Cải tiến hiệu năng giao thức định tuyến đa đường trong mạng AD HOC theo cách tiếp cận liên tầng

Đỗ Đình Cường<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 113(13): 53 - 60<br /> <br /> CẢI TIẾN HIỆU NĂNG GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG<br /> TRONG MẠNG AD HOC THEO CÁCH TIẾP CẬN LIÊN TẦNG<br /> Đỗ Đình Cường*<br /> Trường ĐH Công nghệ thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Trong mạng không dây, phương pháp dự đoán được xem là một kỹ thuật hiệu quả để thu thập<br /> thông tin về khả năng đáp ứng và tính sẵn sàng của mạng. Thời gian trễ và số gói tin mất là hai<br /> tham số QoS chính của các ứng dụng thời gian thực. Thông thường, các chức năng của tầng MAC<br /> chỉ có thể dự đoán về các đặc tính của liên kết truyền thông. Bài báo này đề xuất một kỹ thuật mới<br /> để thu thập và khai phá thông tin dự đoán về chất lượng đường truyền đầu cuối theo cách tiếp cận<br /> liên tầng nhằm cải tiến hiệu năng của các giao thức định tuyến đa đường trong mạng Ad hoc. Kỹ<br /> thuật thiết kế liên tầng được thực hiện ở đây bằng cách kết hợp giữa tầng ứng dụng và tầng định<br /> tuyến với mục tiêu chính là cải tiến chất lượng dịch vụ cho các chương trình ứng dụng. Lớp các<br /> ứng dụng được sử dụng tuân theo chuẩn ITU G-1000 và giao thức định tuyến đa đường được lựa<br /> chọn để cải tiến là giao thức AOMDV. Đánh giá hiệu năng được thực hiện trên phần mềm mô<br /> phỏng NS2.<br /> Từ khoá: Mạng Ad hoc, QoS, Chất lượng đường truyền, Thiết kế liên tầng, Định tuyến đa đường.<br /> <br /> GIỚI THIỆU*<br /> Các ứng dụng thời gian thực là một trong<br /> những dịch vụ chính của mạng Ad hoc. Vấn<br /> đề định tuyến vẫn là một trong những thử<br /> thách của mạng Ad hoc do tính chất thay đổi<br /> động của mạng. Đã có nhiều đề xuất đưa ra<br /> nhằm cải tiến "chất lượng dịch vụ" (QoS) và<br /> "chất lượng kinh nghiệm" (QoE) trong mạng<br /> Ad hoc. Các phương pháp thu thập thông tin<br /> về chất lượng liên kết và tìm đường đi tốt<br /> nhất cho các gói tin đã được công bố trong<br /> các tài liệu [3], [4], [5] và [7]. Trong khi đó,<br /> các phương pháp thiết kế tiếp cận theo hướng<br /> liên tầng để khai phá thông tin tiềm năng<br /> nhận được từ các tầng phía dưới đã được công<br /> bố trong các tài liệu [1], [2], [8] và [13]. Bài<br /> báo này đề xuất một kỹ thuật tìm kiếm con<br /> đường có đủ tài nguyên thỏa mãn các yêu cầu<br /> xác định trước từ một ứng dụng trong mạng<br /> Ad hoc. Không giống như cách làm của các<br /> tác giả trong [1], [2], [8] và [13], kỹ thuật<br /> khai phá thông tin được đề xuất ở đây không<br /> chỉ lấy thông tin từ các tầng phía dưới mà còn<br /> lấy cả thông tin từ các tầng phía trên để thực<br /> hiện tiến trình định tuyến theo ngữ cảnh và<br /> yêu cầu từ tầng ứng dụng. Các phương pháp<br /> *<br /> <br /> Tel: 0982990908; Email: ddcuong@ictu.edu.vn<br /> <br /> dự đoán trong tầng MAC đã được phát triển<br /> trong [3], [4], [5] và [7] để thu thập thông tin<br /> về chất lượng đường liên kết. Để lấy thông tin<br /> về các đặc tính của ứng dụng, cần có một thiết<br /> kế liên tầng giữa tầng ứng dụng và tầng định<br /> tuyến. Giao thức định tuyến được lựa chọn để<br /> cải tiến theo hướng này là giao thức AOMDV.