..

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG

Nguyễn Văn Dũng

TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ MANET
VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN TỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Ngun - 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG

Nguyễn Văn Dũng

TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ MANET
VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN TỆP

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60 48 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TSKH. Nguyễn Minh Hải

Thái Nguyên - 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung luận văn này do tôi tham khảo, tra
cứu và thực hiện phù hợp với nội dung yêu cầu của đề tài. Luận văn này chưa
từng được công bố hay xuất bản dưới bất kỳ hình thức nào. Chương trình này
do tơi thiết kế và xây dựng, trong đó có sử dụng một số thư viện chuẩn và các
thuật toán được các tác giả xuất bản cơng khai và miễn phí trên mạng Internet.
Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm.

Ngƣời cam đoan

Nguyễn Văn Dũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, luận văn “Tìm hiểu cơng

nghệ MANET và xây dựng ứng dụng truyền tệp” đã hoàn thành. Ngoài sự cố
gắng của bản thân, em đã nhận được nhiều sự động viên, khích lệ từ phía nhà
trường, thầy cơ, gia đình và người gửi bè.
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo và hướng
dẫn nhiệt tình của thầy giáo TSKH Nguyễn Minh Hải – Học Viện Cơng
Nghệ Bưu chính Viễn Thơng là giáo viên hướng dẫn em trong suốt thời gian
làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô làm việc tại Viện Công Nghệ
thông tin, các thầy cô tại trường Đại học Công Nghệ thông tin và Truyền
thông - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ truyền đạt những kiến thức quý báu
cho em trong quá trình học tập.
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ tơi trong q trình học
tập và hồn thành luận văn tốt nghiệp này.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 09 năm 2012
Học viên

Nguyễn Văn Dũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




i

MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. vii

LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
Chƣơng 1. KHÁI QUÁT VỀ MẠNG MANET ................................................ 2
1.1. Giới thiệu về mạng MANET ................................................................. 2
1.1.1. Khái niệm cơ bản ............................................................................ 2
1.1.2. Lịch sử phát triển. ........................................................................... 3
1.1.3. Các đặc điểm mạng MANET.......................................................... 4
1.1.4. Kiểu kết nối và cơ chế hoạt động.................................................... 5
1.1.4.1. Mạng máy chủ di động ............................................................ 5
1.1.4.2. Mạng có các thiết bị di động không đồng nhất........................ 6
1.1.5. Chế độ hoạt động ............................................................................ 6
1.1.5.1. Chế độ IEEE-Adhoc ................................................................ 6
1.1.5.2. Chế độ cơ sở hạ tầng ................................................................ 7
1.2. Phân loại mạng MANET ....................................................................... 8
1.2.1. Theo giao thức ................................................................................ 8
1.2.1.1. Singal-hop ................................................................................ 8
1.2.1.2. Multi-hop ................................................................................. 8
1.2.1.3 Mobile multi-hop ...................................................................... 9
1.2.2. Theo chức năng ............................................................................... 9
1.2.2.1. Mạng MANET đẳng cấp (Flat)................................................ 9
1.2.2.2. Mạng MANET phân cấp (Hierarchical) ................................ 10
1.2.2.3. Mạng MANET kết hợp (Aggregate) ..................................... 10
1.3. Định tuyến ............................................................................................ 11

