Đánh giá một số giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ trong mạng Manet

Đỗ Đình Cường và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 102(02): 51 - 57<br /> <br /> ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG<br /> GIẢM THỜI GIAN TRỄ TRONG MẠNG MANET<br /> Đỗ Đình Cường*, Nguyễn Anh Chuyên<br /> Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Trong những năm gần đây có một hướng tiếp cận mới cho bài toán định tuyến trong mạng<br /> MANET là định tuyến đa đường. Bài báo này trình bày một cách tổng quan về các đặc điểm chính<br /> trong cơ chế hoạt động của một số giao thức định tuyến đa đường mới cho mạng MANET tiếp cận<br /> theo mục tiêu giảm thời gian trễ, sau đó thực hiện việc phân tích, so sánh và đánh giá chúng theo<br /> các tiêu chí về hiệu năng hoạt động, đồng thời chỉ ra hướng cần cải tiến của các giao thức này.<br /> Từ khoá: Mạng MANET, Định tuyến đa đường, Thời gian trễ, Tìm đường, Lựa chọn đường.<br /> <br /> GIỚI THIỆU*<br /> Mạng không dây di động không cấu trúc<br /> (MANET) là một mạng bao gồm tập các nút<br /> di động không có cơ chế quản trị tập trung.<br /> Mạng MANET có khả năng tự cấu hình, tự tổ<br /> chức và tự bảo trì hoạt động của mình, có thể<br /> tương thích với các mạng có hình trạng động.<br /> Tuy nhiên, mỗi nút di động lại có những hạn<br /> chế về tài nguyên như năng lượng nguồn, khả<br /> năng xử lý và bộ nhớ. Cơ chế truyền thông<br /> giữa các nút di động trong mạng MANET là<br /> cơ chế đa chặng. Do đó, thời gian tồn tại của<br /> mỗi nút đi động trong mạng là rất quan trọng.<br /> Việc thiết kế giao thức định tuyến hiệu quả<br /> cho mạng MANET là một bài toán được quan<br /> tâm nhiều trong các nghiên cứu về hệ thống<br /> mạng di động trong thời gian qua.<br /> Có nhiều giao thức định tuyến đơn đường cho<br /> mạng MANET đã được đề xuất và có thể chia<br /> chúng thành hai nhóm chính là các giao thức<br /> “tìm đường trước” và các giao thức “tìm<br /> đường theo yêu cầu”. Các giao thức này đều<br /> chỉ sử dụng duy nhất một con đường tối ưu để<br /> truyền dữ liệu giữa một cặp nút nguồn-đích.<br /> Thông thường đây là con đường ngắn nhất.<br /> Các nghiên cứu trong [1], [2], [10] và [13] đã<br /> chỉ ra rằng, thuật toán tìm đường ngắn nhất<br /> không phải là lựa chọn tốt nhất cho mạng<br /> MANET. Khi thuật toán này được sử dụng,<br /> các nút phân bố xung quanh tâm sẽ phải<br /> truyền lưu lượng dữ liệu định tuyến nhiều hơn<br /> các nút phân bố gần biên của mạng. Điều này<br /> *<br /> <br /> Tel: 0982 990908, Email: ddcuong@ictu.edu.vn<br /> <br /> có thể gây ra tình trạng tắc nghẽn khi có nhiều<br /> kết nối được thiết lập trong mạng làm ảnh<br /> hưởng tới hiệu năng mạng ở khía cạnh thời<br /> gian trễ và thông lượng.<br /> Để giải quyết các hạn chế này, thay vì việc<br /> tìm ra và sử dụng duy nhất một con đường để<br /> truyền dữ liệu, sẽ có nhiều hơn một con<br /> đường được sử dụng đồng thời để truyền dữ<br /> liệu trong các giao thức định tuyến đa đường.