Đánh giá hiệu suất của Ad Hoc Routing Protocols sử dụng mô phỏng ns2
Abstract- Một mạng ad hoc là một tập hợp các nút di động không dây tự động
hình thành một mạng tạm thời không sử dụng bất kỳ cơ sở hạ tầng mạng hiện
có hoặc quản trị tập trung. Một số giao thức định tuyến như động Source
Routing (DSR), Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV),
Destination sắp xếp trình tự Distance-Vector (DSDV) và thời Ordered
Routing Algorithm (Tora) đã được thực hiện. Trong dự án này là một nỗ lực
đã được thực hiện để so sánh hiệu suất của hai nổi bật theo yêu cầu giao thức
định tuyến phản ứng cho các mạng di động ad hoc: DSR và AODV, cùng với
các giao thức DSDV chủ động truyền thống. Một mô hình mô phỏng với
MAC và các mô hình lớp vật lý được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác xen
và tác động hiệu quả của họ. Các giao thức theo yêu cầu, AODV và DSR thực
hiện tốt hơn so với bảng điều khiển giao thức DSDV. Mặc dù DSR và AODV
chia sẻ hành vi tương tự theo yêu cầu, sự khác biệt trong cơ chế giao thức có
thể dẫn đến sự khác biệt về hiệu suất đáng kể. Những khác biệt về hiệu suất
được phân tích bằng cách sử dụng khác nhau tải mạng, di động, và kích thước
mạng. Những mô phỏng được thực hiện dựa trên các dự án Monarch Rice đã
thực hiện mở rộng đáng kể với mạng ns-2 giả lập để chạy mô phỏng ad hoc.
1
Mục lục
1. Giới Thiệu
1.1 mạng Infrastructured
1.2 mạng Infrastructureless 3
2. Mô tả các giao thức định tuyến ad-hoc
2.1 Điểm đến sắp xếp trình tự Distance-Vector (DSDV)
2.2 tạm Ordered Routing Algorithm (Tora)
2.3 Năng động Nguồn Routing (DSR)
2.4 Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV)
4
3. Mô phỏng mô hình
3.1 Các giao thông và Mobility Models

B. Phụ lục
1. Tcl Simulation Mã
2. Java Parser Mã 16
1. Giới Thiệu
Mạng không dây là một công nghệ mới nổi, cho phép người dùng truy cập
thông tin và các dịch vụ điện tử, bất kể vị trí địa lý của họ. Các mạng không
dây có thể được phân loại thành hai loại: -
1.1 mạng Infrastructured.
Mạng Infrastructured bao gồm một mạng lưới với các cổng cố định và
không dây. Một loạt điện thoại di động giao tiếp với một cây cầu trong mạng
3
(gọi là trạm gốc) trong vòng bán kính truyền thông. Các đơn vị điện thoại di
động có thể di chuyển về địa lý trong khi nó đang giao tiếp. Khi nó đi ra khỏi
phạm vi của một trạm cơ sở, nó kết nối với trạm gốc mới và bắt đầu giao tiếp
thông qua nó. Điều này được gọi là bàn giao. Trong phương pháp này, các
trạm gốc được cố định.
1,2 Infrastructureless (Ad hoc) mạng.
Trong các mạng ad hoc tất cả các nút là điện thoại di động và có thể
được kết nối tự động một cách tuỳ tiện. Tất cả các nút của các mạng này hành
xử như các bộ định tuyến và tham gia khám phá và bảo trì các tuyến đường
đến các nút khác trong mạng. Hoc mạng quảng cáo là rất hữu ích trong trường
hợp khẩn cấp tìm kiếm và cứu hộ các hoạt động, các cuộc họp hoặc hội nghị
mà trong đó người muốn nhanh chóng chia sẻ thông tin, và các hoạt động thu
thập dữ liệu ở địa hình khắc nghiệt.
Các giao thức ad-hoc định tuyến có thể được chia thành hai loại:
1. Bảng điều khiển giao thức định tuyến.
Trong bảng điều khiển các giao thức định tuyến, thống nhất và up-to-
date thông tin định tuyến cho tất cả các nút được duy trì tại mỗi nút.
2. On-Demand giao thức định tuyến.
Trong các giao thức định tuyến On-Demand, các tuyến được tạo ra và

