slide do an nhu

5/17/2018 Slide do an Nhu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/slide-do-an-nhu 1/26

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG I

TÌM HIỂU VỀ MẠNG VÔ TUYẾN AD-HOC

Giáo viên hướng dẫn : TS. Vũ Văn Thỏa

Sinh viên thực hiện : Hồ Viết Như

Lớp : H09VT7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

Hà Nội: 4/2012



Chương 1. Tổng quan về mạng vô tuyến 1

Chương 2. Mô hình kiến trúc mạng

không dây 802.112

Chương 3. Định tuyến trong mạng

vô tuyến Ad-hoc3

Kết luận 4



Cùng với sự phát triển của mạng có dây truyền thống, mạng không dây cũng

ngày càng được quan tâm, đầu tư nghiên cứu và phát triển. Mạng không dây được chia

thành 2 mô hình: mô hình mạng không dây có cơ sở hạ tầng và mạng không dây không

có cơ sở hạ tầng

Tổng quan về mạng không dây



Tổng quát về các chuẩn mạng không dây

Mạng WPAN: Chuẩn 802.15 với các tốc độ

truyền dữ liệu khác nhau như: 802.15.1 có

tốc độ truyền dữ liệu trung bình, 802.15. 3

có tốc độ truyền dữ liệu cao, 802.15.4 có

tốc độ truyền dữ liệu thấp được IEEE đưa

ra để sử dụng trong mạng WPAN

Mạng WLAN: là mạng cục bộ kết nối hai hay nhiều máy tính với nhau

thông qua việc sử dụng sóng hồng

ngoại hoặc sóng vô tuyến để truyền

dữ liệu. Mạng WLAN có 2 dạng

kiến trúc là: WLAN có cơ sở hạ tầng và WLAN không có cơ sở hạ tầng

Mạng WMAN: là mạng có quy

mô lớn hơn WLAN, có thể bao

phủ một khu đô thị như một thành

phố, một quận, huyện hay một khu

dân cư nào đó. Mạng này sử dụng

công nghệ dành cho mạng diện

rộng có tốc độ truyền dẫn cao vàkhả năng kháng lỗi mạnh.



Thuận lợi Linh động

Hiệu quả trong công việc

Dễ thiết kế và triển khai

Dễ dàng mở rộng Tính bền vững

Tính bảo mật kém hơn trong mạng có dây

Hiệu quả hoạt động của mạng thấp hơn

Chất lượng dịch vụ thấp

Chi phí cho các thiết bị cao

Phạm vi phủ sóng nhỏ

Ưu điểm Nhược điểm



Mạng WLAN có cơ sở hạ tầng và mạng Ad-hoc

Mạng WLAN có cơ sở hạ tầng là mạng

có các node mạng truyền thông với nhau sử dụng một thiết bị trung tâm gọi là AP (Access Point) hay còn gọi là BS

(Base Station)

Mạng không dây di động Ad-hoc là mạng

không dây trong đó các node mạng có thể di

chuyển tự do và không phụ thuộc vào bất kỳ

node mạng hay thiết bị mạng nào. Các node

mạng có thể truyền thông trực tiếp với nhau



Đặc điểm củamạng Ad-hoc

Thiết bị tự trịđầu cuối

Phân chia

hoạt động

Định tuyếnđa đường

Cấu hình động

Dao động về dunglượng liên kết

Tối ưu hóa chothiết bị đầu cuối

Ví dụ về mạng Ad-hoc

Time =t1

Good link:Weak link :

Time =t2

Good link:Weak link:



Theo cách thứcđịnh tuyến

Signal-hop

Multi-hop

Phân loại mạngAd-hoc

Theo chức năng node

Đẳng cấp

Phân cấp

Kết hợp

Ứng dụng của mạng Ad-hoc

Mạng nội bộ

Lĩnh vực quân sự

Lĩnh vực thương mại…



Mô hình kiến trúc mạng không dây so với mô hình OSI

Các chuẩn giao thức IEEE 802 và mô hình OSI Các ứng dụng lớp trên coi các trạm không dây

như các trạm có dây. Trong hình trên, phần trên

của lớp liên kết dữ liệu là tâng liên kết logic có

chức năng che đi sự khác biệt của tầng MAC vàtần v t l iữa m n khôn dâ và có dâ

Chuẩn 802.11 mô tả tầng vật lý và

tầng điều khiển truy cập môi

trường. Tầng vật lý chia làm 2

thành phần là giao thức hội tụ vật lý PLCP và thành phần độc lập

môi trường truyền PMD.