<br /> Các giao thức định tuyến đa đường được phân<br /> loại theo mục tiêu tiếp cận của chúng. Trong<br /> số năm nhóm giao thức định tuyến đa đường<br /> đã được phân loại trong [12], bài báo này chỉ<br /> tập trung đánh giá nhóm thứ nhất là nhóm các<br /> giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian<br /> trễ. Nhóm này bao gồm các giao thức: Định<br /> tuyến đường dự phòng [8], định tuyến đa<br /> đường trên cơ sở định tuyến vùng Fresnel<br /> (FZR) [7], định tuyến AODV đa đường với<br /> cơ chế chọn đường theo xác suất (AODVMPSP) [6], định tuyến đa đường có độ ưu tiên<br /> (PRIMAR) [5], định tuyến theo góc địa lý<br /> (BGR) [11] và định tuyến đa đường Split-nsave [4].<br /> Phần còn lại của bài báo được tổ chức như<br /> sau: Mục 2 trình bày về hoạt động chi tiết, ưu<br /> điểm, nhược điểm và các hạn chế của các<br /> giao thức định tuyến đa đường nhằm giảm<br /> thời gian trễ đã nói đến ở trên. Mục 3 thực<br /> hiện việc so sánh phân tích các giao thức đã<br /> đưa ra trên các tham số về hiệu năng. Mục 4<br /> phân tích các nhược điểm cần cải tiến của các<br /> giao thức này và Mục 5 là kết luận của bài báo.<br /> 51<br /> <br /> Đỗ Đình Cường và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG NHẰM GIẢM<br /> THỜI GIAN TRỄ<br /> Phần lớn các giao thức định tuyến đa đường<br /> đều được phát triển từ các giao thức định<br /> tuyến đơn đường truyền thống dành cho mạng<br /> MANET là giao thức DSR[3] và AODV[9].<br /> Tuy nhiên các giao thức DSR và AODV<br /> không có khả năng tương thích cao với các<br /> mạng có kích thước thay đổi thường xuyên.<br /> Vấn đề thay đổi hình trạng mạng dẫn đến tình<br /> trạng làm tăng các gói tin điều khiển, tăng<br /> thời gian trễ, mất độ tin cậy khi truyền dữ liệu<br /> và tốn năng lượng nguồn nuôi các nút di<br /> động. Thời gian trễ lớn khi truyền gói tin giữa<br /> hai điểm đầu-cuối là một vấn đề ảnh hưởng<br /> nhiều tới hiệu năng của các giao thức định<br /> tuyến theo yêu cầu. Nguyên nhân của vấn đề<br /> này là việc lựa chọn đường không hiệu quả,<br /> cân bằng tải không thích hợp và số lượng gói<br /> tin điều khiển lớn.<br /> Mục tiêu chính của những giao thức định<br /> tuyến thuộc nhóm định tuyến đa đường nhằm<br /> giảm thời gian trễ là đảm bảo cân bằng tải dữ<br /> liệu giữa các nút di động sao cho không có<br /> đoạn mạng nào bị tắc nghẽn. Các tác giả<br /> Pham và Perau trong [10] đã chỉ ra rằng nếu<br /> sử dụng định tuyến chọn đường ngắn nhất,<br /> các liên kết gần tâm của mạng phải hoạt động<br /> nhiều hơn so với các liên kết ở gần biên. Do<br /> đó không đảm bảo cân bằng tải dữ liệu giữa<br /> các nút mạng và điều này làm cho thời gian<br /> trễ của các gói tin phải truyền qua tâm của<br /> mạng tăng lên. Để giải quyết vấn đề này các<br /> giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian<br /> trễ dành cho mạng MANET đã được đề xuất.<br /> Giao thức định tuyến đa đường dự phòng<br /> Một cơ chế định tuyến có tên gọi là định<br /> tuyến đa đường dự phòng đã được tác giả Lim<br /> giới thiệu trong [8] nhằm cải thiện hiệu năng<br /> của các mạng sử dụng giao thức TCP ở tầng<br /> Chuyển vận. Tác giả này đã phát biểu rằng<br /> mặc dù giao thức định tuyến đa đường làm<br /> việc tốt với các lưu lượng UDP nhưng khi sử<br /> dụng các lưu lượng TCP, hiệu năng của nó sẽ<br /> bị giảm. Vấn đề giảm hiệu năng này do một<br /> trong các nguyên nhân sau gây nên: thứ nhất<br /> là không ước lượng được một cách chính xác<br /> thời gian truyền một vòng trung bình (RTT)<br /> 52<br /> <br /> 102(02): 51 - 57<br /> <br /> trong định