BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN Giới thiệu chuyên đề:KIẾN TRÚC MẠNG ADHOC DI ĐỘNG (MANET)


3

Ứng dụng của mạng MANET.....................................................................................6

4

Các đặc điểm của mạng MANET ...............................................................................6

5

Động lực của mạng MANET......................................................................................7

5.1

Các mạng gói vô tuyến .......................................................................................8

5.2

Mạng gói vô tuyến và mạng Internet...................................................................8

5.3

Mạng gói vô tuyến và mạng MANET.................................................................8

6

Các đặc điểm của giao diện MANET..........................................................................9

6.1


Cấu hình giao diện MANET.............................................................................13

7.3

Routers và Hosts trong mạng MANET .............................................................14

8

Định tuyến di động lớp IP.........................................................................................14

8.1

Phối hợp với định tuyến IP chuẩn.....................................................................15

9

Ví trí của mạng MANET trong ngăn xếp mạng ........................................................16

10

Chia sẻ thông tin qua các lớp mạng...........................................................................16

11

Nguyên tắc phân loại các hình thức triển khai mạng.................................................17

11.1

Tính khả dụng của dịch vụ................................................................................17


hiện bằng công nghệ IP di động (mobile IP). Đây là công nghệ hỗ trợ chuyển mạng
trong đó các host có thể được kết nối tới mạng Internet bởi nhiều phương tiện ngoài
vùng địa chỉ cố định của nó. Host có thể được kết nối vật lý trực tiếp tới mạng cố
định trên một phân mạng ngoài hoặc được kết nối qua một liên kết vô tuyến, đường
dây dial-up... Để hỗ trợ tính di động này yêu cầu việc quản lý địa chỉ, các đặc tính
tăng cường về hỗ trợ hoạt động giữa các giao thức, nhưng các chức năng mạng lõi
như định tuyến từng chặng (hop-by-hop) vẫn dựa trên các giao thức định tuyến hiện
có trong mạng cố định. Ngược lại, mục tiêu của kết nối mạng ad hoc di động là để
mở rộng tính di động cho vùng mạng di động, vô tuyến tự trị, trong đó một nhóm các
nốt có thể là các router và host được kết hợp với nhau để hình thành hạ tầng định
tuyến mạng theo một thể thức đặc biệt của mạng adhoc.
Mạng Adhoc di động (MANET) bao gồm các miền router kết nối lỏng với nhau.
Một mạng MANET được đặc trưng bởi một hoặc nhiều giao diện mạng MANET, các
giao diện được phân biệt bởi “khả năng tiếp cận không đối xứng” thay đổi theo thời
gian của nó đối với các router lân cận. Các router này nhận dạng và duy trì một cấu
trúc định tuyến giữa chúng. Các router có thể giao tiếp thông qua các kênh vô tuyến
động với khả năng tiếp cận không đối xứng, có thể di động và có thể tham gia hoặc
rời khỏi mạng bất kì thời điểm nào.
Để giao tiếp với nhau, các nốt mạng adhoc cần cấu hình giao diện mạng của nó
với địa chỉ địa phương có giá trị trong khu vực của mạng adhoc đó. Các nốt mạng
adhoc có thể phải cấu hình các địa chỉ toàn cầu có thể được định tuyến, để giao tiếp
với các thiết bị khác trên mạng Internet.
Nhìn từ góc độ lớp IP, mạng MANET có vai trò như một mạng multi-hop lớp 3
được tạo thành bởi các liên kết. Do vậy mỗi nốt mạng adhoc trong mạng MANET sẽ
hoạt động như một router lớp 3 để cung cấp kết nối với các nốt khác trong mạng. Mỗi
nốt adhoc duy trì các tuyến tới các nốt khác trong mạng MANET và các tuyến mạng
tới các nốt đích ở ngoài mạng MANET đó. Nếu đã được kết nối với mạng Internet,
các mạng MANET sẽ trở thành mạng rìa (edge network), nghĩa là biên giới của
chúng được xác định bởi các router rìa (edge-router). Do bản chất của các liên kết tạo
nên mạng MANET, các nốt adhoc trong mạng không chia sẻ truy nhập cho liên kết

Host (H): bất kì nốt nào không phải là router, tức là nốt không thực hiện chuyển
tiếp các gói tin tới các nốt khác.
Liên kết (link): là phương tiện truyền thông trong đó các node có thể giao tiếp tại
lớp liên kết, tức là lớp ngay dưới lớp IP. Ví dụ điển hình là các mạng Ethernet, liên
kết điểm-điểm PPP, X.25, Frame Relay hay các mạng ATM cũng như các đường
xuyên hầm lớp Internet như đường hầm qua IPv4 hay IPv6.
Khả năng tiếp cận không đối xứng: mô tả hai đặc điểm của các tính năng giao
tiếp của các loại giao diện nhất định. Thứ nhất, truyền thông ngoại động nghĩa là các
gói tin từ X có thể tới Y, và các gói tin từ Y có thể đến Z nhưng các gói từ X không
thể tới Z. Thứ hai, truyền thông bất song hướng (non-bidirectional) nghĩa là các gói
tin từ X có thể tới Y nhưng các gói từ Y không thể tới X. Nhiều giao diện vô
tuyến/không dây có thể thể hiện hai đặc điểm này.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Chuyên đề Kiến trúc mạng Adhoc di động MANET