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ii


1.4. Bảo mật trong MANET ....................................................................... 11
1.5. Ứng dụng của MANET ........................................................................ 12
1.5.1. Lĩnh vực quân sự........................................................................... 13
1.5.2. Lĩnh vực thương mại ..................................................................... 13
1.5.3. Nội bộ ............................................................................................ 13
1.5.4. Hệ thống nhúng (Embeded System) ............................................. 14
1.5.5. Mạng xe cộ (Vehicular Network) ................................................. 14
1.5.6. Mạng cảm biến (Sensor Network) ................................................ 14
1.5.7. Mạng cá nhân (Personal Are Network - PAN) ............................. 15
1.6. Kế luận chương 1 ................................................................................. 15
Chƣơng 2. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MANET VÀ MỘT SỐ
PHƢƠNG THỨC TRUYỀN TỆP ................................................................... 16
2.1. Giao thức định tuyến trong MANET ................................................... 16
2.1.1. Định tuyến trong hệ thống mạng .................................................. 16
2.1.2. Phân loại giao thức định tuyến ..................................................... 16
2.1.2.1. Giao thức định tuyến theo bảng (Table-Driven Routing
Protocol) .................................................................................................. 18
2.1.2.2. Giao thức định tuyến điều khiển On-Demand Routing
Protocol ................................................................................................... 19
2.1.2.3. Giao thức định tuyến kết hợp (Hybrid Routing Protocol) ..... 19
2.1.3. Giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên MANET ....... 20
2.1.3.1. Giao thức DSR (Dynamic Source Routing) .......................... 20
2.1.3.2. Cơ chế xử lý khám phá đường của DSR ............................... 21
2.1.4. Cơ chế duy trì thơng tin định tuyến (Route Maintanance) ........... 28
2.1.5. Giao thức AODV (Adhoc On Demand Distance Vector) ............ 29
2.1.6. Cơ chế tạo thông tin định tuyến của AODV ................................. 30
2.1.6.1. Đối với Sequence Number ..................................................... 30

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên





iii

2.1.6.2. Đối với REQ_ID (Requirement Identifier)............................ 30
2.1.7. Cơ chế duy trì thơng tin định tuyến AODV.................................. 34
2.1.8. So sánh hoạt động của các giao thức ............................................ 34
2.1.8.1 Giống nhau .............................................................................. 34
2.1.8.2. Khác nhau .............................................................................. 35
2.2. Một số phương thức truyền tệp qua mạng ........................................... 35
2.2.1. Phương thức truyền tệp qua Email ............................................... 35
2.2.2. Phương thức truyền tệp qua kho lưu trữ trực tuyến ...................... 37
2.2.3. Phương thức truyền tệp qua Chat ................................................. 38
2.3. Kết luận chương 2 ................................................................................ 38
Chƣơng 3. THIẾT LẬP KẾT NỐI MANET VÀ XÂY DỰNG .................... 39
ỨNG DỤNG TRUYỀN TỆP ............................................................................ 39
3.1. Thiết lập kết nối MANET .................................................................... 39
3.1.1. Tạo mạng Adhoc trên Windows 7 ................................................ 39
3.1.2. Kết nối máy vừa tạo mạng Adhoc mới ......................................... 44
3.1.3. Kết nối máy thành viên vào mạng Adhoc ................................... 45
3.1.4. Ngắt tường lửa (Firewall) ............................................................ 46
3.1.5. Kiểm tra các máy trong mạng ....................................................... 48
3.1.6. Xác định địa chỉ IP của máy ......................................................... 49
3.2. Lập trình Socket và xây dựng ứng dụng truyền tệp ............................. 49
3.2.1. Lập trình Socket ............................................................................ 49
3.2.2. Lập trình mạng với TCP socket .................................................... 51
3.2.2.1. Mơ hình giao thức .................................................................. 51
3.2.2.2. Thiết lập kết nối ..................................................................... 52
3.2.2.3. Truyền nhận dữ liệu ............................................................... 54

3.2.2.4. Đóng liên kết .......................................................................... 55
3.2.3. Lập trình mạng với UDP Socket ................................................... 55