tuyến đa đường bởi vì mỗi một con<br /> đường có một giá trị RTT khác nhau và thứ<br /> hai là các gói tin đi theo các con đường khác<br /> nhau tới đích với thứ tự thay đổi có thể làm<br /> cho nút đích gửi đúp gói báo nhận dẫn tới<br /> việc giảm một cách không cần thiết kích<br /> thước cửa sổ trượt. Để giải quyết vấn đề này,<br /> chỉ có một con đường được sử dụng tại một<br /> thời điểm nhưng vẫn cần duy trì các con<br /> đường dự phòng. Vấn đề quan trọng ở đây<br /> chính là cơ chế lựa chọn đường chính cũng<br /> như lựa chọn một tập các đường dự phòng.<br /> Khác với giao thức DSR, một nút đích chỉ trả<br /> lời hai gói yêu cầu tìm đường. Một gói trả lời<br /> đường chứa đường chính và một gói khác<br /> chứa đường dự phòng. Nút đích sử dụng ba<br /> điều kiện chính để lựa chọn đường: (1) đường<br /> ngắn nhất, (2) đường có thời gian trễ nhỏ nhất<br /> và (3) đường khác biệt nhiều nhất. Đường<br /> ngắn nhất tương tự như đường do giao thức<br /> DSR lựa chọn. Sự kết hợp của ba điều kiện<br /> này sẽ tạo thành nhiều kiểu cơ chế lựa chọn<br /> đường chính và đường dự phòng khác nhau.<br /> Cơ chế lựa chọn thứ nhất thực hiện việc chọn<br /> đường ngắn nhất là đường chính và đường có<br /> độ trễ nhỏ nhất là đường dự phòng. Cơ chế<br /> thứ hai chọn đường có độ trễ ngắn nhất làm<br /> đường chính và đường khác biệt nhiều nhất là<br /> đường dự phòng. Kết quả mô phỏng của<br /> nghiên cứu này đã cho thấy rằng hiệu năng<br /> của mạng đã được tăng lên đối với thông số<br /> độ trễ định tuyến và lượng thông điệp điều<br /> khiển khi các nút di chuyển với tốc độ từ<br /> 10m/s tới 20m/s khi áp dụng định tuyến đa<br /> đường dự phòng so với định tuyến DSR khi<br /> áp dụng cơ chế thứ nhất.<br /> Giao thức định tuyến đa đường trên cơ sở<br /> định tuyến vùng Fresnel<br /> Định tuyến đa đường trên cơ sở định tuyến<br /> vùng Fresnel (FZR) được các tác giả Liang và<br /> Midkiff đề xuất trong [7]. Khái niệm vùng<br /> Fresnel là khái niệm xuất phát từ lý thuyết<br /> truyền sóng áp dụng vào kỹ thuật định tuyến<br /> trong mạng ad-hoc. FZR phân loại các nút<br /> trung gian theo khả năng và hiệu suất chuyển<br /> tiếp gói tin của chúng. Giao thức FZR là giao<br /> thức định tuyến kết hợp giữa kỹ thuật định<br /> tuyến “tìm đường trước” và kỹ thuật định<br /> tuyến “theo yêu cầu”. FZR có thể làm giảm<br /> <br /> Đỗ Đình Cường và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> bớt tắc nghẽn tại các nút trung gian và đạt<br /> được thông lượng tốt hơn tại tầng Chuyển<br /> vận. Nó sử dụng độ đo số chặng trong quá<br /> trình xây dựng vùng. Xét một nút nguồn S và<br /> một nút đích D trong mạng. Khoảng cách<br /> ngắn nhất tính theo số chặng giữa S và D là L.<br /> Nếu có một con đường ngắn nhất từ S tới D<br /> qua một nút trung gian có L+n-1 chặng thì nút<br /> này thuộc vào vùng thứ n và con đường này<br /> được gọi là con đường thứ n. Trong FZR, mỗi<br /> một nút phải duy trì một bảng khoảng cách.