<br /> Một giao thức định tuyến cân bằng được đề<br /> xuất để thỏa mãn yêu cầu từ các lớp ứng dụng<br /> khác nhau. Phần tiếp theo của bài báo được tổ<br /> chức như sau. Mục 2 sẽ đề xuất về các tiếp cận<br /> thiết kế liên tầng mới để cải tiến giao thức<br /> AOMDV. Mục 3 đưa ra các kết quả cài đặt thử<br /> nghiệm. Cuối cùng, các kết luận và hướng<br /> phát triển được tổng kết trong Mục 4.<br /> ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ LIÊN TẦNG GIỮA<br /> TẦNG ỨNG DỤNG VÀ TẦNG MẠNG<br /> Ý tưởng chính được đề xuất ở đây là khai thác<br /> mối tương tác giữa tầng MAC, tầng Định<br /> tuyến và tầng Ứng dụng để nâng cao hiệu<br /> năng định tuyến các ứng dụng thời gian thực<br /> trong mạng Ad hoc. Kiến trúc được đề xuất<br /> bao gồm hai thiết kế liên tầng. Thiết kế thứ<br /> nhất là phương thức khai thác tầng MAC từ<br /> tầng Định tuyến để lấy thông tin về chất<br /> lượng đường truyền đầu-cuối. Thiết kế thứ<br /> hai được sử dụng để cung cấp thông tin về<br /> tầng Ứng dụng. Trên cơ sở các thông tin về<br /> 53<br /> <br /> Đỗ Đình Cường<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> tầng MAC và tầng Ứng dụng, giao thức định<br /> tuyến sẽ lựa chọn đường đi thích hợp nhất<br /> cho các gói tin dữ liệu của chương trình ứng<br /> dụng. Đối với tầng MAC truyền thống, thông<br /> tin lấy được thông thường chỉ là thông tin về<br /> chất lượng kênh kết nối với các nút lân cận.<br /> Một trường mới có tên là PQ (Path Quality)<br /> đã được thêm vào các gói tin trả lời đường<br /> (Route Reply) để lấy được toàn bộ thông tin<br /> về đường truyền từ nút nguồn tới nút đích,<br /> một thủ tục. Gói tin này được sử dụng trong<br /> tiến trình tìm đường từ nút nguồn tới nút đích<br /> trong giao thức AOMDV. Trường mới thêm<br /> này dùng để chứa thông tin về chất lượng<br /> đường truyền dưới dạng thời gian trễ và tỷ lệ<br /> mất gói tin. Tiếp theo, một thực thể mới có<br /> tên là CLME (Cross Layer Management<br /> Entity) đã được phát triển để phân biệt sự<br /> khác biệt giữa các gói tin của các chương<br /> trình ứng dụng trong tầng Định tuyến. Thực<br /> thể này được sử dụng để phân lớp các gói tin<br /> dữ liệu theo yêu cầu QoS của chúng. Theo<br /> cách tiếp cận mới này, thông tin về chất lượng<br /> đường truyền được lấy qua thiết kế liên tầng<br /> Định tuyến – MAC trong khi thông tin về các<br /> chương trình ứng dụng được thu thập qua<br /> thực thể CLME trong thiết kế liên tầng Định<br /> tuyến - Ứng dụng.<br /> Phương pháp thu thập thông tin về chất<br /> lượng đường truyền<br /> Đối với tầng MAC truyền thống, mỗi nút chỉ có<br /> thể lấy thông tin về chất lượng liên kết trực tiếp<br /> với các nút lân cận từ tầng Vật lý. Chất lượng<br /> của một đường đầu cuối lại phụ thuộc vào chất<br /> lượng của tất cả các liên kết trực tiếp của nó. Để<br /> cung cấp thông tin về chất lượng đường truyền<br /> đầu cuối, một phương pháp thiết kế liên tầng<br /> Định tuyến – MAC đã được đề xuất.