Định dạng của một frame quy định trong

FHSS 802.11 PHY

Lớp vật lýCó hai kỹ thuật trải phổ thông dụng nhất hiện nay được sử dụng tại lớp vật lý

là: kỹ thuật trải phổ nhảy tần FHSS và kỹ thuật trải phổ tuần tự trực tiếp DSSS. Ngoài

ra tầng vật lý còn có thêm kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

Kỹ thuật trải phổ nhảy tần Là kỹ thuật cho phép nhiều mạng không dây có thể cùng tồn tại trong một

vùng phủ sóng bằng cách phân chia cho các mạng sử dụng những dải tần số khác nhau

Một khung theo kỹ thuật FHSS PHY gồm ba

phần chính: Phần giao thức hội tụ vật lý

PLCP mở đầu, phần PLCP header luôn được

truyền đi với tốc độ 1 Mbps, phần payload

chứa dữ liệu của tầng trên cần gửi đi , có thể

sử dụng tốc độ truyền 1 hoặc 2 Mbps



Kỹ thuật trải phổ tuần tự trực tiếp DSSSLà kỹ thuật có tốc độ cao, dễ cài đặt, khả năng chống nhiễu mạnh và không ảnh

hưởng bởi đặc tính truyền sóng theo nhiều đường.

Các kênh và dải tần số hoạt động trùng nhau

đáng kể

• Mỗi kênh trong DSSS là một dải tần

số liên tục rộng 22MHz, có tần số sóng

mang cách nhau 3MHz



Trong cùng một khu vực vật lý,

các kênh được bố trí cách nhau 5

kênh để tránh nhiễu hệ thống

Các kênh không xung đột nhau khi ở cùng một khu vực

Định dạng của một frame quy định trong DSSS 802.11

Định dạng của một khung theo

chuẩn DSSS gồm ba phần như

FHSS: PLCP mở đầu, PLCP

header và payload



Kỹ thuật OFDM

Để khắc phục nhược điểm của FDM thì OFDM trải dữ liệu cần truyền trên

nhiều sóng mang, các sóng mang này trực giao với nhau. Công nghệ OFDM hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao và tăng hiệu quả quang phổ

Các sóng mang con trực giao trong miền tần số



Lớp điều khiển truy cập môi trường truyền MAC

Giao thức truy cập CSMA/CA

Tầng MAC và tầng vật lý theo chuẩn 802.11

Định nghĩa các khoảng thời gian truy cậpmôi trường truyền

Trong mạng WLAN có ba phương

thức truy cập chính là:

• Đa truy cập cảm nhận sóng mang

tránh xung đột CSMA/CA

• Chức năng cộng tác phân tánDCF

• Chức năng cộng tác điểm PCF

• SIFS (khoảng thời gian ngắn): Ưu

tiên cho ACK, CTS, tín hiệu trả lời

• PIFS: khoảng thời gian giữa các

dịch vụ dùng PCF có AP

•

DIFS: Ưu tiên thấp nhất dùng chodịch vụ dữ liệu không đồng bộ



Minh họa về khoảng tranh chấp truy cập CSMA/CA

Minh họa về giao thức truy cập CSMA/CA với 5 trạm



Gửi dữ liệu unicast theo CSMA/CA Gửi dữ liệu unicast theo DFWMAC

Phân mảnh gói tin dữ liệu unicast theo DFWMAC



Chức năng phối hợp phân tán

DCF sử dụng giao thức CSMA/CA

DCF sử dụng gói tin RTS/CTS



DCF sử dụng gói tin RTS/CTS để giải quyết vấn đề Hidden Terminal

Hiện tượng đầu cuối ẩn

Hiện tượng đầu cuối ẩn Giải quyết hiện tượng đầu cuối ẩn

Hiện tượng trạm cuối lộ

Hiện tượng trạm cuối lộ Giải quyết hiện tượng trạm cuối lộ



Chức năng phối hợp theo điểm PCF

Chức năng này đòi hỏi phải có một điểm truy cập để kiểm soát quá trình truycập môi trường truyền và quản lý các trạm trong mạng không dây. Vì vậy kỹ thuật nàyko được sử dụng trong mạng Ad-hoc