<br /> Để xây dựng và duy trì bảng này, nút di động<br /> sử dụng các gói tin Hello. Khi một nút nhận<br /> được một gói tin Hello, nó sẽ cập nhật bảng<br /> khoảng cách của mình. Khi bảng khoảng cách<br /> được truyền qua mạng, mỗi nút sẽ cập nhật<br /> bảng khoảng cách của mình và xác định con<br /> đường thứ nhất. FZR xác định con đường thứ<br /> hai theo kiểu “tìm đường theo yêu cầu”. Khi<br /> có một nút nằm trong vùng thứ nhất khởi tạo<br /> tiến trình tìm đường bằng gói tin yêu cầu<br /> đường, gói tin này sẽ được quảng bá tới các<br /> nút láng giềng thuộc vùng thứ hai. Ta gọi nút<br /> thuộc vùng thứ hai nhận gói tin yêu cầu<br /> đường đầu tiên là nút láng giềng một chặng.<br /> Nút một chặng sẽ tiếp tục quảng bá gói tin<br /> này tới các nút láng giềng của nó. Khi một nút<br /> tiếp theo nằm trong vùng thứ hai nhận được<br /> gói tin yêu cầu đường từ nút một chặng, nó sẽ<br /> là nút hai chặng. Nút hai chặng này sẽ gửi gói<br /> tin trả lời đường cho nút nguồn qua nút láng<br /> giềng một chặng. Nút láng giềng một chặng<br /> sẽ ghi lại con đường chuyển tiếp qua nút 2<br /> chặng vào bảng định tuyến của mình và<br /> chuyển tiếp gói tin trả lời đường tới nút<br /> nguồn. Khi đó nút nguồn sẽ ghi con đường<br /> này vào bảng định tuyến của mình. Với cơ<br /> chế này, một nút nguồn có thể tìm ra một<br /> hoặc nhiều đường thứ hai. Có thể hình thành<br /> nhiều vùng bằng cách sử dụng phương pháp<br /> này nhưng để hạn chế nhiễu, định tuyến FZR<br /> chỉ giới hạn sử dụng con đường thứ nhất và<br /> đường thứ hai. FZR chấp nhận cách tiếp cận<br /> đơn giản khi phân phối dữ liệu qua nhiều<br /> đường. Nếu tồn tại nhiều con đường khác<br /> nhau, FZR sẽ phân phối dữ liệu từng phần<br /> qua tất cả các con đường. Quá trình phân phối<br /> dữ liệu qua nhiều đường có thể điều chỉnh<br /> động tuỳ theo điều kiện về băng thông và tắc<br /> nghẽn của mạng.<br /> <br /> 102(02): 51 - 57<br /> <br /> Giao thức định tuyến AODV đa đường với<br /> cơ chế chọn đường theo xác suất<br /> Giao thức định tuyến đa đường theo yêu cầu<br /> dạng véc tơ khoảng cách với cơ chế chọn<br /> đường theo xác suất (AODVM-PSP) do tác<br /> giả Jing đề xuất trong [6]. Giao thức này là<br /> giao thức mở rộng của giao thức AODVM<br /> [15]. Tiến trình tìm đường của AODVM-DSP<br /> tương tự như AODV [9]. Quá trình thiết lập<br /> nhiều đường tương tự như giao thức<br /> AODVM. Sự khác biệt chính giữa AODVMDSP và AODVM là AODVM-DSP xem xét<br /> đến yếu tố độ trễ dọc theo con đường khi đưa<br /> ra một quyết định chọn đường. Khi một nút<br /> gửi một gói tin tới đích, gói tin này sẽ chứa<br /> các thông tin về thời gian bắt đầu được truyền<br /> đi. Một nút trung gian hoặc một nút nguồn có<br /> thể ước lượng độ trễ trên cơ sở thông tin này.<br /> Nút nguồn xác định con đường tốt nhất theo<br /> xác suất của con đường đó trên cơ sở độ trễ<br /> khi truyền theo đường này. Xác suất của một<br /> con đường thứ i giữa nút nguồn S và nút đích D<br /> ký hiệu là Pi(S, D) được tính bằng công thức:<br /> <br /> trong đó Ti(S, D) là thời gian trễ khi truyền từ<br /> nút S tới nút D theo con đường thứ i và k là<br /> số lượng các con đường đi từ nút S tới nút D.<br /> Khác với giao thức AODVM, giao thức<br /> AODVM-PSP không tìm kiếm các con đường<br /> khác biệt. Nó cũng không sử dụng các gói tin<br /> nhận biết sự tồn tại của các nút như AODVM.<br /> Vì vậy, tiến trình tìm đường của giao thức<br /> AODVM-PSP không diễn ra thường xuyên<br /> như trong giao thức AODVM và điều này làm<br /> giảm bớt lượng thông tin điều khiển truyền<br /> trong mạng.