and
Electronics Engineers – IEEE) tạo ra chuẩn WLAN đầu tiên, đó là chuẩn 802.11.
Chuẩn 802.11 [1] này định nghĩa hai chế độ làm việc chính cho các mạng cục bộ
không dây (Wireless Local Area Networks – WLANs): dựa trên hạ tầng cơ sở
(infrastructure based) và không cần hạ tầng cơ sở (infrastructure-less hay ad hoc) [2].
Kiến trúc dựa trên hạ tầng cơ sở là chế độ thường dùng để xây dựng các điểm
truy cập không dây (wifi hostpot) dựa trên một điểm truy cập mạng. Điều trở ngại
với kiểu kiến trúc này là chi phí mua và cài đặt cơ sở hạ tầng, các chi phí loại này có
thể không được chấp nhận trong các môi trường động, ở đó người và/hay các phương
tiện chỉ cần kết nối tạm thời trong một vùng mà không cần một cơ sở hạ tầng truyền
thông sẵn có, ví dụ như trường hợp cứu hộ khi có thảm họa động đất, sóng thần, lúc đó
hạ tầng mạng gần như bị phá hủy hoàn toàn, hay trường hợp các sinh viên trong
chuyến xe bus đi du lịch có nhu cầu muốn chia sẻ tài liệu hay chơi game tương tác
với nhau trong lúc đi trên xe. Trong những trường hợp như vậy, một giải pháp hiệu
quả hơn có thể được cung cấp, đó là chế độ hoạt động không cần hạ tầng cơ sở hay ad
hoc.
Trong mạng ad hoc, kết nối được thiết lập cho khoảng thời gian tương ứng với
một phiên làm việc và không cần trạm cơ sở (base station). Các thiết bị sẽ khám phá
những thiết bị khác ở trong cùng một miền để hình thành nên mạng. Các thiết bị có thể
sẽ tìm kiếm các trạm trong cùng miền bằng cách phát tràn (flooding) các thông điệp
quảng bá mà được chuyển tiếp bởi mỗi trạm. Khi hoạt động ở chế độ này, các trạm
được xem như đóng vai trò một tập dịch vụ cơ sở độc lập (Independent Basic Service
Set – IBSS). Bất kỳ trạm nào ở trong miền phát (transmission range) của trạm khác,
sau một bước đồng bộ hóa, đều có thể bắt đầu truyền thông. Điểm truy cập (Acess
Point – AP) không cần thiết với chế độ mạng này, nhưng nếu một trong số các trạm
đang hoạt động ở chế độ ad hoc có kết nối với mạng có dây, các trạm trong mạng ad
hoc sẽ có truy cập không dây đến Internet.
Mạng ad hoc đa chặng (multi-hop ad hoc networks) [3, 4, 5] là các mạng ad
hoc mà các kết nối của chúng có thể qua nhiều trạm. Các giao thức định tuyến do đó sẽ
cung cấp các kết nối ổn định cho dù các trạm chuyển động liên tục. Mỗi trạm sẽ cố
gắng chuyển tiếp dữ liệu đến các trạm khác, và do đó việc xác định trạm nào chuyển
tiếp dữ liệu được thực hiện tự động dựa trên kết nối mạng. Điều này ngược lại với các
công nghệ mạng truyền thống ở đó một vài trạm được thiết kế trước, thông thường với
các thiết bị phần cứng như router, switch, hub và firewall, sẽ thực hiện nhiệm vụ
chuyển tiếp dữ liệu.
1.2 Hiệu năng của các mạng ad hoc đa chặng [19, 22, 23]
Giao thức MAC trong chuẩn IEEE 802.11 cho việc truy cập đường truyền trong
WLANs là một chuẩn không chính thức (de facto) cho các mạng không dây ad hoc.
Công nghệ 802.11 là một nền tảng tốt để cài đặt các mạng ad hoc đơn chặng (single
hop) bởi tính đơn giản của nó. Tính đơn chặng có nghĩa là các trạm phải ở trong cùng
miền phát (thường từ 100-200 mét) để có thể truyền thông trực tiếp với nhau. Sự hạn
chế đó có thể được khắc phục bởi mạng ad hoc đa chặng.