<br /> Chất lượng của liên kết trực tiếp do tầng<br /> MAC dự đoán bằng kỹ thuật cảm nhận môi<br /> trường truyền không dây từ nút hiện tại tới<br /> các nút lân cận. Mỗi nút sẽ thực hiện việc dự<br /> đoán chất lượng liên kết trực tiếp và lưu<br /> thông tin này vào bảng láng giềng của mình.<br /> Để lưu thông tin về chất lượng liên kết trực<br /> tiếp, ta bổ sung thêm hai trường mới là bảng<br /> láng giềng của mỗi nút. Một trường lưu thông<br /> tin về độ trễ liên kết và trường kia lưu thông<br /> 54<br /> <br /> 113(13): 53 - 60<br /> <br /> tin về tỷ lệ mất gói tin trên liên kết. Vì Ad hoc<br /> là loại mạng thay đổi động dựa trên môi<br /> trường truyền không dây nên phương pháp dự<br /> đoán được sử dụng ở đây là phương pháp<br /> WLSR [10]. Trong phương pháp này, mỗi nút<br /> mạng sẽ lưu trữ các giá trị đo được trong quá<br /> khứ và sử dụng chúng để dự đoán chất lượng<br /> liên kết trực tiếp trong tương lai. Thuật toán<br /> dự đoán WLSR sử dụng trọng số cho các giá<br /> trị đo được trong quá khứ. Nó nhận tham số<br /> đầu vào là một cửa sổ các kết quả đo được<br /> của một độ đo QoS cho trước và dự đoán giá<br /> trị tiếp theo của độ đo này. Trong cài đặt thử<br /> nghiệm của bài báo này, hai giá trị đo được<br /> trong quá khứ sẽ được sử dụng để dự đoán kết<br /> quả trong tương lai. Với giả định thông tin đo<br /> được gần nhất là thông tin có giá trị nhất khi<br /> dự đoán giá trị tiếp theo nên độ đo QoS của<br /> liên kết trực tiếp thứ i tại thời điểm t trong<br /> tương lai được xác định như sau:<br /> Mt,i = Mt-1,i x wt-1 + Mt-2,i x wt-2<br /> Với wt-1 = 0,7 và wt-2 = 0,3<br /> Trong công thức trên, Mt-1,i và Mt-1,i là các giá<br /> trị đo được trong quá khứ của liên kết trực<br /> tiếp thứ i. wt-1 và wt-2 là trọng số của các giá<br /> trị đo được này.<br /> Để lấy thông tin về chất lượng liên kết trực<br /> tiếp, mỗi một nút sẽ dự đoán về độ đo thời<br /> gian trễ và tỷ lệ mất gói tin của các liên kết<br /> với các nút láng giềng của nó. Khi một nút<br /> nguồn cần truyền thông với một nút đích, nó<br /> sẽ khởi động tiến trình tìm đường bằng cách<br /> gửi gói tin yêu cầu đường RREQ. Tiến trình<br /> tìm đường sẽ thực hiện tìm kiếm nhiều con<br /> đường song song từ nút nguồn tới nút đích.<br /> Khi nút đích nhận được gói tin yêu cầu đường<br /> RREQ, nó sẽ sinh ra gói tin trả lời đường<br /> RREP rồi truyền lại cho nút nguồn. Gói tin<br /> RREP này được bổ sung thêm trường mới là<br /> trường chất lượng đường truyền (PQ) để<br /> mang thông tin về chất lượng đường truyền<br /> đầu cuối. Trường PQ này có hai trường con<br /> để chứa thông tin về thời gian trễ và tỷ lệ mất<br /> gói tin của đường truyền đầu cuối. Nút đích<br /> sẽ thiết lập giá trị ban đầu cho hai trường con<br /> này và các nút trung gian trong quá trình<br /> truyền gói tin quay trở lại nguồn cùng với nút<br /> nguồn sẽ cập nhật giá trị của hai trường này.