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




iv

3.2.3.1. Giao thức UDP ....................................................................... 55
3.2.3.2. Một số thuật ngữ UDP ........................................................... 56
3.2.3.3. Hoạt động của giao thức UDP ............................................... 58
3.2.3.4. Các nhược điểm của giao thức UDP...................................... 59
3.2.3.5. Các ưu điểm của UDP ........................................................... 59
3.2.3.6. Khi nào nên sử dụng UDP ..................................................... 60
3.2.4. Gửi và nhận tệp ............................................................................. 61
3.2.4.1. Môi trường truyền dẫn vô tuyến ............................................ 61
3.2.4.2. Môi trường cài đặt ................................................................. 61
3.2.4.3. Thuật toán truyền tệp sử dụng giao thức TCP ....................... 61
3.2.4.4. Yêu cầu và quy trình thực hiện .............................................. 63
3.2.5. Xây dựng giao diện chương trình ................................................. 63
3.2.5.1. Giao diện chương trình gửi tệp .............................................. 63
3.2.5.2. Giao diện chương trình nhận tệp ........................................... 64
3.2.6. Thực hiện truyền và nhận dữ liệu ................................................. 65
3.2.6.1. Truyền và nhận tệp thành công .............................................. 65
3.2.6.2. Truyền và nhận tệp không thành công ................................... 68
3.2.7. So sánh kết quả truyền tệp với một vài phương thức khác ....... 70
3.3. Kết luận chương 3 ................................................................................ 71
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

MANET

Mobile Adhoc Network

DSDV

Destination-Sequenced Distance Vector

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

LAN

Local Area Network

WLAN

Wireless LAN


WSN

Wireless Sensor Network

PDA

Personal Digital Assistant

RF

Radio Frequency

AP

Access Point

TCP

Transmission Control Protocol

IP

Internet Protocol

WRP

Wireless Routing Protocol

PAN


Pesonal Are Network

FTP

File Transfer Protocol

UDP

User Datagram Protocol

AODV

Adhoc On- demand Distance Vector routing

DSR

Dynamic Source Routing

RREQ

Router Request

RREP

Router Reply

OLSR

Optimized Link State Routing


ZRP

Zone Routing Protocol

FSR

Fisheye State Routing

TORA

Temporally Ordered Routing Algorihm

ZHLS

Zone-based Hierarchical Link State Routing Protocol

HARP

Hybrid Adhoc Routing Protocol

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 1 ..................... 25

Bảng 2.2: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 2 ..................... 26
Bảng 2.3: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 3 ..................... 26
Bảng 2.4: Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 4 ..................... 27
Bảng 3.1: Bảng liệt kê một vài cổng TCP phổ biến........................................ 52
Bảng 3.2: UDP có các cổng thơng dụng ......................................................... 58
Bảng 3.3: Sự kác nhau giữa hai giao thức TCP và UDP ................................ 60
Bảng 3.4: So sánh kết quả thực nghiệm .......................................................... 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Minh họa mạng MANET .................................................................. 3
Hình 1.2: Biểu đồ mạng MANET ..................................................................... 3
Hình 1.3: Mạng máy chủ di động ..................................................................... 6
Hình 1.4: Hình minh hoạ mạng có các thiết bị di động khơng đồng nhất ........ 6
Hình 1.5: Chế độ IEEE-Adhoc.......................................................................... 7
Hình 1.6: Chế độ cơ sở hạ tầng ......................................................................... 7
Hình 1.7: Singal-hop ......................................................................................... 8
Hình 1.8: Multi-hop .......................................................................................... 9
Hình 1.9: Mơ hình mạng phân cấp .................................................................. 10
Hình 1.10: Mơ hình mạng Aggregate ............................................................. 11
Hình 1.11: Ứng dụng PAN.............................................................................. 15
Hình 2.1: Phân loại các giao thức định tuyến trong MANET ........................ 18
Hình 2.2: Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của DSR........................... 23
Hình 2.3: Mơ hình mạng Adhoc ..................................................................... 24