Trong môi trường mạng ad hoc, các thiết bị di động của người dùng hình thành
nên mạng và chúng phải cộng tác với nhau để cung cấp chức năng thông thường được
cung cấp bởi cơ sở hạ tầng mạng (ví dụ routers, switches, và servers). Cách tiếp cận
này đòi hỏi mật độ người dùng phải đủ lớn để đảm bảo việc chuyển tiếp các gói tin
giữa bên gửi và bên nhận. Nếu mật độ người dùng thấp, mạng có thể trở nên không
hoạt động được. Tuy nhiên, nếu mật độ người dùng cao thì hiệu năng của mạng như độ
trễ, tính công bằng sẽ suy giảm nghiêm trọng. Trong các mạng ad hoc đa chặng, các
trạm cộng tác để chuyển tiếp các gói tin từ các trạm khác qua mạng. Do đó, một trạm
phải truyền đi cả luồng trực tiếp (direct flow), sinh ra bởi chính trạm đó và các luồng
chuyển tiếp (forwarding flows), được sinh ra bởi các trạm hàng xóm, do đó nó chia sẻ
dung lượng kênh truyền với các trạm hàng xóm của nó. Hiệu ứng của sự tranh chấp tại
tầng MAC và tầng liên kết sẽ ảnh hưởng đến hiệu năng của mạng, đặc biệt là sự công
bằng.
Chức năng cộng tác phân tán (Distributed Coordination Function – DCF) là một
kỹ thuật tầng MAC cơ bản trong IEEE 802.11, nó được thiết kế để cung cấp cơ hội
công bằng cho mọi trạm để truyền đi các frames trong ngữ cảnh phân tán. DCF sử
dụng giao thức đa truy cập sử dụng sóng mạng có tránh xung đột (Carrier Sense
Multiple Access with Collision Avoidance – CSMA/CA) với cách truy cập dựa trên kỹ
thuật quay lui hàm mũ nhị phân (Binary Exponential Back-off – BEB). Kỹ thuật BEB
điều khiển tần suất truy cập kênh truyền của mỗi trạm bằng cách chọn ngẫu nhiên một
giá tri quay lui từ một đến CW dựa trên phân phối ngẫu nhiên chuẩn, với CW là kích
thước cửa sổ tranh chấp (Contention Window – CW). Do đó, dường như toàn bộ các
trạm đang tranh chấp sẽ có cùng cơ hội để truy cập kênh truyền được chia sẻ, tuy nhiên,
trong cấu hình mạng đa chặng bất đối xứng, kỹ thuật BEB lại gặp phải vấn đề không
công bằng (unfairness) và lưu lượng thấp (low throughput), đặc biệt trong trường hợp
tải đề xuất (offered load) có lưu lượng lớn.
Kỹ thuật BEB xác định kích thước cửa sổ tranh chấp tương ứng với điều kiện
tắc nghẽn. Kỹ thuật này sẽ nhân đôi giá trị CW sau mỗi lần đụng độ cho đến khi đạt
ngưỡng CWmax và đặt lại (reset) giá trị CW thành CWmin với mỗi lần phát thành công.
Tuy nhiên, kỹ thuật BEB không xem xét các điều kiện khác về các trạm hàng xóm,
thông tin tầng trên,… số luồng trong kênh truyền hay số người dùng trong hệ thống.
Do đó, giá trị CW sau vài lần tắc nghẽn có thể sẽ không phải là giá trị tối ưu cho tính
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Luận văn ThS. Truyền dữ liệu và mạng máy tính -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Giới thiệu tổng quan về mạng Ad hoc đa chặng và hiệu năng của mạng Ad hoc đa chặng. Nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không dây, ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng không dây. Nghiên cứu các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây. Đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng Ad hoc đa chặng. Mô phỏng thử nghiệm và đánh giá các kết quả đạt được
Chương 1 – Giới thiệu .............................................................................................12
1.1 Mạng Ad hoc đa chặng ........................................................................................12
1.2 Hiệu năng của các mạng ad hoc đa chặng ...........................................................13
Chương 2 – Kiến trúc mạng không dây..................................................................15
2.1 Chuẩn 802.11.......................................................................................................15
2.1.1 Tầng vật lý........................................................................................................15
2.1.1.1 Hồng ngoại ....................................................................................................16
2.1.1.2 Trải phổ tuần tự (DSSS).................................................................................16
2.1.1.3 Trải phổ nhảy tần (FHSS) ..............................................................................17
2.1.1.4 Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM).......................................17
2.1.2 Tầng MAC........................................................................................................17
2.1.2.1 Chức năng cộng tác phân tán..........................................................................18
2.1.2.2 Chức năng cộng tác điểm ...............................................................................20
2.1.3 Lý thuyết về thông lượng tối đa ........................................................................20
2.1.3.1 Kỹ thuật truy cập cơ bản ................................................................................21
2.1.3.2 Kỹ thuật truy cập RTS/CTS ...........................................................................22