<br /> <br /> Đỗ Đình Cường<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Giá trị của mỗi trường con của trường PQ sẽ<br /> được cập nhật theo độ đo tương ứng. Độ đo<br /> thời gian trễ của đường truyền đầu-cuối là độ<br /> đo được tính bằng tổng các thời gian trễ của<br /> từng liên kết có trong đường truyền. Khi nhận<br /> được một một gói tin RREP mỗi nút sẽ tính<br /> giá trị độ trễ dự đoán liên kết của mình sau đó<br /> cộng với giá trị hiện tại của trường con chứa<br /> thông tin về thời gian trễ rồi cập nhật kết quả<br /> vào trường này. Công việc này cũng được<br /> thực hiện tương tự trên trường con chứa thông<br /> tin về tỷ lệ mất gói tin nhưng công thức tính<br /> tỷ lệ mất gói tin là phép nhân chứ không phải<br /> là phép cộng. Vì vậy tỷ lệ mất gói tin của một<br /> đường truyền đầu-cuối sẽ bằng tích của các<br /> giá trị tỷ lệ mất gói tin của từng liên kết thành<br /> phần có trong đường truyền.<br /> Trên cơ sở các thông tin thu được trong<br /> trường PQ, nút nguồn sẽ lựa chọn đường đi<br /> tốt nhất cho các gói tin dữ liệu của một ứng<br /> dụng nào đó. Sau khi thu thập thông tin về<br /> chất lượng đường truyền, tầng Định tuyến cần<br /> thu thập thông tin về lớp ứng dụng để nâng<br /> cao hiệu năng định tuyến cho các ứng dụng<br /> thời gian thực. Để thực hiện công việc này,<br /> thiết kế liên tầng Định tuyến-Ứng dụng sẽ<br /> được sử dụng.<br /> Phương pháp thu thập thông tin về tầng<br /> Ứng dụng<br /> Khi đứng trên tầng Định tuyến, mỗi giao thức<br /> của chương trình ứng dụng đều có thể được<br /> biểu diễn bằng một socket. Trong bài báo này,<br /> cách thiết kế liên tầng Định tuyến-|Ứng dụng<br /> sẽ khai thác thông tin có trong socket của các<br /> gói truyền từ tầng Chuyển vận xuống tầng<br /> Định tuyến. Mỗi socket gồm 3 thuộc tính<br /> chính: miền, loại, và địa chỉ. Trong thực tế, có<br /> hai miền được sử dụng rộng rãi nhất là Unix<br /> và Internet. Bài báo này chỉ hướng tới phạm<br /> vi lớp dịch vụ thuộc miền Internet như VoIP,<br /> FTP, truyền video hoặc trò chơi tương tác.<br /> Trong miền Internet, có hai loại dòng socket<br /> phổ<br /> biến<br /> là<br /> SOCK_DGRAM<br /> và<br /> <br /> 113(13): 53 - 60<br /> <br /> SOCK_STREAM. Giao thức ở tầng Chuyển<br /> vận được sử dụng cho các socket loại<br /> SOCK_STREAM là giao thức tin cậy (giao<br /> thức<br /> TCP).<br /> Đối<br /> với<br /> loại<br /> socket<br /> SOCK_DGRAM, giao thức tầng Chuyển vận<br /> được sử dụng là giao thức không tin cậy và<br /> không hướng kết nối (giao thức UDP). Địa chỉ<br /> của một socket được tổng hợp từ hai thông tin<br /> là địa chỉ IP và số hiệu cổng dịch vụ ứng dụng<br /> trên của nút nguồn hoặc đích. Trong kỹ thuật<br /> được đề xuất ở đây, thông tin được khai thác<br /> chính là thông tin về địa chỉ của socket vì từ số<br /> hiệu cổng dịch vụ, có thể cung cấp thông tin về<br /> yêu cầu QoS của ứng dụng.<br /> Ý tưởng thu thập thông tin từ tầng Ứng dụng<br /> được triển khai bằng thực thể CLME (Cross<br /> Layer Management Entity). Nó được sử dụng<br /> để phân lớp lưu lượng chuyển xuống từ tầng<br /> Chuyển vận theo các yêu cầu QoS. Trên cơ sở<br /> khái niệm socket, thực thể CLME thực hiện<br /> việc trích thông tin về loại lưu lượng từ địa<br /> chỉ socket của chúng. Sau đó CLME sẽ liên<br /> kết mỗi dòng lưu lượng với một lớp được xác<br /> định trước. Thông tin về các lớp phân loại này<br /> sau đó sẽ được truyền tới tầng Định tuyến để<br /> thực hiện cơ chế định tuyến. Chính vì vậy,<br /> thực thể CLME ở đây được đề xuất thiết kế<br /> và đưa vào hoạt động tại vị trí giữa tầng Định<br /> tuyến và tầng Chuyển vận. Hàm<br /> “getsocketport” trong CLME thực hiện công<br /> việc đọc thông tin về số hiệu cổng của socket.