gửi mà có một thay đổi số liệu từ các bản cập nhật mới nhất và nó phải phù
hợp trong một gói. Nếu có không gian trong các gói cập nhật gia tăng thì
những mục có thể được bao gồm có số thứ tự đã thay đổi. Khi mạng là tương
đối ổn định, cập nhật gia tăng được gửi để tránh giao thông thêm và đầy đủ
bãi là không thường xuyên. Trong một mạng thay đổi nhanh chóng, các gói
gia tăng có thể phát triển lớn bãi như vậy đầy đủ sẽ được thường xuyên hơn.
Tạm Ordered Routing Algorithm (Tora)
Tora là một giao thức định tuyến phân phối dựa trên một "liên kết ngược"
thuật toán. Nó được thiết kế để phát hiện ra các tuyến đường theo yêu cầu,
cung cấp nhiều tuyến đến một đích, thiết lập các tuyến đường nhanh chóng và
giảm thiểu chi phí thông tin liên lạc bằng địa hóa phản ứng thuật toán để thay
đổi topo khi có thể. Route tối ưu (ngắn nhất con đường định tuyến) được coi
5
là có tầm quan trọng thứ yếu, và các tuyến đường dài thường được sử dụng để
tránh việc phát hiện ra các tuyến đường mới.
Các hành động của Tora có thể được mô tả theo dòng nước chảy xuống dốc
hướng tới một node đích thông qua một mạng lưới các ống rằng mô hình
trạng thái định tuyến của mạng thực sự. Các ống bày các liên kết giữa các nút
trong mạng, các mối nối của ống đại diện cho các nút, và các nước trong ống
đại diện cho các gói chảy về phía đích. Mỗi nút có một chiều cao đối với các
điểm đến mà được tính bằng các giao thức định tuyến với. Nếu một ống giữa
các nút A và B bị nghẽn như vậy mà nước không còn có thể lưu thông qua nó,
chiều cao của A được thiết lập để một chiều cao lớn hơn so với bất kỳ nước
láng giềng còn lại của nó, như vậy nước sẽ chảy ngược ra khỏi A ( và hướng
tới các nút khác đã được định tuyến các gói tin đến đích thông qua A).
Khi một nút phát hiện ra rằng một tuyến đường đến một đích đến là không
còn giá trị, nó điều chỉnh chiều cao của mình để nó là một địa phương tối đa
đối với các nước láng giềng với và truyền một gói tin UPDATE. Nếu nút
không có người hàng xóm của chiều cao hữu hạn đối với điểm đến này với,
sau đó nút thay vì cố gắng khám phá một con đường mới như mô tả ở trên.

đường trên cơ sở khi cần thiết thông qua một quá trình khám phá tuyến tương
tự theo yêu cầu. Tuy nhiên, AODV thông qua một cơ chế rất khác nhau để
duy trì thông tin định tuyến. Nó sử dụng các bảng định tuyến truyền thống,
một trong những mục đích trên. Điều này trái ngược với DSR, mà có thể duy
trì nhiều mục tuyến đường bộ nhớ cache cho mỗi điểm đến. Nếu không có dữ
liệu định tuyến, định tuyến AODV dựa trên bảng mục để tuyên truyền một
RREP trở về nguồn và, sau đó, để định tuyến các gói dữ liệu đến đích. AODV
sử dụng số thứ tự duy trì tại mỗi điểm đến để xác định độ tươi của thông tin
định tuyến và để ngăn chặn vòng lặp định tuyến. Tất cả các gói tin định tuyến
thực hiện các số thứ tự.
Một tính năng quan trọng của AODV là việc duy trì trạng thái hẹn giờ-có trụ
sở tại mỗi nút, liên quan đến việc sử dụng của cá nhân các entry bảng định
tuyến. Một entry bảng định tuyến là hết hạn nếu không được sử dụng gần đây.
Một tập hợp các nút tiền nhiệm được duy trì cho mỗi entry bảng định tuyến,
cho thấy tập hợp các nút lân cận mà sử dụng nhập để định tuyến các gói dữ
liệu. Các nút được thông báo với các gói tin RERR khi vỡ liên kết next-hop.
Mỗi nút trước, lần lượt, chuyển tiếp RERR để thiết lập riêng của người tiền
nhiệm, thì xoá có hiệu quả tất cả các tuyến đường bằng cách sử dụng các liên
kết bị hỏng. Ngược lại với DSR, các gói tin RERR trong AODV nhằm thông
báo cho tất cả các nguồn sử dụng một liên kết khi có sự cố xảy ra. Route lỗi
7
tuyên truyền trong AODV có thể được hình dung khái niệm như là một cây có
gốc là nút tại các điểm của sự thất bại và tất cả các nguồn sử dụng liên kết thất
bại như những chiếc lá.
3. mô hình mô phỏng
Một mô hình mô phỏng chi tiết dựa trên ns-2 được sử dụng trong việc đánh
giá. Trong một bài báo gần đây của nhóm nghiên cứu tại Đại học Carnegie
Monarch-Mellon phát triển hỗ trợ cho mô phỏng các mạng không dây
multihop hoàn chỉnh với vật lý, liên kết dữ liệu, trung bình và kiểm soát truy
cập (MAC) mô hình lớp trên ns-2. Chức năng điều phối phân tán (DCF) của

cập kịch bản giống hệt nhau được sử dụng trên các giao thức để thu thập kết
quả công bằng.
4. Hiệu suất Metrics
Ba số liệu hiệu suất quan trọng được đánh giá:
4.1 Packet giao phần - Tỷ lệ các gói dữ liệu gửi đến những địa điểm đến
những người tạo ra bởi các nguồn CBR.
4.2 Trung bình end-to-end chậm trễ của các gói dữ liệu - bao gồm tất cả sự
chậm trễ có thể gây ra
bởi đệm trong lộ trình phát hiện độ trễ, xếp hàng tại các hàng đợi giao
diện,
sự chậm trễ truyền lại tại MAC, và tuyên truyền, chuyển giao lần.
4.3 tải định tuyến bình thường hóa - Số lượng các gói tin định tuyến truyền
mỗi gói dữ liệu giao tại nơi đến. Mỗi truyền hop-khôn ngoan của một gói tin
định tuyến được tính là một truyền.
Hai số liệu đầu tiên là quan trọng nhất cho giao thông nỗ lực tốt nhất. Các số
liệu tải định tuyến đánh giá hiệu quả của các giao thức định tuyến. Lưu ý, tuy
nhiên, những số liệu không phải là hoàn toàn độc lập. Ví dụ, dưới phần đưa
gói có nghĩa rằng số liệu chậm trễ được đánh giá có ít mẫu hơn. Trong sự
khôn ngoan thông thường, còn con đường độ dài, cao hơn xác suất của một
giọt gói. Như vậy, với một phần phân phối thấp, các mẫu thường được thiên
vị trong lợi của độ dài đường đi nhỏ hơn và do đó có ít chậm trễ.
9
5. Thực hiện
Cài đặt ns-2
Ns-2 mạng mô phỏng đã được cài đặt từ trang web
http://www.isi.edu/nsnam/ns/
Lắp đặt ns-2 có thể là một chút dài dòng và một quá trình tốn nhiều thời gian.
Nó liên quan đến việc tải về và cài đặt một gói 250 MB. Tuy nhiên, nhận
được giả lập để làm việc là bước đầu tiên tham gia vào việc thực hiện các mô
phỏng.

maxx] [maxy -y]> [outdir / chuyển động-file]
Mô hình di động được tạo ra cho các mô phỏng sử dụng 50 nút, với thời gian
tạm dừng của 0,10,20,40,100 giây, tốc độ tối đa 20m / s, topology ranh giới
có kích thước 500x500 và thời gian mô phỏng của 100secs.
Lưu ý: Mô phỏng có thể được thực hiện với nhiều tình huống phức tạp sử
dụng các mức lưu lượng truy cập cao hơn. Tuy nhiên, các mô phỏng mất
nhiều thời gian để hoàn thành và các dấu vết tập tin được tạo ra bởi mỗi lần
chạy kết thúc lên đến hơn 50 Mb không gian sử dụng.
Mã 5.5 Mô phỏng
11
Viết mã Tcl để thiết lập các thành phần không dây mô phỏng: các thành phần
mạng loại, thông số như các loại ăng-ten, các mô hình phát thanh-truyền, các
loại quảng cáo-hoc giao thức định tuyến, mô hình giao thông và các mô hình
chuyển động nút được sử dụng bởi các nút di động vv Mã tài liệu có sẵn trong
Phụ lục.
5.5 Phân tích các dấu vết tập tin mô phỏng
Sau mỗi mô phỏng, theo dõi các tập tin ghi âm các phong trào giao thông và
nút được tạo ra. Những tập tin cần phải được phân tích để trích xuất các thông
tin cần thiết để đo các số liệu hiệu suất. Các định dạng dấu vết mới đã được sử
dụng để phân tích.
Các định dạng dấu vết mới trông giống như:
s -t 0,267662078 -Hs 0 -HD -1 -Ni 0 -Nx 5.00 -Ny 2.00 -Nz 0.00 -ne
-1,000000 -Nl RTR -Nw -Ma 0 -Md 0 0 -ms-MT 0 -ii 20 -là 0,255 -1,255
-ID -Nó
Ở đây, chúng ta thấy rằng một gói tin được gửi đi (s) vào thời gian (t)
0,267662078 giây, từ nút nguồn (Hs) 0 đến node đích (HD) 1. Các nút nguồn
id (Ni) là 0, đó là x-đồng phối (NX) là 5,00, nó y-co-ordinate (Ny) là 2.00, đó
là z-co-ordinate (NZ) là 0,00, đó là mức độ năng lượng (Ne) là 1,000000, mức
độ vết (Nl) là RTR và nút sự kiện (Nw) là trống. Các thông tin cấp MAC
được cho bởi thời gian (Ma) 0, địa chỉ Ethernet đích (Md) 0, địa chỉ nguồn

môi trường mô phỏng tương tự. Tuy nhiên, mô phỏng có thể không được thực
hiện thành công cho các giao thức định tuyến TORA, như ns-2 nhiều lần cho
một lỗi trong khi xe buýt chạy các mô phỏng Tora. Đối với tất cả các mô
phỏng, các mô hình chuyển động tương tự đã được sử dụng, số lượng các
nguồn lưu lượng truy cập đã được cố định ở mức 20, tốc độ tối đa của các nút
được thiết lập đến 20m / s và thời gian tạm dừng được thay đổi như 0s, 10s,
20s, 40s và 100s .
Hình 1 và 2 làm nổi bật các hiệu suất tương đối của ba giao thức định tuyến.
Tất cả các giao thức cung cấp một tỷ lệ lớn hơn của các gói dữ liệu có nguồn
gốc khi có rất ít nút di động (ví dụ, tại thời điểm tạm dừng lớn), hội tụ để giao
hàng 100% khi không có chuyển động node.
6.1.1 Packet giao hàng So sánh:
Các giao thức theo yêu cầu, DSR và AODV thực hiện đặc biệt tốt, cung cấp
hơn 85% của các gói dữ liệu bất kể tốc độ di chuyển.
6.1.2 Trung bình End-End Packet giao hàng:
The end-to-end trễ trung bình của gói giao hàng cao hơn ở DSDV so với cả
DSR và AODV.
15
Tóm lại, cả hai theo yêu cầu giao thức định tuyến, AODV và DSR vượt trội
so với các giao thức định tuyến Bảng điều khiển; DSDV và lý do được thảo
luận sau.
Tiếp theo, vì cả hai AODV và DSR đã làm tốt hơn, một nỗ lực đã được thực
hiện để đánh giá sự khác biệt về hiệu năng giữa hai bằng cách thay đổi các mô
hình động và Số lượng nguồn lưu lượng truy cập.
6.2 khác nhau Mobility và Số Sources để thấy sự khác biệt về hiệu năng giữa
DSR và AODV

Bây giờ, một lần nữa mô phỏng được thực hiện với số lượng các nguồn lưu
lượng truy cập là 10, 20, 30 và 40. Thời gian tạm dừng được thay đổi là 0
(tính di động cao), 10, 20, 40.100 (không có di động) và các gói tin được gửi

Sự hiện diện của tính di động cao ngụ ý thất bại liên kết thường xuyên và mỗi
giao thức định tuyến phản ứng khác nhau trong thời gian mất liên kết. Các cơ
chế làm việc cơ bản khác nhau của các giao thức này dẫn đến sự khác biệt
trong việc thực hiện
DSDV không hội tụ dưới lần tạm dừng thấp hơn. Với tốc độ cao hơn của tính
di động (thấp
tạm dừng lần), DSDV không kém, tụt xuống một tỷ lệ gói de-màu sơn 70%.
Gần như tất cả các gói giảm được mất vì một mục bảng định tuyến cũ hướng
17
dẫn họ để được chuyển tiếp qua một liên kết bị hỏng. Như đã mô tả ở phần
trước, DSDV duy trì chỉ có một tuyến đường mỗi điểm đến và do đó, mỗi gói
tin rằng các lớp MAC là không thể cung cấp được giảm vì không có tuyến
đường thay thế.
Đối với DSR và AODV, tỷ lệ giao gói tin là độc lập với tải lưu lượng chào
bán, với cả hai giao thức cung cấp từ 85% đến 100% của các gói dữ liệu trong
mọi trường hợp.
Kể từ DSDV sử dụng phương pháp bảng điều khiển duy trì thông tin định
tuyến, nó không phải là thích ứng với những thay đổi tuyến đường xảy ra
trong tính di động cao. Ngược lại, các phương pháp tiếp cận lười biếng được
sử dụng bởi các giao thức theo yêu cầu, AODV và DSR để xây dựng các
thông tin định tuyến và khi chúng được tạo ra làm cho họ thích nghi hơn và
dẫn đến hiệu suất tốt hơn (gói cao giao phần nhỏ và kết thúc end-to-trung bình
thấp sự chậm trễ gói tin).
Tiếp theo các kết quả mô phỏng của các con số 3 và 4, mà so sánh các màn
trình diễn của AODV và DSR dẫn chúng ta đến kết luận sau đây.
7.1 Ảnh hưởng của Mobility:
Trong sự hiện diện của tính di động cao, thất bại liên kết có thể xảy ra rất
thường xuyên. Thất bại liên kết kích hoạt những khám phá con đường mới
trong AODV vì nó có nhiều nhất một tuyến đường mỗi đích trong bảng định
tuyến của nó. Như vậy, tần số của những khám phá tuyến đường trong AODV

và
những phí liên quan đến việc cập nhật tất cả các nút với các thông tin định
tuyến mới như trong DSDV là nhiều hơn thế AODV và DSR tham gia, nơi
các tuyến được tạo ra và khi cần thiết.
DSR và AODV đều sử dụng theo yêu cầu tuyến đường khám phá, nhưng với
cơ chế định tuyến khác nhau. Đặc biệt, DSR sử dụng dữ liệu định tuyến và
lưu trữ đường, và không phụ thuộc vào bất kỳ hoạt động định kỳ hoặc hẹn giờ
dựa trên. DSR khai thác bộ nhớ đệm tích cực và duy trì nhiều tuyến đường
mỗi điểm đến. AODV, mặt khác, sử dụng bảng định tuyến, một tuyến đường
19
mỗi điểm đến, và số thứ tự đích, một cơ chế để ngăn chặn vòng lặp và để xác
định độ tươi của các tuyến đường. Các quan sát chung chung từ các mô phỏng
là đối với các số liệu định hướng ứng dụng như phần đưa gói và chậm trễ
AODV, DSR nhanh hơn so với trong nhiều tình huống "căng thẳng" (nghĩa là
số lượng nhỏ hơn của các nút và tải thấp hơn và / hoặc di động), với hiệu suất
tăng khoảng cách với sự căng thẳng ngày càng tăng
(Ví dụ, nhiều tải trọng, tính di động cao hơn). DSR, tuy nhiên, luôn tạo ra tải
định tuyến ít hơn AODV. Các màn trình diễn nghèo nàn của DSR chủ yếu
được cho là do sử dụng tích cực của bộ nhớ đệm, và thiếu của bất kỳ cơ chế
hết hạn tuyến đường cũ hoặc xác định sự tươi mát của các tuyến đường khi
nhiều lựa chọn có sẵn. Bộ nhớ đệm tích cực, tuy nhiên, có vẻ như để giúp
DSR ở tải thấp và cũng giữ tải định tuyến của nó xuống.
9. Tương lai làm việc
Trong tương lai, mô phỏng phức tạp rộng lớn có thể được thực hiện bằng cách
sử dụng mã số dự án này, để đạt được một sâu hơn phân tích hiệu suất của
quảng cáo hoc các giao thức định tuyến. TORA hiệu giao thức có thể được
nghiên cứu quá.
A. Tài liệu tham khảo
[1]. J.Broch, D.A. Maltz, D.B.Johnson, Y-C. Hu và J.Jetcheva. Một so
sánh hiệu suất

====================
# Chương trình chính
21
# =================================================
=====================
# Khởi tạo biến toàn cầu
# Tạo ra Ví dụ mô phỏng
thiết ns_ [Simulator mới]
# Thiết lập kênh không dây, radio-mô hình và địa hình đối tượng
thiết wtopo [Địa hình mới]
# Tạo ra dấu vết đối tượng cho ns và nam
tập tracefd [mở $ opt (tr) w]
$ Ns_ dõi-tất cả $ tracefd
# Sử dụng định dạng tập tin dấu vết mới
Ns_ $ sử dụng-newtrace
# Xác định topo
$ Wtopo load_flatgrid $ opt (x) $ opt (y)
# Tạo Thiên Chúa
thiết god_ [tạo ra thần $ opt (nn)]
# Xác định cách nút nên được tạo
thiết lập nút #global
$ Ns_ nút-config -adhocRouting $ opt (adhocRouting) \
-llType $ opt (ll) \
-macType $ opt (mac) \
-ifqType $ opt (ifq) \
-ifqLen $ opt (ifqlen) \
-antType $ opt (ant) \
22
-propType $ opt (chống đỡ) \
-phyType $ opt (netif) \

# Tell nam mô phỏng thời gian dừng
# $ Ns_ tại $ opt (stop) "$ ns_ nam-cuối-không dây $ opt (stop)"
$ Ns_ tại $ opt (stop) 0,000000001 "puts \" NS RA \ "; $ ns_ tạm dừng"
đặt "Bắt đầu mô phỏng "
$ Chạy ns_
2. Java mã phân tích cú pháp:
nhập khẩu java.util. *;
nhập khẩu java.lang. *;
java.io. * nhập khẩu;
public class parsetrace {

public static void main (String args []) {
String s, thisLine, currLine, thisLine1;
int j = 0;
FileInputStream vây, fin1;
FileOutputStream fout, fout1;
thức int FILES = 45;
24
thức MAX_PACKETS int = 400000;

try {
int i = 0, gửi = 0, nhận = 0;
int giọt = 0, packet_id = 0, highest_packet_id = 0;
int line_count = 0, current_line = 0, routing_packets = 0;
int count = 0;

nổi pdfraction, thời gian = 0, packet_duration = 0, end_to_end_delay =
0;
nổi avg_end_to_end_delay = 0;
nổi START_TIME [] = float mới [MAX_PACKETS];