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

Bài báo này đề xuất một kỹ thuật mới để thu thập và khai phá thông tin dự đoán về chất lượng đường truyền đầu cuối theo cách tiếp cận liên tầng nhằm cải tiến hiệu năng của các giao thức định tuyến đa đường trong mạng Ad hoc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cải tiến hiệu năng giao thức định tuyến đa đường trong mạng AD HOC theo cách tiếp cận liên tầngĐỗ Đình CườngTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ113(13): 53 - 60CẢI TIẾN HIỆU NĂNG GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNGTRONG MẠNG AD HOC THEO CÁCH TIẾP CẬN LIÊN TẦNGĐỗ Đình Cường*Trường ĐH Công nghệ thông tin & Truyền thông – ĐH Thái NguyênTÓM TẮTTrong mạng không dây, phương pháp dự đoán được xem là một kỹ thuật hiệu quả để thu thậpthông tin về khả năng đáp ứng và tính sẵn sàng của mạng. Thời gian trễ và số gói tin mất là haitham số QoS chính của các ứng dụng thời gian thực. Thông thường, các chức năng của tầng MACchỉ có thể dự đoán về các đặc tính của liên kết truyền thông. Bài báo này đề xuất một kỹ thuật mớiđể thu thập và khai phá thông tin dự đoán về chất lượng đường truyền đầu cuối theo cách tiếp cậnliên tầng nhằm cải tiến hiệu năng của các giao thức định tuyến đa đường trong mạng Ad hoc. Kỹthuật thiết kế liên tầng được thực hiện ở đây bằng cách kết hợp giữa tầng ứng dụng và tầng địnhtuyến với mục tiêu chính là cải tiến chất lượng dịch vụ cho các chương trình ứng dụng. Lớp cácứng dụng được sử dụng tuân theo chuẩn ITU G-1000 và giao thức định tuyến đa đường được lựachọn để cải tiến là giao thức AOMDV. Đánh giá hiệu năng được thực hiện trên phần mềm môphỏng NS2.Từ khoá: Mạng Ad hoc, QoS, Chất lượng đường truyền, Thiết kế liên tầng, Định tuyến đa đường.GIỚI THIỆU*Các ứng dụng thời gian thực là một trongnhững dịch vụ chính của mạng Ad hoc. Vấnđề định tuyến vẫn là một trong những thửthách của mạng Ad hoc do tính chất thay đổiđộng của mạng. Đã có nhiều đề xuất đưa ranhằm cải tiến chất lượng dịch vụ (QoS) vàchất lượng kinh nghiệm (QoE) trong mạngAd hoc. Các phương pháp thu thập thông tinvề chất lượng liên kết và tìm đường đi tốtnhất cho các gói tin đã được công bố trongcác tài liệu [3], [4], [5] và [7]. Trong khi đó,các phương pháp thiết kế tiếp cận theo hướngliên tầng để khai phá thông tin tiềm năngnhận được từ các tầng phía dưới đã được côngbố trong các tài liệu [1], [2], [8] và [13]. Bàibáo này đề xuất một kỹ thuật tìm kiếm conđường có đủ tài nguyên thỏa mãn các yêu cầuxác định trước từ một ứng dụng trong mạngAd hoc. Không giống như cách làm của cáctác giả trong [1], [2], [8] và [13], kỹ thuậtkhai phá thông tin được đề xuất ở đây khôngchỉ lấy thông tin từ các tầng phía dưới mà cònlấy cả thông tin từ các tầng phía trên để thựchiện tiến trình định tuyến theo ngữ cảnh vàyêu cầu từ tầng ứng dụng. Các phương pháp*Tel: 0982990908; Email: ddcuong@ictu.edu.vndự đoán trong tầng MAC đã được phát triểntrong [3], [4], [5] và [7] để thu thập thông tinvề chất lượng đường liên kết. Để lấy thông tinvề các đặc tính của ứng dụng, cần có một thiếtkế liên tầng giữa tầng ứng dụng và tầng địnhtuyến. Giao thức định tuyến được lựa chọn đểcải tiến theo hướng này là giao thức AOMDV.Một giao thức định tuyến cân bằng được đềxuất để thỏa mãn yêu cầu từ các lớp ứng dụngkhác nhau. Phần tiếp theo của bài báo được tổchức như sau. Mục 2 sẽ đề xuất về các tiếp cậnthiết kế liên tầng mới để cải tiến giao thứcAOMDV. Mục 3 đưa ra các kết quả cài đặt thửnghiệm. Cuối cùng, các kết luận và hướngphát triển được tổng kết trong Mục 4.ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ LIÊN TẦNG GIỮATẦNG ỨNG DỤNG VÀ TẦNG MẠNGÝ tưởng chính được đề xuất ở đây là khai thácmối tương tác giữa tầng MAC, tầng Địnhtuyến và tầng Ứng dụng để nâng cao hiệunăng định tuyến các ứng dụng thời gian thựctrong mạng Ad hoc. Kiến trúc được đề xuấtbao gồm hai thiết kế liên tầng. Thiết kế thứnhất là phương thức khai thác tầng MAC từtầng Định tuyến để lấy thông tin về chấtlượng đường truyền đầu-cuối. Thiết kế thứhai được sử dụng để cung cấp thông tin vềtầng Ứng dụng. Trên cơ sở các thông tin về53Đỗ Đình CườngTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆtầng MAC và tầng Ứng dụng, giao thức địnhtuyến sẽ lựa chọn đường đi thích hợp nhấtcho các gói tin dữ liệu của chương trình ứngdụng. Đối với tầng MAC truyền thống, thôngtin lấy được thông thường chỉ là thông tin vềchất lượng kênh kết nối với các nút lân cận.Một trường mới có tên là PQ (Path Quality)đã được thêm vào các gói tin trả lời đường(Route Reply) để lấy được toàn bộ thông tinvề đường truyền từ nút nguồn tới nút đích,một thủ tục. Gói tin này được sử dụng trongtiến trình tìm đường từ nút nguồn tới nút đíchtrong giao thức AOMDV. Trường mới thêmnày dùng để chứa thông tin về chất lượngđường truyền dưới dạng thời gian trễ và tỷ lệmất gói tin. Tiếp theo, một thực thể mới cótên là CLME (Cross Layer ManagementEntity) đã được phát triển để phân biệt sựkhác biệt giữa các gói tin của các chươngtrình ứng dụng trong tầng Định tuyến. Thựcthể này được sử dụng để phân lớp các gói tindữ liệu theo yêu cầu QoS của chúng. Theocách tiếp cận mới này, thông tin về chất lượngđường truyền được lấy qua thiết kế liên tầngĐịnh tuyến – MAC trong khi thông tin về cácchương trình ứng dụng được thu thập quathực thể CLME trong thiết kế liên tầng Địnhtuyến - Ứng dụng.Phư ...