<br /> Sau đó CLME sẽ liên kết dòng lưu lượng này<br /> với lớp ứng dụng thích hợp đã được định<br /> nghĩa trước. Cơ chế phân lớp lưu lượng được<br /> đề xuất trong bài báo này sử dung 3 lớp QoS<br /> trên cơ sở các điều kiện chất lượng dịch vụ<br /> được định nghĩa trong chuẩn ITU-G1010 [6]<br /> như trên bảng 1. Sau khi một giao thức định<br /> tuyến đã có thông tin về chất lượng đường<br /> truyền và lớp dữ liệu ứng dụng, nó sẽ lựa<br /> chọn đường đi tốt nhất để định tuyến cho các<br /> gói tin dữ liệu ứng dụng.<br /> <br /> Bảng 1. Các tham số phân lớp dòng dữ liệu ứng dụng<br /> Loại ngưỡng<br /> Lớp 1<br /> Lớp 2<br /> Ngưỡng thời gian trễ (delay)<br /> 150 ms<br /> 400 ms<br /> Ngưỡng đảo thứ tự gói (jitter)<br /> 1 ms<br /> 1 ms<br /> Ngưỡng mất gói (packet loss)<br /> 3%<br /> 1%<br /> Ngưỡng tốc độ dữ liệu (data rate)<br /> 4 Kbit/s<br /> 16 Kbit/s<br /> <br /> Lớp 3<br /> 4 ms<br /> Không áp dụng<br /> 0%<br /> 20 Kbit/s<br /> 55<br /> <br /> Đỗ Đình Cường<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Tiến trình định tuyến<br /> Để cải tiến hiệu năng định tuyến cho các lớp<br /> dữ liệu ứng dụng khác nhau trong mạng Ad<br /> hoc, giao thức định tuyến được đề xuất trong<br /> bài báo này được đặt tên là ABRP (Advanced<br /> Balanced Routing Protocol). Trên cơ sở giao<br /> thức định tuyến gốc là AOMDV [11], giao<br /> thức ABRP được đề xuất ở đây đưa ra các kỹ<br /> thuật cân bằng định tuyến đa đường theo các<br /> thông tin đầu vào là chất lượng đường truyền<br /> và loại lớp dữ liệu ứng dụng.<br /> Trong giao thức AODMV, một nút nguồn có<br /> thể thiết lập nhiều con đường không lặp tới<br /> một nút đích trong một tiến trình khám phá<br /> đường. Nút nguồn sau đó sẽ lựa chọn con<br /> đường ngắn nhất (số chặng ít nhất) để chuyển<br /> tiếp các gói tin dữ liệu. Các cải tiến giao thức<br /> AODMV trong giao thức mới ABRP được<br /> mô tả như sau:<br /> Nút nguồn nhận gói tin RREP từ nút đích, cập<br /> nhật giá trị trường PQ và bảng định tuyến của<br /> mình. Trong giao thức ABRP, bảng định tuyến<br /> của mỗi được bổ sung thêm 2 trường mới để<br /> lưu thông tin về chất lượng đường truyền.<br /> Khi nhận được nhiều gói RREP được gửi đi<br /> từ cùng 1 nút đích theo các con đường khác<br /> nhau, nút nguồn thực hiện việc sắp xếp các<br /> con đường này theo một hàm lượng giá có tên<br /> là PQF (Path Quality Function). Hàm PQF sử<br /> dụng phương pháp tính trọng số theo [9] như<br /> sau: Giá trị hàm PQF của một con đường thứ<br /> i là giá trị tổng của hàm trọng số tỷ lệ mất gói<br /> tin và hàm trọng số thời gian trễ. Công thức<br /> này được biểu diễn như sau:<br /> PQFi = wd ×<br /> <br /> Dth<br /> P<br /> + w p × th<br /> Di<br /> Pi<br /> <br /> Ở đây, Pi là tỷ lệ mất gói tin được dự đoán, Di<br /> là thời gian trễ dự đoán của đường truyền từ<br /> nút nguồn tới nút đích. Pth và Dth là các ngưỡng<br /> tương ứng của thời gian trễ và tỷ lệ mất gói tin<br /> trong Bảng 1. wp và wd là trọng số tương ứng<br /> của tỷ lệ mất gói tin và thời gian trễ.