2.3 Giao thức định tuyến mạng Ad hoc .....................................................................23
2.3.1 Giao thức Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV) .............................24
2.3.2 Giao thức Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) .................................24
2.3.3 Giao thức Dynamic Source Routing (DSR).......................................................26
2.3.4 Giao thức Zone Routing Protocol (ZRP) ...........................................................26
2.3.5 Kết luận về các giao thức định tuyến trong mạng ad hoc...................................28
Chương 3 – Các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây.................29
3.1 Các vấn đề ở tầng MAC.......................................................................................29
3.1.1 Vấn đề EIFS......................................................................................................29
3.1.2 Vấn đề trạm ẩn..................................................................................................31
3.2 Vấn đề ở tầng liên kết ..........................................................................................32
3.2.1 Vấn đề với lập lịch FIFO...................................................................................32
3.2.2 Vấn đề với lập lịch RR......................................................................................33
Chương 4 – Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng ad hoc đa
chặng ........................................................................................................................34
4.1 Lập lịch có điều khiển dựa trên xác suất với hàng đợi Round Robin ....................34
4.1.1 Thuật toán 1: Điều khiển số lượng các gói tin đầu vào của hàng đợi .................35
4.1.2 Thuật toán 2: Điều khiển lượt các hàng đợi đang được đọc ...............................35
4.1.3 Thuật toán 3: Điều khiển số lượng các gói tin đầu ra của hàng đợi....................35
4.2 Mô hình xuyên tầng điều khiển cửa sổ tranh chấp trong mạng ad hoc đa chặng ..36
4.2.1 CS Flow Estimation Module .............................................................................37
4.2.2 TX Flow Estimation Module.............................................................................38
4.2.3 Utilization Estimation Module ..........................................................................38
4.2.4 Queue Estimation Module.................................................................................39
4.2.5 CW Monitor Module.........................................................................................39
4.2.6 Module Set I .....................................................................................................40
4.2.7 Module Set II ....................................................................................................40
4.2.8 Định nghĩa tính công bằng trên mỗi luồng.........................................................41
Chương 5 – Mô phỏng và phân tích kết quả ..........................................................43
5.1 Kịch bản 1: The Large-EIFS Topology ................................................................44
5.2 Kịch bản 2: The Three-Pair Topology..................................................................46
5.3 Kịch bản 3: The Long Station Chain Topology.....................................................48
5.4 Kịch bản 4: The Grid Topology............................................................................50
5.5 Kịch bản 5: The Random Topology......................................................................52
5.6 Kịch bản 6: The Large-EIFS Topology (dữ liệu TCP) ..........................................53
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .......................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................55
PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN DÙNG ĐỂ MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN..................58
11
MỞ ĐẦU
Ngày nay, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến. Ưu điểm của mạng
không dây là tính di động và sự giải phóng khỏi giới hạn của các kết nối có dây hoặc
cố định. Rất đơn giản để hai hay nhiều máy tính kết nối với nhau nhờ sóng rađiô
nhằm mục đích truyền dữ liệu hay chia sẻ tài nguyên. Tuy nhiên, có rất nhiều công
nghệ phức tạp nằm phía sau mạng không dây, trong đó chất lượng dịch vụ (Quality of
Service – QoS) là một lĩnh vực quan trọng với mục tiêu gia tăng hiệu năng của mạng
không dây.
Trong luận văn này, tui tập trung nghiên cứu kiến trúc của mạng không dây, các
giao thức định tuyến tự học (ad hoc), các tầng MAC và tầng PHY trong mạng không
dây, chủ yếu tập trung vào các ảnh hưởng của chúng đến hiệu năng của các mạng
không dây. Trong các thành phần của mạng không dây, chuẩn IEEE 802.11 đóng vai
trò quan trọng nhất, nó bao gồm nguyên lý hoạt động của cả hai tầng MAC và PHY.