<br /> Giao thức định tuyến đa đường Split-n-Save<br /> Các tác giả Cha và Lee đã hiệu chỉnh giao<br /> thức AODVM thành giao thức split-n-save<br /> [4] nhằm đạt được hai mục tiêu chính: (1) để<br /> đảm bảo giao thức định tuyến đa đường hoạt<br /> động tốt qua thời gian hoạt động của các nút<br /> và (2) để cân bằng giữa định tuyến và chuyển<br /> tiếp dữ liệu trong mạng. Các tác giả này đã<br /> đặt tên cho hai mục tiêu trên là khả năng sống<br /> 53<br /> <br /> Đỗ Đình Cường và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> của mạng và khả năng đáp ứng của nút. Khả<br /> năng sống của mạng được định nghĩa là số<br /> lượng nút đang hoạt động qua một khoảng<br /> thời gian cho trước. Khả năng đáp ứng của<br /> mạng được định nghĩa là tỷ lệ giữa số lượng<br /> gói tin do nút sinh ra trên số lượng gói tin do<br /> nút chuyển tiếp tới các nút khác. Các tác giả<br /> đã đề xuất một cơ chế phân kênh đơn giản<br /> dành cho việc chuyển đổi lưu lượng giữa các<br /> con đường. Theo cơ chế này, một nút nguồn<br /> sẽ chuyển đường truyền dữ liệu sau khi truyền<br /> k gói tin trên một con đường. Khi k=1, giao<br /> thức sẽ chuyển đường truyền dữ liệu sau mỗi<br /> gói tin được gửi. Khi k=0, nó sẽ sử dụng duy<br /> nhất một con đường cho đến khi đường này bị<br /> lỗi. Các kết quả mô phỏng trên cơ sở các giá<br /> trị k khác nhau đã chỉ ra rằng thời gian trễ cho<br /> từng gói tin cao hơn khi k=0 hoặc k=1 so với<br /> các trường hợp k lớn hơn 1. Đối với trường<br /> hợp k=0 hoặc k=1, giá trị thời gian trễ biến<br /> động tương đối rộng còn đối với các trường<br /> hợp k nhận giá trị khác, giá trị thời gian trễ<br /> biến động không nhiều. Từ các kết quả này,<br /> các tác giả đã kết luận rằng với trường hợp<br /> k=0 hoặc k=1, một số ít nút trong mạng phải<br /> đóng vai trò là nút trung tâm giữa các kết nối<br /> khác nhau do đó rất dễ xảy ra hiện tượng tắc<br /> nghẽn dữ liệu tại các nút này. Khi lựa chọn<br /> các giá trị k lớn hơn, xác xuất xảy ra hiện<br /> tượng tắc nghẽn này sẽ giảm đi.<br /> Giao thức định tuyến đa đường có độ ưu tiên<br /> Giao thức định tuyến đa đường có độ ưu tiên<br /> (PRIMAR) được đề xuất bởi Huang và Fang<br /> năm 2005 [5]. Trong giao thức này, nhiều con<br /> đường được lựa chọn giữa nút nguồn và nút<br /> đích phụ thuộc vào loại lưu lượng. Giao thức<br /> này giả định rằng nút nguồn nhận biết được<br /> độ quan trọng của một gói tin khi gửi nó tới<br /> nút đích. Nút nguồn sử dụng một giá trị để<br /> phân loại các gói tin dựa vào độ quan trọng<br /> của nó. Quá trình quyết định đường đi được<br /> tạo ra trên cơ sở sử dụng độ ưu tiên của giá trị<br /> này. Các gói tin có độ ưu tiên thấp hơn sẽ<br /> được truyền trên các con đường dài hơn so<br /> với các gói tin có độ ưu tiên cao. Độ ưu tiên<br /> được gán các giá trị từ 1 tới M với M là độ ưu<br /> tiên cao nhất. Gói tin có độ ưu tiên cao nhất<br /> sẽ được truyền trên con đường tối ưu trong số<br /> 54<br /> <br /> 102(02): 51 - 57<br /> <br /> M con đường. Đường tối ưu được định nghĩa<br /> là đường có độ trễ nhỏ nhất. Mặc dù có M giá<br /> trị độ ưu tiên đã được thiết lập nhưng có thể<br /> có trường hợp số lượng các con đường đầu ra<br /> nhỏ hơn M. Trong trường hợp này độ ưu tiên<br /> cao nhất được thiết lập là m = min(M, K) với<br /> K là tổng số con đường giữa nút nguồn và nút<br /> đích đã tìm được. Sau khi nhận được một gói<br /> tin, một nút sẽ kiểm tra độ ưu tiên của gói tin<br /> và chuyển tiếp gói này tới chặng kế tiếp thích<br /> hợp. Độ trễ đầu-cuối luôn biến đổi trong<br /> mạng không dây vì vậy độ trễ trung bình<br /> được sử dụng để cập nhật bảng định tuyến.<br /> Các nút sẽ cập nhật độ trễ trung bình bằng<br /> cách sử dụng cơ chế báo nhận thuộc tầng<br /> MAC. Tiến trình duy trì đường của giao thức<br /> PRIMAR tương tự như giao thức DSR nhưng<br /> thủ tục duy trì đường của PRIMAR chỉ được<br /> kích hoạt khi có một con đường bị lỗi hoặc có<br /> một con đường không đáp ứng điều kiện về<br /> độ trễ của gói tin. Sự thay đổi này trong tiến<br /> trình duy trì đường cho phép giao thức<br /> PRIMAR đáp ứng được yêu cầu truyền dữ<br /> liệu có độ ưu tiên cao.<br /> Giao thức định tuyến theo góc địa lý<br /> Giao thức định tuyến theo góc địa lý (BGR)<br /> [11] được Popa và các cộng sự giới thiệu<br /> nhằm cải thiện thông số thời gian trễ của hiệu<br /> năng mạng bằng cách sử dụng thông tin về sự<br /> tắc nghẽn trong mạng. Ý tưởng chính của<br /> giao thức BGR là chèn vào mỗi gói tin một<br /> giá trị góc nghiêng bias. Giá trị này xác định<br /> quỹ đạo của con đường tiến về phía đích. Hai<br /> thuật toán điều khiển tắc nghẽnđược sử dụng<br /> trong giao thức BGR là thuật toán thuật toán<br /> tách gói trong mạng IPS và thuật toán tách<br /> gói đầu cuối EPS. Thuật toán IPS phân tách<br /> dòng lưu lượng truyền dữ liệu để tránh khỏi<br /> hiện tượng tắc nghẽn tức thời. Hiện tượng này<br /> xảy ra khi có quá nhiều kết nối cùng được<br /> thiết lập trên một đoạn mạng nào đó. Để tránh<br /> khỏi hiện tượng này, thuật toán IPS phân tách<br /> dòng lưu lượng dữ liệu ngay trước các điểm<br /> tắc nghẽn. Thuật toán này yêu cầu thông tin<br /> về tắc nghẽn phải được định kỳ trao đổi giữa<br /> các nút láng giềng. Nếu thuật toán IPS không<br /> đạt được hiệu quả về giảm tắc nghẽn, thuật<br /> <br /> Đỗ Đình Cường và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> toán EPS sẽ được kích hoạt. Trong trường<br /> hợp của thuật toán EPS, nút nguồn sẽ chia lưu<br /> lượng dữ liệu theo nhiều con đường khác<br /> nhau và do đó giảm được tắc nghẽn. Các kết<br /> quả mô phỏng cho thấy rằng việc kết hợp<br /> giữa thuật toán IPS và thuật toán EPS cải<br /> thiện khá tốt thời gian phân phối gói tin giữa<br /> các nút và do đó làm cho thông lượng của<br /> mạng tăng lên.<br /> ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CÁC GIAO<br /> THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA ĐƯỜNG GIẢM<br /> THỜI GIAN TRỄ<br /> Trên cơ sở mô phỏng các giao thức định<br /> tuyến đa đường và so sánh cơ chế hoạt động<br /> của các giao thức [12], bảng sau đây trong<br /> đưa ra các so sánh về hiệu năng của các giao<br /> thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ:<br /> Nhìn vào bảng trên có thể kết luận rằng<br /> không có giao thức nào là tối ưu đối với mọi<br /> tham số về hiệu năng ngoài tham số về thời<br /> gian trễ. Tuy nhiên với từng trường hợp cụ<br /> thể ta có thể lựa chọn được giao thức phù hợp<br /> nhất. Đối với các mạng có tần suất di chuyển<br /> của các nút mạng và tần suất thay đổi hình<br /> trạng mạng là lớn, nếu chấp nhận được mức<br /> độ tiêu tốn nhiều năng lượng nguồn của các<br /> nút mạng và lượng thông tin điều khiển nhiều<br /> thì giao thức PRIMAR là giao thức tốt nhất.<br /> Đối với các mạng cần dành nhiều băng thông<br /> cho dữ liệu và tần suất di chuyển của các nút<br /> không nhiều đồng thời không yêu cầu quá cao<br /> về độ tin cậy tại tầng mạng thì giao thức định<br /> tuyến đa đường dự phòng là giao thức tối ưu.<br /> Đối với các mạng sử dụng các ứng dụng cần<br /> thời gian hoạt động dài của các nút mạng<br /> trong khi các nút mạng di chuyển nhiều và<br /> <br /> 102(02): 51 - 57<br /> <br /> chấp nhận được tỷ lệ cao giữa số lượng gói<br /> tin điều khiển/ số lượng gói tin dữ liệu thì<br /> giao thức định tuyến Split-N-Save lại là sự<br /> lựa chọn hàng đầu.<br /> MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN CẢI TIẾN TRONG<br /> CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐA<br /> ĐƯỜNG<br /> Mặc dù các giao thức định tuyến đa đường cải<br /> thiện được kỹ thuật phân luồng dữ liệu, độ tin<br /> cậy, độ trễ và khả năng sử dụng hiệu quả<br /> năng lượng nhưng chúng vẫn gặp phải các<br /> vấn đề kỹ thuật sau:<br /> Chọn đường dài hơn: Trong một giao thức<br /> định tuyến đa đường, thông thường các gói<br /> tin di chuyển qua số chặng nhiều hơn so với<br /> giao thức định tuyến chọn đường ngắn nhất.<br /> Do đó, thời gian trễ khi truyền các gói tin sẽ<br /> lớn hơn. Vẫn cần có các thử nghiệm về các kỹ<br /> thuật lựa chọn các con đường truyền dữ liệu<br /> trong các giao thức định tuyến đa đường đã<br /> đề cập để hạn chế việc các giao thức sử dụng<br /> các con đường quá dài.<br /> Gói tin điều khiển đặc biệt: Ngoài các gói<br /> tin điều khiển sử dụng trong cơ chế tìm<br /> đường và duy trì đường, một giao thức định<br /> tuyến đa đường còn sử dụng thêm các gói tin<br /> điều khiển khác. Các gói tin điều khiển này<br /> được nút di động sử dụng để tập hợp các<br /> thông tin về các nút láng giềng để tìm ra các<br /> con đường khác. Chúng có thể chiếm một<br /> phần băng thông quan trọng trong mạng đặc<br /> biệt là đối với các mạng lớn và do đó làm ảnh<br /> hưởng tới hiệu năng của mạng. Vì vậy cần có<br /> những kỹ thuật làm hạn chế số lượng và kích<br /> thước gói tin điều khiển.<br /> <br /> Bảng 1: So sánh các thông số về hiệu năng của các giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ<br /> Giao thức<br /> <br /> Thông tin<br /> điều khiển<br /> <br /> Độ tin cậy<br /> <br /> Độ hiệu quả sử<br /> dụng năng<br /> lượng<br /> <br /> Hỗ trợ tính<br /> di động<br /> <br /> Định tuyến đường dự phòng [8]<br /> <br /> Ít<br /> <br /> Trung bình<br /> <br /> Trung bình<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Định tuyến đa đường Fresnel [7]<br /> <br /> Nhiều<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Cao<br /> <br /> Định tuyến AODVM-PSP [6]<br /> <br /> Nhiều<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Định tuyến PRIMAR [5]<br /> <br /> Nhiều<br /> <br /> Cao<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Cao<br /> <br /> Định tuyến BGR [11]<br /> <br /> Nhiều<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Trung bình<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> Định tuyến Spit-n-Save [4]<br /> <br /> Nhiều<br /> <br /> Trung bình<br /> <br /> Cao<br /> <br /> Thấp<br /> <br /> 55<br /> <br />