<br /> Giá trị trọng số được xác định theo lớp lưu<br /> lượng. Tham số nào có giá trị trọng số càng<br /> cao thì nó càng quan trọng đối với lưu lượng<br /> gói tin. Ta giả định rằng với lớp 1, tham số<br /> 56<br /> <br /> 113(13): 53 - 60<br /> <br /> thời gian trễ là quan trọng hơn các tham số<br /> khác. Với lớp 2, tham số thời gian trễ và tỷ lệ<br /> mất gói tin có trọng số bằng nhau các tham số<br /> này là không quan trọng với các ứng dụng<br /> thuộc lớp này. Với lớp 3, tham số về tỷ lệ mất<br /> gói tin là quan trọng hơn tham số thời gian trễ<br /> bởi vì các ứng dụng lớp này không chấp nhận<br /> lỗi xảy ra. Phương pháp APH được đề xuất<br /> trong [13] được sử dụng ở đây để tính các<br /> trọng số wp và wd cho mỗi lớp và cách đánh<br /> giá độ quan trọng của các tham số cho mỗi<br /> lớp lưu lượng được thực hiện theo [12].<br /> Trên cơ sở thông tin về lớp ứng dụng do thực<br /> thể CLME thu thập được, giao thức ABPR<br /> thực hiện việc tính toán giá trị PQF của các<br /> con đường khác nhau theo các trọng số thích<br /> hợp. Trên cơ sở các yêu cầu từ chương trình<br /> ứng dụng, cùng một con đường có thể có<br /> nhiều trọng số khác nhau cho mỗi một lớp<br /> ứng dụng.<br /> Khi các con đường tìm được đã được sắp xếp<br /> theo giá trị PQF, giao thức ABRP thực hiện<br /> việc phân loại các con đường theo độ bền của<br /> chúng. Độ bền của một con đường được tính<br /> dựa vào thời gian con đường xuất hiện trong<br /> bảng định tuyến. Bảng định tuyến của mỗi nút<br /> sẽ được bổ sung thêm một trường để lưu độ<br /> bền của con đường. Mỗi khi tiến trình cập<br /> nhật bảng định tuyến diễn ra, nếu con đường<br /> còn xuất hiện trong bảng định tuyến thì giá trị<br /> độ bền của con đường sẽ được tăng lên 1 đơn<br /> vị. Con đường nào có giá trị độ bền càng cao<br /> thì được xem là càng bền vững.<br /> Sau khi tìm đường và thực hiện các thủ tục ở<br /> trên, chỉ có tối đa là 3 con đường tới cùng một<br /> đích sẽ được cài đặt vào bảng định tuyến. Con<br /> đường có độ bền lớn nhất sẽ được lựa chọn là<br /> con đường chính và 2 con đường còn lại là<br /> các đường dự phòng. Các đường dự phòng<br /> chỉ được sử dụng khi đường chính bị xóa<br /> hoặc bị lỗi.<br /> Nếu 2 con đường đều có cùng giá trị PQF và<br /> độ bền, trong tiến trình chọn đường, con đường<br /> nào tối ưu hơn đối với lớp lưu lượng đầu vào<br /> sẽ được lựa chọn để thực hiện việc định tuyến.<br /> Nếu lưu lượng dữ liệu thuộc lớp 1 hoặc lớp 2<br /> thì con đường có giá trị thời gian trễ thấp hơn<br /> <br /> Đỗ Đình Cường<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> sẽ được lựa chọn. Nếu lưu lượng dữ liệu thuộc<br /> lớp 3 thì con đường được lựa chọn sẽ là con<br /> đường có tỷ lệ mất gói tin nhỏ hơn.