Tuy nhiên, chuẩn IEEE 802.11, chuẩn không chính thức cho các mạng không dây ad
hoc hoạt động chưa tốt nếu xét trên các yếu tố trễ (delay), thông lượng (throughput),
và đặc biệt là yếu tố công bằng (fairness) trong các mạng ad hoc đa chặng bất đối
xứng. Tính bất đối xứng ở đây thể hiện qua việc các trạm có những điều kiện khác
nhau về truy cập kênh truyền hay sự khác nhau về số luồng, sự khác nhau về số chặng
đến đích. Để giải quyết vấn đề này, cần xem xét sự tranh chấp ở cả tầng MAC và tầng
liên kết. Thông thường, sẽ có sự đánh đổi giữa việc đảm bảo tính công bằng và hiệu
suất thông lượng, luận văn này sẽ nghiên cứu một mô hình xuyên tầng nhằm đảm bảo
tính công bằng trên mỗi luồng nhưng vẫn duy trì hiệu suất thông lượng tốt.
Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn này được bố cục như sau:
- Chương 1: Giới thiệu.
- Chương 2: Kiến trúc mạng không dây.
- Chương 3: Các vấn đề về tính công bằng trong các mạng không dây.
- Chương 4: Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng ad hoc đa
chặng.
- Chương 5: Mô phỏng và đánh giá kết quả.
- Danh sách tài liệu tham khảo.
- Phần phụ lục gồm mã nguồn các kịch bản mô phỏng và xử lý kết quả mô phỏng.
Chương 1 – Giới thiệu
1.1 Mạng Ad hoc đa chặng
Vào năm 1997, Viện Kỹ nghệ điện và điện tử (Institute of Electrical and
Electronics Engineers – IEEE) tạo ra chuẩn WLAN đầu tiên, đó là chuẩn 802.11.
Chuẩn 802.11 [1] này định nghĩa hai chế độ làm việc chính cho các mạng cục bộ
không dây (Wireless Local Area Networks – WLANs): dựa trên hạ tầng cơ sở
(infrastructure based) và không cần hạ tầng cơ sở (infrastructure-less hay ad hoc) [2].
Kiến trúc dựa trên hạ tầng cơ sở là chế độ thường dùng để xây dựng các điểm
truy cập không dây (wifi hostpot) dựa trên một điểm truy cập mạng. Điều trở ngại
với kiểu kiến trúc này là chi phí mua và cài đặt cơ sở hạ tầng, các chi phí loại này có
thể không được chấp nhận trong các môi trường động, ở đó người và/hay các phương
tiện chỉ cần kết nối tạm thời trong một vùng mà không cần một cơ sở hạ tầng truyền
thông sẵn có, ví dụ như trường hợp cứu hộ khi có thảm họa động đất, sóng thần, lúc đó
hạ tầng mạng gần như bị phá hủy hoàn toàn, hay trường hợp các sinh viên trong
chuyến xe bus đi du lịch có nhu cầu muốn chia sẻ tài liệu hay chơi game tương tác
với nhau trong lúc đi trên xe. Trong những trường hợp như vậy, một giải pháp hiệu
quả hơn có thể được cung cấp, đó là chế độ hoạt động không cần hạ tầng cơ sở hay ad
hoc.
Trong mạng ad hoc, kết nối được thiết lập cho khoảng thời gian tương ứng với
một phiên làm việc và không cần trạm cơ sở (base station). Các thiết bị sẽ khám phá
những thiết bị khác ở trong cùng một miền để hình thành nên mạng. Các thiết bị có thể
sẽ tìm kiếm các trạm trong cùng miền bằng cách phát tràn (flooding) các thông điệp
quảng bá mà được chuyển tiếp bởi mỗi trạm. Khi hoạt động ở chế độ này, các trạm
được xem như đóng vai trò một tập dịch vụ cơ sở độc lập (Independent Basic Service
Set – IBSS). Bất kỳ trạm nào ở trong miền phát (transmission range) của trạm khác,
sau một bước đồng bộ hóa, đều có thể bắt đầu truyền thông. Điểm truy cập (Acess
Point – AP) không cần thiết với chế độ mạng này, nhưng nếu một trong số các trạm
đang hoạt động ở chế độ ad hoc có kết nối với mạng có dây, các trạm trong mạng ad
hoc sẽ có truy cập không dây đến Internet.
Mạng ad hoc đa chặng (multi-hop ad hoc networks) [3, 4, 5] là các mạng ad
hoc mà các kết nối của chúng có thể qua nhiều trạm. Các giao thức định tuyến do đó sẽ
cung cấp các kết nối ổn định cho dù các trạm chuyển động liên tục. Mỗi trạm sẽ cố
gắng chuyển tiếp dữ liệu đến các trạm khác, và do đó việc xác định trạm nào chuyển
tiếp dữ liệu được thực hiện tự động dựa trên kết nối mạng. Điều này ngược lại với các
công nghệ mạng truyền thống ở đó một vài trạm được thiết kế trước, thông thường với
các thiết bị phần cứng như router, switch, hub và firewall, sẽ thực hiện nhiệm vụ
chuyển tiếp dữ liệu.