Hình 2.4: Nút S phát gói tin RREQ đến các nút lân cận A, E, F .................... 25
Hình 2.5: Nút A, F phát gói tin RREQ đến các nút F, B, A, K, G.................. 25
Hình 2.6: Nút B, K, G phát gói tin RREQ đến các nút C, G, H, K ................ 26
Hình 2.7: Nút H, C phát gói tin RREQ đến các nút láng giềng I, D, J ........... 27
Hình 2.8: Nút D phát gói tin RREP về nút S theo đường đã khám phá ......... 28
Hình 2.9: Minh họa cơ chế duy trì thơng tin định tuyến ................................. 29
Hình 2.10: Các trường trong gói tin RREQ .................................................... 31
Hình 2.11: Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của AODV ..................... 32
Hình 2.12: Các trường trong gói tin RREP ..................................................... 33
Hình 2.13: Gửi tệp qua YouSendIt ................................................................. 36
Hình 2.14: Gửi tệp qua MailBigFile ............................................................... 37

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




viii

Hình 2.15: Gửi tệp qua Mediafire ................................................................... 37
Hình 2.16: Gửi tệp qua Skype ......................................................................... 38
Hình 3.1: Cửa sổ Network and Internet .......................................................... 39
Hình 3.2: Lựa chọn Set up a new conection or network ................................. 40
Hình 3.3: Lựa chọn Set up a wireless Adhoc (computer-to-computer)
network ............................................................................................................ 40
Hình 3.4: Lựa chọn Set up wireless Adhoc network ...................................... 41
Hình 3.5: Lựa chọn đặt tên và mật khẩu ......................................................... 42
Hình 3.6: Cài đặt mạng Adhoc mới ................................................................ 42
Hình 3.7: Cài đặt thơng báo thành cơng.......................................................... 43
Hình 3.8: Biểu tượng mạng Adhoc mới tạo .................................................... 44

Hình 3.9: Biểu tượng mạng Adhoc chờ các máy thành viên kết nối .............. 44
Hình 3.10: Biểu tượng kết nối và đăng nhập vào mạng Adhoc ...................... 45
Hình 3.11: Biểu tượng các máy tính kết nối vào mạng Adhoc mới tạo ......... 46
Hình 3.12: Network and sharing center .......................................................... 47
Hình 3.13: Kiểm tra các máy trong mạng ....................................................... 47
Hình 3.13: Các giao thức trong lập trình Socket ........................................... 50
Hình 3.14: Kết nối TCP ................................................................................. 51
Hình 3.15: Dạng thức của gói tin UDP ........................................................... 56
Hình 3.16: Sơ đồ khối truyền tệp sử dụng phương thức TCP ........................ 62
Hình 3.17: Giao diện chương trình gửi tệp ..................................................... 64
Hình 3.18: Giao diện chương trình nhận tệp................................................... 65
Hình 3.19: Chọn tệp cần gửi và nhập địa chỉ IP máy nhận tệp....................... 66
Hình 3.20: Màn hình thơng báo khi có dữ liệu gửi từ máy truyền ................. 66
Hình 3.21: Chọn thư mục lưu tệp.................................................................... 66
Hình 3.22: Máy nhận tệp đang nhận dữ liệu ................................................... 67
Hình 3.23: Máy gửi tệp đang gửi dữ liệu ........................................................ 67

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ix

Hình 3.24: Thơng báo kết quả gửi dữ liệu thành cơng ................................... 68
Hình 3.25: Thơng báo kết quả nhận dữ liệu thành cơng ................................. 68
Hình 3.26: Máy truyền tệp nhận thông báo không nhận dữ liệu từ máy gửi .. 69
Hình 3.27: Máy truyền tệp nhận thơng báo có lỗi gửi file từ máy gửi ........... 69