Chu kỳ hoạt động của PCF



Yêu cầu đối với thuật toán định tuyến trong mạng Ad-hoc Phù hợp với tính động của topo mạng và các liên kết bất đối xứng

Hoạt động phân tán

Tính toán đến vấn đề năng lượng và băng thông của mạng

Tránh hiện tượng lặp định tuyến

Thiết lập những vùng mạng nhỏ

Bảo mật

Phân loại các giao thức định tuyến

Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng Ad -hoc



1

Định tuyến điều khiển theo

bảng ghi: Duy trì thông tinđịnh tuyến cập nhật liên tục

từ các node mạng đến mọi node mạng khác nhờ sử

dụng một hay nhiều bảng

ghi để lưu trữ thông tin định

tuyến. Phát quảng bá các

thông tin cập nhật định

tuyến qua mạng để duy trì

tầm kiểm soát mạng liên tục

2

Định tuyến theo yêu cầu

khởi phát từ nguồn: Chỉ tạo ra khám phá tuyến khi node

mạng nguồn cần đến. Khi

một node mạng yêu cầu một tuyến đến đích, nó phải khởi đầu môt quá trình khám phá

tuyến. Khi một tuyến được

khám phá và thiết lập từ đó

các dữ liệu có thể được gửi theo tuyến vừa được khám

phá

3

Phương pháp lai ghép: Phân

chia mạng thành vùng, mỗi vùng được quan tâm bởi node trung tâm và node biên.

Định tuyến trong vùng sử

dụng phương pháp định

tuyến theo bảng ghi, định

tuyến ngoài vùng sử dụng

định tuyến theo yêu cầu khởi phát từ nguồn



Định tuyến theo vector khoảng cách tuần tự đích DSDV

Destination Next hop Metric Seq. Nr Install Time Stable Data

A B 2 S406_A T001_D Ptr1_A

B B 1 S218_B T001_D Ptr1_B

C B 2 S564_C T001_D Ptr1_C

D D 0 S710_D T001_D Ptr1_D

E F 2 S392_E T002_D Ptr1_E

F F 1 S076_F T001_D Ptr1_F

G F 2 S128_G T002_D Ptr1_G

H F 3 S050_H T002_D Ptr1_H

Minh họa bảng định tuyến của DSDV



Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector) là giao thức định tuyến dựa trên

thuật toán vector khoảng cách tối thiểu hóa số bản tin quảng bá cần thiết bằng cách tạo

ra các tuyến trên cơ sở theo yêu cầu, ngược với việc duy trì một danh sách hoàn chỉnh

các tuyến như thuật toán DSDV.

Quá trình khám phá tuyến trong AODV



Định tuyến nguồn động DSR Giao thức này gồm hai giai đoạn chính: khám phá tuyến và duy trì tuyến

Định tuyến nguồn động DSR



Trong đồ án này, em đã nghiên cứu về chuẩn mạng không dây 802.11, tập

trung tìm hiểu về mạng tùy biến di động Ad-hoc và các giao thức định tuyến được sử

dụng trong mạng Ad-hoc. Trong khuôn khổ bài thuyết trình, em đã trình bày một số

giao thức định tuyến như: định tuyến vector khoảng cách tuần tự đích DSDV, giao thức

định tuyến AODV và định tuyến nguồn động DSR.

Dựa trên những kết quả ban đầu của đồ án, hướng nghiên cứu và phát triển

tiếp theo của em là:

Đánh giá các giao thức định tuyến qua việc thực hiện mô phỏng

Tìm hiểu về báo hiệu trong mạng Ad-hoc

Nghiên cứu vấn đề bảo mật trong mạng Ad-hoc

Do thời gian còn hạn chế và nền tảng lý thuyết chưa vững nên đồ án còn nhiều

thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý tận tình của các thầy cô và các bạn để đồ án

được hoàn thiện hơn.

slide do an nhu

Documents