1.2 Hiệu năng của các mạng ad hoc đa chặng [19, 22, 23]
Giao thức MAC trong chuẩn IEEE 802.11 cho việc truy cập đường truyền trong
WLANs là một chuẩn không chính thức (de facto) cho các mạng không dây ad hoc.
Công nghệ 802.11 là một nền tảng tốt để cài đặt các mạng ad hoc đơn chặng (single
hop) bởi tính đơn giản của nó. Tính đơn chặng có nghĩa là các trạm phải ở trong cùng
miền phát (thường từ 100-200 mét) để có thể truyền thông trực tiếp với nhau. Sự hạn
chế đó có thể được khắc phục bởi mạng ad hoc đa chặng.
Trong môi trường mạng ad hoc, các thiết bị di động của người dùng hình thành
nên mạng và chúng phải cộng tác với nhau để cung cấp chức năng thông thường được
cung cấp bởi cơ sở hạ tầng mạng (ví dụ routers, switches, và servers). Cách tiếp cận
này đòi hỏi mật độ người dùng phải đủ lớn để đảm bảo việc chuyển tiếp các gói tin
giữa bên gửi và bên nhận. Nếu mật độ người dùng thấp, mạng có thể trở nên không
hoạt động được. Tuy nhiên, nếu mật độ người dùng cao thì hiệu năng của mạng như độ
trễ, tính công bằng sẽ suy giảm nghiêm trọng. Trong các mạng ad hoc đa chặng, các
trạm cộng tác để chuyển tiếp các gói tin từ các trạm khác qua mạng. Do đó, một trạm
phải truyền đi cả luồng trực tiếp (direct flow), sinh ra bởi chính trạm đó và các luồng
chuyển tiếp (forwarding flows), được sinh ra bởi các trạm hàng xóm, do đó nó chia sẻ
dung lượng kênh truyền với các trạm hàng xóm của nó. Hiệu ứng của sự tranh chấp tại
tầng MAC và tầng liên kết sẽ ảnh hưởng đến hiệu năng của mạng, đặc biệt là sự công
bằng.
Chức năng cộng tác phân tán (Distributed Coordination Function – DCF) là một
kỹ thuật tầng MAC cơ bản trong IEEE 802.11, nó được thiết kế để cung cấp cơ hội
công bằng cho mọi trạm để truyền đi các frames trong ngữ cảnh phân tán. DCF sử
dụng giao thức đa truy cập sử dụng sóng mạng có tránh xung đột (Carrier Sense
Multiple Access with Collision Avoidance – CSMA/CA) với cách truy cập dựa trên kỹ
thuật quay lui hàm mũ nhị phân (Binary Exponential Back-off – BEB). Kỹ thuật BEB
điều khiển tần suất truy cập kênh truyền của mỗi trạm bằng cách chọn ngẫu nhiên một
giá tri quay lui từ một đến CW dựa trên phân phối ngẫu nhiên chuẩn, với CW là kích
thước cửa sổ tranh chấp (Contention Window – CW). Do đó, dường như toàn bộ các
trạm đang tranh chấp sẽ có cùng cơ hội để truy cập kênh truyền được chia sẻ, tuy nhiên,
trong cấu hình mạng đa chặng bất đối xứng, kỹ thuật BEB lại gặp phải vấn đề không
công bằng (unfairness) và lưu lượng thấp (low throughput), đặc biệt trong trường hợp
tải đề xuất (offered load) có lưu lượng lớn.
Kỹ thuật BEB xác định kích thước cửa sổ tranh chấp tương ứng với điều kiện
tắc nghẽn. Kỹ thuật này sẽ nhân đôi giá trị CW sau mỗi lần đụng độ cho đến khi đạt
ngưỡng CWmax và đặt lại (reset) giá trị CW thành CWmin với mỗi lần phát thành công.
Tuy nhiên, kỹ thuật BEB không xem xét các điều kiện khác về các trạm hàng xóm,
thông tin tầng trên,… số luồng trong kênh truyền hay số người dùng trong hệ thống.
Do đó, giá trị CW sau vài lần tắc nghẽn có thể sẽ không phải là giá trị tối ưu cho tính
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links