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên





1

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học cơng nghệ nói
chung, ngành cơng nghệ thông tin đang ngày càng được đầu tư và phát triển
mạnh mẽ. Khi mà ngày càng nhiều các lĩnh vực trong đời sống xã hội như y
tế, giáo dục, xây dựng, kinh tế,... ứng dụng tin học vào trong công việc thì
Internet ngày càng khẳng định vị trí quan trọng của mình trong đời sống xã
hội.
Cùng với sự phát triển của mạng có dây truyền thống, mạng khơng dây
cũng đang có những bước phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng như cầu
truyền thơng và giải trí của con người một cách tốt nhất. Khi mà mạng không
dây ngày càng được quan tâm, đầu tư và phát triển thì ngày càng nhiều mơ
hình, kiến trúc mạng được đề xuất. Các mơ hình, kiến trúc mạng này được đề
ra nhằm làm cho mạng khơng dây dần thốt khỏi hồn tồn sự phụ thuộc vào
cơ sở hạ tầng. Một trong những mơ hình mạng được đó chính là mạng Adhoc
(Mobile Adhoc Network) thường được viết tắt là MANET. Việc các mạng
khơng dây ít phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng là một điều rất thuận lợi, giảm chi
phí mua thiết bị và tăng tính linh hoạt khi kết nối các máy tính có hỗ trợ
wireless. Muốn xây dựng các công cụ mạnh đáp ứng được nhu cầu phát triển
của mạng thì cần có các công cụ hỗ trợ mạnh mẽ như C++, C#, Java,...
Đề tài “Tìm hiểu cơng nghệ MANET và xây dựng ứng dụng truyền
tệp” khơng nằm ngồi xu hướng phát triển chung đặc biệt khi ngày nay mạng
không dây di động đang ngày càng tỏ rõ đặc tính nổi bật của mình đó là khả
năng cơ động cao, có thể di chuyển một cách tuỳ ý mà vẫn có thể truy cập
mạng và trao đổi dữ liệu với nhau.

Đề tài có ý nghĩa thiết thực trong việc nghiên cứu và phát triển môi
trường mạng không dây và trao đổi, chia sẻ dữ liệu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2

Chƣơng 1. KHÁI QUÁT VỀ MẠNG MANET
1.1. Giới thiệu về mạng MANET
1.1.1. Khái niệm cơ bản
Mạng máy tính từ lâu đã trở thành một phần không thể thiếu đối với
nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, từ các hệ thống mạng cục bộ đến hệ thống
mạng toàn cầu như Internet. Mạng máy tính đưa mọi người trên thế giới đến
gần nhau hơn, mỗi người được tiếp cận với các nguồn thông tin, tri thức rất
lớn trong kho tài nguyên khổng lồ này.
Một mạng tuỳ biến là một tập hợp các thiết bị di động hình thành nên
một mạng tạm thời mà không cần sự trợ giúp của bất kỳ sự quản lý tập trung
hoặc các dịch vụ hỗ trợ chuẩn nào thường có trên mạng diện rộng mà ở đó các
thiết bị di động có thể kết nối được. Các node được tự do di chuyển và thiết
lập nó tuỳ ý. Do đó, topo mạng khơng dây có thể thay đổi một cách nhanh
chóng và khơng thể dự báo. Nó có thể hoạt động một mình hoặc có thể được
kết nối tới Internet.
MANET (mobile Adhoc network) là một tập hợp của những nút (node)
mạng khơng dây, những node này có thể được thiết lập tại bất kỳ thời điểm và
tại bất cứ nơi nào. Mạng MANET không dùng bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Nó là
một hệ thống tự trị mà máy chủ di động được kết nối bằng đường vơ tuyến và
có thể di chuyển tự do, thường hoạt động như một router (bộ định tuyến) [4].


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




3

Hình 1.1: Minh họa mạng MANET

Hình 1.2: Biểu đồ mạng MANET
1.1.2. Lịch sử phát triển.
MANET (Mobile Adhoc Network) trước đây cịn được gọi là mạng vơ
tuyến gói, và được tài tài trợ, phát triển bởi DARPA trong đầu thập niên
1970. Sau đó một mạng mới SUSAN (Adaptive Survivable Network) đã được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