<br /> ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG<br /> Để đánh giá hiệu năng của giao thức ABRP<br /> được đề xuất, tôi đã thực hiện mô phỏng hai<br /> giao thức ABRP và AOMDV. Việc mô phỏng<br /> được thực hiện trên phần mềm NS2. Mỗi kịch<br /> bản mô phỏng được lặp lại 10 lần. Các giá trị<br /> ngẫu nhiên được sử dụng cho mỗi lần mô<br /> phỏng trên cơ sở module sinh số ngẫu nhiên<br /> của NS2. Việc đánh giá được thực hiện trên<br /> các lớp dịch vụ lưu lượng 1 và 2. Các tham số<br /> mô phỏng được trình bày trong Bảng 2.<br /> Bảng 2. Các tham số mô phỏng<br /> Các tham số mô phỏng<br /> Kích cỡ mạng<br /> {10, 20, 30, 40}<br /> Diện tích mô phỏng<br /> 4096m x 4096m<br /> Phạm vi truyền giữa<br /> 250 m<br /> hai nút<br /> Tỷ lệ nút đã hoạt<br /> {20%, 40%, 60%, 80%}<br /> động<br /> Công nghệ tầng Vật<br /> 802.11b<br /> lý/MAC<br /> Mô hình truyền<br /> Shadowing<br /> Mô hình chuyển<br /> Ngẫu nhiên<br /> động<br /> Tốc độ di chuyển<br /> 2 m/s<br /> trung bình<br /> Thời gian mô phỏng<br /> 200 s<br /> Cặp (nguồn, đích)<br /> Ngẫu nhiên<br /> Thời điểm sinh lưu<br /> 10 s<br /> lượng dữ liệu<br /> Lưu lượng Lớp 1 (VoIP)<br /> Mô hình lưu lượng<br /> CBR<br /> Giao thức tầng<br /> UDP<br /> Chuyển vận<br /> Tốc độ dữ liệu<br /> 64 Kbit/s<br /> Trọng số {wd, wp}<br /> {0.6, 0.4}<br /> Lưu lượng Lớp 2 (Video Streaming)<br /> Mô hình lưu lượng<br /> CBR<br /> Giao<br /> thức<br /> tầng UDP<br /> Chuyển vận<br /> Tốc độ dữ liệu<br /> 160 Kbit/s<br /> Trọng số {wd, wp} {0.5, 0.5}<br /> <br /> 113(13): 53 - 60<br /> <br /> Các độ đo dùng để đánh giá<br /> Các độ đo dùng để đánh giá hiệu năng của<br /> giao thức ABRP được đề xuất trong bài báo<br /> này so với giao thức AOMDV bao gồm:<br /> • Thời gian trễ trung bình: Là thời gian trễ<br /> trung bình khi một gói tin được truyền từ<br /> nguồn tới đích. Đơn vị của độ đo này là miligiây (ms).<br /> • Thông lượng: Là tốc độ truyền các gói dữ<br /> liệu. Đơn vị là Kb/s<br /> • Độ ổn định đường: Biểu diễn tính bền vững<br /> của đường trong mạng. Trong khoảng thời<br /> gian mô phỏng là 200 giây với kích thước<br /> mạng là 30, chu kỳ sinh lưu lượng dữ liệu<br /> được sử dụng nằm trong khoảng từ 20 đến<br /> 180 giây.<br /> • Tỷ lệ lỗi định tuyến: Biểu diễn số lượng gói<br /> tin báo lỗi đường (RERR) được sinh ra.<br /> Kết quả mô phỏng<br /> Độ trễ đầu cuối trung bình<br /> Hình 1 biểu diễn thời gian trễ trung bình của<br /> các lưu lượng dữ liệu Lớp 1 và Lớp 2 trong<br /> theo thời gian biến đổi tỷ lệ các nút đã hoạt<br /> động trong mạng có số lượng nút là 30. Theo<br /> kết quả biểu diễn ở Hình 1 thì rõ ràng giao<br /> thức ABRP có thời gian trễ trung bình nhỏ<br /> hơn so với giao thức AOMDV. Thực tế là<br /> giao thức ABRP thực hiện việc chọn đường<br /> để tối ưu thời gian trễ cho mỗi lớp lưu lượng<br /> dữ liệu. Cần chú ý rằng thời gian cần thiết để<br /> ABRP tính toán và xử lý chất lượng cũng như<br /> độ ổn định của các con đường khác nhau so<br /> với AOMDV không ảnh hưởng tới thời gian<br /> trễ trung bình.<br /> <br /> Hình 1. Thời gian trễ đầu-cuối trung bình theo<br /> thời gian biến đổi tỷ lệ các nút đã hoạt động trong<br /> mạng với kích thước mạng là 30 nút và hai lớp lưu<br /> lượng dữ liệu là Lớp 1 và Lớp 2<br /> 57<br /> <br />