Trang 5/19Nốt lân cận (neighbor): Trong trường hợp định tuyến, hai router sẽ là hai nốt lân
cận nếu một nốt có thể gửi/nhận các gói tin IP giao thức định tuyến tới nốt kia mà
không cần chuyển qua nốt trung gian trên cùng lớp đó.
Giao diện (interface): là điểm gắn kết của một nốt tới một liên kết truyền thông
Giao diện bán quảng bá SBI (Semi-Broadcast Interface): giao diện có khả
năng quảng bá có thể có “khả năng tiếp cận không đối xứng”. Các giao diện vô tuyến
đa truy nhập thường là giao diện SBI. Lưu ý rằng giao diện SBI có thể có khả năng
tiếp cận không đối xứng nhưng nó cũng có thể không có đặc tính này.
Vùng định tuyến (Routing Domain): vùng định tuyến là một mạng được liên kết
với nhau bởi chính sách định tuyến chặt chẽ và cơ cấu tổ chức thống nhất.
Router biên BR (Border Router): router biên tham gia vào nhiều vùng định


Trang 6/19thay thế giữa hai routers này thì mạng MANET sẽ bị phân tách thành hai mạng
MANET riêng biệt.
Khi kết nối với các mạng khác như mạng Internet, mạng MANET được bao quanh
bởi các router biên BR. Nghĩa là router biên của mạng MANET tạo ra biên giới giữa
một mạng MANET và các vùng định tuyến khác.

3 Ứng dụng của mạng MANET
Công nghệ mạng adhoc di động tương tự như mạng vô tuyến gói di động (Mobile
Packet Radio Networking), mạng lưới di động (Mobile Mesh Networking) và kết nối
mạng vô tuyến, nhiều chặng, di động (Mobile, Multihop, Wireless Networking). Vấn
đề nổi trội của kết nối mạng di động với sự nhấn mạnh về hoạt động của giao thức IP
di động sẽ được mở rộng dần và yêu cầu công nghệ kết nối di động có khả năng
tương thích cao để có thể quản lý hiệu quả các nhóm mạng ad hoc nhiều chặng, trong
đó các nhóm mạng có thể hoạt động độc lập hoặc cũng có thể kêt nối với một số điểm
Internet cố định.
Các ứng dụng của công nghệ MANET có thể bao gồm các ứng dụng công nghiệp
và thương mại liên quan đến trao đổi dữ liệu di động có tính chất cộng tác lẫn các
máy. Ngoài ra, các mạng di động cấu hình lưới có thể được vận hành một cách hiệu
quả dưới dạng mạng thay thế hoặc mạng mở rộng của mạng di động tổ ong. Việc kết
nối mạng trong quân đội cũng yêu cầu các dịch vụ dữ liệu IP trong các mạng truyền
thong di động vô tuyến, nhiều mạng trong số này bao gồm các phần với cấu hình
mạng tự trị với tính động cao. Bên cạnh đó, sự phát triển của các công nghệ tính toán
và truyền thông có thể cung cấp các ứng dụng cho các mạng MANET. Khi được kết
hợp một cách hợp lý với truyền thông vệ tinh, mạng MANET có thể cung cấp các
phương thức cực kỳ linh hoạt trong việc thiết lập truyền thông cho hoạt động cứu hỏa,
cứu thương, khắc phục sự cố tai nạn hoặc các trường hợp cần triển khai mạng thật

chặng có thể thay đổi ngẫu nhiên và liên tục tại bất kì thời điểm nào, và có thể
bao gồm cả liên kết song hướng và một hướng.
2. Các liên kết với dung lượng thay đổi-băng tần hạn chế: các liên kết vô tuyến
có dung lượng thấp hơn nhiều so với các liên kết hữu tuyến tương ứng. Ngoài
ra, thông lượng thực của liên kết vô tuyến sau khi tính toán ảnh hưởng của đa
truy nhập, pha định, tạp âm và nhiễu... thường nhỏ hơn nhiều so với tốc độ
truyền dẫn tối đa.
Một ảnh hưởng của dung lượng thấp là tắc nghẽn thường là một hiện thường
tiêu biểu chứ không phải ngoại lệ, nghĩa là lưu lượng tổng thường vượt quá
dung lượng của mạng. Do mạng di động thường là một mở rộng của mạng cố
định, người dùng mạng adhoc di động thường yêu cầu các dịch vụ tương tự.
Nhu cầu này sẽ tiếp tục tăng do các ứng dụng kết nối mạng hợp tác và truyền
thông đa phương tiện gia tăng.
3. Hoạt động tiết kiệm năng lượng: một số hoặc tất cả các nốt trong mạng
MANET có thể dùng pin hoặc các phương tiện khác làm nguồn năng lượng.
Đối với các nốt này, tiêu chí thiết kế hệ thống quan trọng nhất đối với việc tối
ưu hóa có thể là sự tiết kiệm năng lượng.
4. Bảo mật vật lý hạn chế: Các mạng di động vô tuyến thường thiên về bảo mật
lớp vật lý hơn so với các mạng hữu tuyến. Khả năng bị nghe trộm, giả mạo và
tấn công từ chối dịch vụ (denial-of-service) cần được xem xét cẩn thận. Các kĩ
thuật bảo mật liên kết hiệu có thường được áp dụng cho các mạng vô tuyến để
giảm các nguy cơ về bảo mật. Bản chất không tập trung của điều khiển mạng
trong mạng MANET cũng tạo ra những ưu điểm đối lại với nhược điểm
“single point of failure” của các mạng quản lý tập trung.
Ngoài ra, một số mạng (như mạng dùng trong quân đội hay mạng xa lộ) có thể
khá lớn (bao gồm hàng chục hay hàng trăm nốt trong một vùng). Nhu cầu về
khả năng mở rộng không đặc biệt đối với mạng MANET. Tuy nhiên, cùng với
các đặc điểm đã nêu trên, các cơ chế để đạt được khả năng mở rộng cũng cần
thiết đối với mạng MANET.
5 Động lực của mạng MANET