4

đề xuất bởi DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) vào năm
1983 để hỗ trợ một mạng quy mô lớn hơn, mạnh mẽ hơn. Thời gian này,
Adhoc đã được sử dụng để mô tả 1 loại mạng như tiêu chuẩn IEEE802.11
Mobile Adhoc Network đã được định nghĩa bởi IETF (Internet Engineering
Task Force) [11].
1.1.3. Các đặc điểm mạng MANET
Thiết bị tự trị đầu cuối (Autonomous terminal): Trong MANET, mỗi

thiết bị di động đầu cuối là một node tự trị. Nó có thể mang chức năng của
host và router. Bên cạnh khả năng xử lý cơ bản của một host, các node di
động này có thể chuyển đổi chức năng như một router. Vì vậy, thiết bị đầu
cuối và chuyển mạch là khơng thể phân biệt được trong mạng MANET [3].
Phân chia hoạt động (Distributed operation): Vì khơng có hệ thống
mạng nền tảng cho trung tâm kiểm soát hoạt động của mạng nên việc kiểm
soát và quản lý hoạt động của mạng được chia cho các thiết bị đầu cuối. Các
node (nút) trong MANET địi hỏi phải có sự phối hợp với nhau. Khi cần thiết
các node hoạt động như một thiết bị relay (chuyển tiếp) để thực hiện chức
năng của mình chẳng hạn như bảo mật và định tuyến.
Ðịnh tuyến đa đường: Thuật tốn định tuyến khơng dây cơ bản có thể
định tuyến một chặng và nhiều chặng dựa vào các thuộc tính liên kết khác
nhau và giao thức định tuyến. Singalhop MANET đơn giản hơn multihop ở
vấn đề cấu trúc và thực hiện với chi phí thấp và ít ứng dụng. Khi truyền các
gói dữ liệu từ một nguồn của nó đến điểm trong phạm vi truyền tải trực tiếp
không dây, các gói dữ liệu sẽ được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều trung gian
của các nút [4].
Cấu hình động (dynamic network topology): Vì các node là di động, nên
cấu trúc mạng có thể thay đổi nhanh và khơng thể biết trước, các kết nối giữa
các thiết bị đầu cuối có thể thay đổi theo thời gian. MANET sẽ thích ứng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




5

tuyến và điều kiện lan truyền giống như mẫu di động và các node mạng di
động. Các node di động trong mạng thiết lập định tuyến động với nhau khi

chúng di chuyển, hình thành mạng riêng của chúng trong khơng trung. Hơn
nữa, một thành viên trong MANET có thể khơng chỉ hoạt động trong mạng
lưới di động đặc biệt này, mà cịn có thể u cầu truy cập vào một mạng cố
định công cộng [11].
Dao động về dung lượng liên kết (Fluctuating link capacity): Bản chất tỉ
lệ bit lỗi cao của kết nối không dây cần quan tâm trong mạng MANET. Từ
đầu cuối này đến đầu cuối kia có thể được chia sẻ qua một vài chặng. Kênh
giao tiếp ở đầu cuối chịu ảnh hưởng của nhiễu, hiệu ứng đa đường, sự giao
thoa và băng thơng của nó ít hơn so với mạng có dây. Trong một vài tình
huống, truy cập của hai người dùng có thể qua nhiều liên kết khơng dây và
các liên kết này có thể khơng đồng nhất [11].
Tối ưu hoá cho thiết bị đầu cuối (light-weight terminals): Trong hầu hết
các trường hợp các node trong mạng MANET là thiết bị với tốc độ xử lý của
CPU thấp, bộ nhớ ít và lưu trữ điện năng ít. Vì vậy cần phải tối ưu hố các
thuật tốn và cơ chế [11].
1.1.4. Kiểu kết nối và cơ chế hoạt động
1.1.4.1. Mạng máy chủ di động
Ở topo này các thiết bị chỉ liên kết với một máy chủ duy nhất. Các
thiết bị khác liên kết qua máy chủ đó như hình 1.3 [7].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




6

Hình 1.3: Mạng máy chủ di động
1.1.4.2. Mạng có các thiết bị di động khơng đồng nhất
Ở topo (hình trạng) này các máy có thể liên kết trực tiếp với nhau

trong phạm vi phủ sóng của mình

Hình 1.4: Hình minh hoạ mạng có các thiết bị di động khơng đồng nhất

1.1.5. Chế độ hoạt động
1.1.5.1. Chế độ IEEE-Adhoc
Chế độ này thì các node di động truyền thơng trực tiếp với nhau mà
không cần tới một cơ sở hạ tầng nào cả. Trong chế độ này thì các liên kết
khơng thể thực hiện qua nhiều chặng [10].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




7

Hình 1.5: Chế độ IEEE-Adhoc
1.1.5.2. Chế độ cơ sở hạ tầng
Chế độ này thì mạng bao gồm các điểm truy cập AP cố định và các
node di động tham gia vào mạng, thực hiện truyền thông qua các điểm truy
cập. Trong chế độ này thì các liên kết có thể thực hiện qua nhiều chặng như
hình 1.6.

Hình 1.6: Chế độ cơ sở hạ tầng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên





8

1.2. Phân loại mạng MANET
1.2.1. Theo giao thức
1.2.1.1. Singal-hop
Mạng MANET định tuyến Singal-hop là loại mơ hình mạng Adhoc
đơn giản nhất. Trong đó, tất cả các node đều nằm trong cùng một vùng phủ
sóng, nghĩa là các node có thể kết nối trực tiếp với nhau mà không cần các
node trung gian.
Mơ hình này các node có thể di chuyển tự do nhưng chỉ trong một
phạm vi nhất định đủ để các node liên kết trực tiếp với các node khác trong
mạng của nó[10].

Hình 1.7: Singal-hop
1.2.1.2. Multi-hop
Ðây là mơ hình phổ biến nhất trong mạng MANET, nó khác với mơ
hình trước là các node có thể kết nối với các node khác trong mạng mà có thể
khơng cần kết nối trực tiếp với nhau. Các node có thể định tuyến với các node
khác thông qua các node trung gian trong mạng. Ðể mơ hình này hoạt động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




9

một cách hồn hảo thì cần phải có giao thức định tuyến phù hợp với mơ hình
mạng MANET [10].


Hình 1.8: Multi-hop

1.2.1.3 Mobile multi-hop
Mơ hình này cũng tương tự với mơ hình thứ hai Multi-hop, nhưng sự
khác biệt ở đây là mơ hình này tập trung vào các ứng dụng có tính chất thời
gian thực như audio, video.
1.2.2. Theo chức năng
1.2.2.1. Mạng MANET đẳng cấp (Flat)
Trong kiến trúc này tất cả các node có vai trị ngang hàng với nhau
(peer-to-peer) và các node đóng vai trị như các router định tuyến dữ liệu gói
trên mạng. Trong những mạng lớn thì cấu trúc Flat khơng tối ưu hố việc sử
dụng tài ngun băng thơng của mạng vì những thơng tin điều khiển phải
truyền trên tồn bộ mạng. Tuy nhiên nó thích hợp trong những topo có các
node di chuyển nhiều.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




10

1.2.2.2. Mạng MANET phân cấp (Hierarchical)
Ðây là mơ hình sử dụng phổ biến nhất. Trong mơ hình này thì mạng
chia thành các domain (miền), trong mỗi domain bao gồm một hoặc nhiều
cluster (nhóm), mỗi cluster chia thành nhiều node (nút). Có hai loại node là
master node và nomal node.
 Master node: là node quản trị một router có nhiệm vụ chuyển dữ liệu
của các node trong cluster đến các node trong cluster khác và ngược lại. Nói

cách khác nó có nhiệm vụ như một gateway [10].
 Normal node: là các node nằm trong cùng một cluster. Nó có thể kết
nối với các node trong cluster hoặc kết nối với các cluster khác thơng qua
master node [10].

Hình 1.9: Mơ hình mạng phân cấp
Với các cơ chế trên mạng sử dụng tài ngun băng thơng hiệu quả hơn
vì các tin nhắn chỉ phải truyền trong 1 cluster. Tuy nhiên việc quản lý tính
chuyển động của các node trở nên phức tạp hơn. Kiến trúc mạng phân cấp
thích hợp cho các mạng có tính chuyển động thấp.
1.2.2.3. Mạng MANET kết hợp (Aggregate)
Mạng = Zones, Zone = nodes

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




11

Mỗi node bao gồm hai mức topo: Topo mức thấp (node level), và
topo mức cao (zone level).
Mỗi node đặc trưng bởi: node ID và zone ID. Trong một Zone có thể áp
dụng kiến trúc đẳng cấp hoặc kiến trúc phân cấp [10].

Hình 1.10: Mơ hình mạng Aggregate
1.3. Định tuyến
Trong mạng thơng tin vơ tuyến nói chung và mạng Adhoc nói riêng do
mỗi nút mạng đều có khả năng di chuyển nên topo mạng cũng thay đổi theo
thời gian. Ðặc điểm này gây ra khó khăn trong việc truyền tải gói tin. Riêng

mạng Adhoc gói tin muốn đến được đích thì phải truyền qua nhiều trạm và
nút mạng do đó để gói tin đến được đích thì nút mạng phải sử dụng phương
pháp định tuyến. Giao thức định tuyến có hai chức năng: Tìm, chọn đường đi
tốt nhất và chuyển gói tin đến đúng đích [4].
1.4. Bảo mật trong MANET
Mỗi router MANET có thể khơng biết trước các router lân cận của nó,
nhưng nó phải xác định quần thể các router lân cận và theo dõi sự thay đổi
của các router này như là sự thay đổi của mạng. Tương tự đối với các thành

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




12

viên khác trong mạng MANET các router MANET có thể rời mạng hoặc gia
nhập vào một mạng MANET, và do đó mạng MANET này có thể chia nhỏ
hoặc hịa nhập vào mạng khác. Ngoài vấn đề này, nhiều router MANET được
sử dụng để truyền thông qua các giao diện vô tuyến và bản chất mở của giao
diện vô tuyến cũng có nghĩa là các nốt gần nhau thường có khả năng gửi và
nhận các gói tin giao thức MANET.
Nếu khơng có các biện pháp bảo mật, các router MANET hoạt động với
các đặc điểm trên sẽ thể hiện các thông tin về giao thức và nhận các thông tin
về giao thức từ các nốt bên cạnh. Việc bảo vệ các router MANET khỏi các nốt
xung quanh có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phương thức bảo
mật bao gồm: mật khẩu chữ kí, đảm bảo nguyên vẹn dữ liệu và nhận thực
thực thể ngang cấp. Các tình huống triển khai mạng MANET khác nhau sẽ có
các yêu cầu về bảo mật khác nhau [9].
Nếu một mạng MANET được triển khai cho quân đội thì việc để lộ cấu

hình mạng cho bất kì tổ chức nào đều khơng thể được chấp nhận còn đối với
mạng triển khai cho khu vực dân sự thì thơng tin về cấu hình mạng sẽ ít quan
trọng hơn.
Ngồi ra, các tình huống triển khai khác nhau có thể yêu cầu các cơ chế
khác nhau để giải quyết vấn đề bảo mật như dùng mã khóa hoặc chứng thực
chia sẻ trước, và chính các router MANET có thể có những u cầu thêm như
cơng suất tính tốn cho việc tạo và kiểm tra các mật mã. Vì vậy, do sự đa
dạng của các router MANET và các tình huống triển khai, giao thức MANET
cần cho phép nhiều cơ chế bảo mật thích hợp khác nhau.
1.5. Ứng dụng của MANET
Với sự gia tăng của thiết bị cầm tay cũng như sự tiến bộ trong thông tin
không dây. Mạng di động gia tăng thêm tầm quan trọng với sự gia tăng các
ứng dụng rộng rãi. Mạng di động nay có thể áp dụng ở những nơi có ít cơ sở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên