Hiện nay, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với những dịch vụ chất lượng cao, đòi hỏi cần phải có cơ sở hạ tầng đảm bảo cho quá trình truyền thông trên nhiều môi trường khác nhau. Đặc biệt sự ra đời mạng không dây đã đáp ứng một phần giải quyết cho việc truyền thông trên những địa hình di động mà mạng có dây không thể thực hiện tốt được như đã nghiên cứu trong [4],[5]. Mặc khác, có nhiều giao thức định tuyến ra đời đã được trình bày ở [7],[8] nhằm đáp ứng việc nâng cao chất lượng dịch vụ. Từ đó có những đánh giá hiệu năng [1],[2] để không ngừng cải thiện các độ đo của nó, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo. Vì vậy, luận văn này chúng tôi tiếp tục nghiên cứu mạng di động tùy biến không dây (Mobile Ad Hoc Network - MANET). Mạng MANET là một mạng bao gồm các thiết bị di động vô tuyến kết nối ngang hàng với nhau hình thành nên một mạng tạm thời mà không cần sự trợ giúp của các thiết bị trung tâm cũng như các cơ sở hạ tầng mạng cố định, nên nó vừa đóng vai trò truyền thông, vừa đóng vai trò như thiết bị định tuyến. Vì thế, một số giao thức định tuyến truyền thống không còn phù hợp với mạng MANET mà được thay thế bằng các giao thức định tuyến theo yêu cầu, bảng ghi, kết hợp.[8],[9].
Nội dung chính của luận văn sẽ đi sâu nghiên cứu các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET. Đồng thời đánh giá hiêu năng của một số giao thức định tuyến theo yêu cầu tiêu biểu trong mạng MANET dựa trên phương pháp mô phỏng bằng NS-2. Từ đó đề xuất môi trường áp dụng tốt cho từng giao thức khác nhau, đảm bảo truyền thông tin cậy và hiệu quả.
Nội dung luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về mạng không dây. Trong chương này, chúng tôi nghiên cứu các cơ sở lý thuyết nền của mạng không dây, phân loại mạng không dây, các thiết bị hạ tầng để triển khai hệ thống mạng không dây và ứng dụng tích cực vào mạng MANET.
Chương 2: Nghiên cứu các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET nhằm phân tích một số thuật toán định tuyến truyền thống trên hệ thống mạng, từ đó rút ra khuyết điểm mà các giao thức truyền thống không thể áp dụng cho mạng MANET. Thông qua việc phân loại các giao thức định tuyến trên mạng MANET để so sánh và đánh giá một số giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET.
Chương 3: Mô phỏng một số giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET. Sau khi nghiên cứu kỹ các giao thức định tuyến ở chương 2, chúng tôi sẽ sử dụng phương pháp mô phỏng NS-2 cho môi trườn mạng MANET để so sánh, đánh giá hiệu năng một số giao thức định tuyến theo yêu cầu.
74 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2805 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOĐẠI HỌC HUẾTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
PHẠM VĂN TRUNG
NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
ĐIỀU KHIỂN THEO YÊU CẦU TRÊN MẠNG MANET
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Huế 2009
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOĐẠI HỌC HUẾTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
PHẠM VĂN TRUNG
NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
ĐIỀU KHIỂN THEO YÊU CẦU TRÊN MẠNG MANET
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH
MÃ SỐ: 60.48.01
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. VÕ THANH TÚ
Huế 2009
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Học viên
Phạm Văn Trung
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy giáo hướng dẫn Tiến sĩ Võ Thanh Tú, người đã tận tình dẫn dắt và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Khoa học Huế, các thầy giáo của Viện Công nghệ Thông tin và trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các cán bộ phòng Quản lý Khoa học - Đối ngoại, những người đã trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin được cảm ơn trường Đại học Phạm Văn Đồng Quảng Ngãi, Khoa Công nghệ thông tin đã tạo mọi điều kiện để tôi được đi học và hoàn thành tốt khoá học.
Xin chân thành cảm ơn các anh chị lớp cao học Khoa học máy tính khoá 2007 và các bạn đồng nghiệp đã luôn bên cạnh, động viên, khuyến khích tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Phạm Văn Trung
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AODV
Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing
AP
Access Point
BSS
Basic Service Set
DSR
Dynamic Source Routing
ESS
Extended Service sets
IBSS
Independent Basic Service sets
IEEE
Institute of Electrical and Electronics Engineers
LAN
Local Area Network
MANET
Mobile Ad Hoc Network
RREP
Route Reply
RREQ
Route Request
RRER
Route Error
UWB
Ultra-WideBand
WiMAX
Worldwide Interoperability for Microwave Access
WLAN
Wireless Local Area Network
WPAN
Wireless Persional Area Network
WUSB
Wireless Universal Serial Bus
WWAN
Wireless Wide Area Network
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, LƯU ĐỒ TRANG
Bảng 2.1. Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 1 42
Bảng 2.2. Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 2 43
Bảng 2.3. Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 3 43
Bảng 2.4. Thông tin lưu trữ trong Route Cache tại thời điểm 4 44
Lưu đồ 2.1. Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của DSR 31
Lưu đồ 2.2. Cơ chế xử lý khám phá đường tại node của AODV 39
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRANG
Hình 1.1. Minh họa mạng không dây cố định 6
Hình 1.2. Minh họa mạng không dây với các điểm truy cập cố định 7
Hình 1.3. Minh họa mạng di động tùy biến 7
Hình 1.4. Mô hình mạng độc lập 8
Hình 1.5. Mô hình mạng cơ sở 8
Hình 1.6. Mô hình mạng mở rộng 9
Hình 1.7. Mô hình điểm truy cập và các máy khách 10
Hình 1.8. Mô hình Root Mode 11
Hình 1.9. Mô hình Bridge Mode 11
Hình 1.10. Mô hình Repeater Mode 12
Hình 1.11. Các thiết bị truy cập mạng không dây 12
Hình 2.1. Phân loại các giao thức định tuyến trong mạng Ad Hoc 36
Hình 2.2. Mô hình mạng Ad Hoc gồm 12 nút 41
Hình 2.2.1. Nút S phát gói tin RREQ đến các nút lân cận A, E, F 43
Hình 2.2.2. Nút A, F phát gói tin RREQ đến các nút F, B, A, K, G 42
Hình 2.2.3. Nút B, K, G phát gói tin RREQ đến các nút C, G, H, K 42
Hình 2.2.4. Nút H, C phát gói tin RREQ đến các nút láng giềng I, D, J 43
Hình 2.2.5. Nút D phát gói tin RREP về nút S theo đường đã khám phá 44
Hình 2.3. Minh họa cơ chế duy trì thông tin định tuyến 45
Hình 2.4. Các trường trong gói tin RREQ 47
Hình 2.5. Các trường trong gói tin RREP 49
Hình 3.1. Tổng quan về NS dưới góc độ người dùng 54
Hình 3.2: Luồng các sự kiện cho file Tcl chạy trong NS-2 55
Hình 3.3. Kiến trúc tầng của NS2 56
Hình 3.4. Mã cấu hình sự di chuyển cho Node 57
Hình 3.5. Mô hình mạng MANET gồm 50 node 63
Hình 3.6a. So sánh tỉ lệ phát gói tin thành công của AODV và DSR 64
Hình 3.6b. Kết quả phân phát gói tin thành công của AODV và DSR 65
Hình 3.6c. Trễ đầu cuối trung bình toàn hệ thống 65
Hình 3.7a. Tỉ lệ phân phát gói tin thành công trường hợp 10 nguồn 66
Hình 3.7b. Tỉ lệ phân phát gói tin thành công trường hợp 20 nguồn 67
Hình 3.7c. Tỉ lệ phân phát gói tin thành công trường hợp 30 nguồn 68
Hình 3.8. Thời gian trễ trung bình trường hợp 10, 20 và 30 nguồn 69
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với những dịch vụ chất lượng cao, đòi hỏi cần phải có cơ sở hạ tầng đảm bảo cho quá trình truyền thông trên nhiều môi trường khác nhau. Đặc biệt sự ra đời mạng không dây đã đáp ứng một phần giải quyết cho việc truyền thông trên những địa hình di động mà mạng có dây không thể thực hiện tốt được như đã nghiên cứu trong [4],[5]. Mặc khác, có nhiều giao thức định tuyến ra đời đã được trình bày ở [7],[8] nhằm đáp ứng việc nâng cao chất lượng dịch vụ. Từ đó có những đánh giá hiệu năng [1],[2] để không ngừng cải thiện các độ đo của nó, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo. Vì vậy, luận văn này chúng tôi tiếp tục nghiên cứu mạng di động tùy biến không dây (Mobile Ad Hoc Network - MANET). Mạng MANET là một mạng bao gồm các thiết bị di động vô tuyến kết nối ngang hàng với nhau hình thành nên một mạng tạm thời mà không cần sự trợ giúp của các thiết bị trung tâm cũng như các cơ sở hạ tầng mạng cố định, nên nó vừa đóng vai trò truyền thông, vừa đóng vai trò như thiết bị định tuyến. Vì thế, một số giao thức định tuyến truyền thống không còn phù hợp với mạng MANET mà được thay thế bằng các giao thức định tuyến theo yêu cầu, bảng ghi, kết hợp...[8],[9].
Nội dung chính của luận văn sẽ đi sâu nghiên cứu các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET. Đồng thời đánh giá hiêu năng của một số giao thức định tuyến theo yêu cầu tiêu biểu trong mạng MANET dựa trên phương pháp mô phỏng bằng NS-2. Từ đó đề xuất môi trường áp dụng tốt cho từng giao thức khác nhau, đảm bảo truyền thông tin cậy và hiệu quả.
Nội dung luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về mạng không dây. Trong chương này, chúng tôi nghiên cứu các cơ sở lý thuyết nền của mạng không dây, phân loại mạng không dây, các thiết bị hạ tầng để triển khai hệ thống mạng không dây và ứng dụng tích cực vào mạng MANET.
Chương 2: Nghiên cứu các giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET nhằm phân tích một số thuật toán định tuyến truyền thống trên hệ thống mạng, từ đó rút ra khuyết điểm mà các giao thức truyền thống không thể áp dụng cho mạng MANET. Thông qua việc phân loại các giao thức định tuyến trên mạng MANET để so sánh và đánh giá một số giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET.
Chương 3: Mô phỏng một số giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu trên mạng MANET. Sau khi nghiên cứu kỹ các giao thức định tuyến ở chương 2, chúng tôi sẽ sử dụng phương pháp mô phỏng NS-2 cho môi trườn mạng MANET để so sánh, đánh giá hiệu năng một số giao thức định tuyến theo yêu cầu.
Cuối cùng là kết luận và đề xuất một số hướng nghiên cứu tiếp tục trong tương lai.Trong quá trình nghiên cứu, do còn nhiều hạn chế về khả năng và thời gian thực hiện nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo, các nhận xét và góp ý của bạn bè, đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY
Với sự phát triển của công nghệ thông tin đã mang lại nhiều hiệu quả đối với khoa học cũng như trong các hoạt động thực tế, trong đó mạng máy tính là một lĩnh vực đem lại hiệu quả thiết thực cho con người. Thông qua mạng máy tính chúng ta có thể chia sẻ thông tin ở bất kỳ nơi nào trên mạng, tìm kiếm thông tin một cách nhanh chóng, chính xác và hiệu quả.
Mặc dù mạng máy tính đã xuất hiện từ nhiều thập niên nhưng cho đến những năm gần đây, cùng với sự ra đời các thiết bị di động thì nhu cầu nghiên cứu và phát triển các hệ thống mạng không dây ngày càng trở nên cấp thiết. Nhiều công nghệ, phần cứng, các giao thức, chuẩn giao tiếp mạng lần lượt ra đời và đang được tiếp tục nghiên cứu để nâng cao hiệu năng làm việc.
Giới thiệu về mạng không dây
Mạng không dây có tính linh hoạt cao, hỗ trợ các thiết bị di động nên không bị ràng buộc cố định về phân bố địa lý như trong mạng hữu tuyến. Ngoài ra, trong quá trình hoạt động chúng ta còn có thể dễ dàng bổ sung hay thay thế các thiết bị tham gia mạng mà không cần phải cấu hình lại toàn bộ topology của mạng. Trong đó, mô hình mạng MANET (Mobile Ad Hoc Network) là một trong những mô hình mạng không dây được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực quân sự, hàng không, vận tải tàu biển... việc triển khai hệ thống mạng không đòi hỏi nhiều về cơ sở hạ tầng mạng, không cần thiết phải có các thiết bị điều khiển trung tâm và không phụ thuộc vào vị trí địa lý [5].
Khác với các hệ thống mạng có dây, việc định tuyến tìm đường đi tối ưu để truyền dữ liệu trong các hệ thống mạng không dây khá phức tạp, đòi hỏi phải có các cơ chế điều khiển phù hợp với từng mô hình cụ thể. Đây là một trong những hạn chế lớn nhất của mạng không dây làm ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu. Bên cạnh đó, khả năng gây nhiễu và mất gói tin trong quá trình truyền dữ liệu của mạng không dây là khá cao.
Hiện nay, những hạn chế trên đang dần được khắc phục thông qua các nghiên cứu về mạng không dây được đề xuất và thử nghiệm trên các mô hình mạng thực tế nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng của hệ thống mạng, hứa hẹn những bước phát triển mới trong tương lai về lĩnh vực mạng máy tính.
Phân loại mạng không dây:
Tương tự như mạng có dây, mạng không dây có thể triển khai trong nhiều dạng khu vực địa lý khác nhau, với một số công nghệ hạ tầng để triển khai phù hợp. Như vậy, việc phân loại mạng không dây chúng ta có thể dựa vào 2 tiêu chí cơ bản: Theo qui mô triển khai mạng và theo quan hệ di động của các thiết bị mạng [5],[9].
Theo qui mô triển khai mạng:
Dựa trên qui mô triển khai mạng, mạng không dây có thể được phân thành 3 loại: WPAN (Wireless Personal Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), và WWAN (Wireless Wide Area Network).
Mạng WPAN (Wireless Personal Area Network): Mạng WPAN hay còn gọi là Bluetooth là một công nghệ không dây cho phép các thiết bị điện, điện tử giao tiếp với nhau bằng sóng radio qua băng tần chung ISM (Industrial, Scientific and Medical) 2.4 GHz. Năm 1994 hãng Ericsson đề xuất việc nghiên cứu và phát triển giao diện vô tuyến công suất nhỏ, chi phí thấp, sử dụng sóng vô tuyến để kết nối không dây giữa các thiết bị di động với nhau và các thiết bị điện tử khác, tổ chức SIG (Special Interest Group) đã chính thức giới thiệu phiên bản 1.0 của Bluetooth vào tháng 7 năm 1999. Mạng WPAN cho phép các thiết bị kết nối tạm thời khi cần thiết (ad hoc) với khoảng cách giữa các thiết bị tối đa là 10m. Hỗ trợ tối đa 8 kết nối đồng thời với các thiết bị khác. Băng thông tối đa 1 Mbps được chia sẻ cho tất cả kết nối trên cùng 1 thiết bị.
Mạng WLAN (Wireless Local Area Network): Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sản xuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900Mhz, sử dụng sóng điện từ (thường là sóng radio hay tia hồng ngoại) để liên lạc giữa các thiết bị trong phạm vi trung bình. So với Bluetooth, Wireless LAN có khả năng kết nối phạm vi rộng hơn với nhiều vùng phủ sóng khác nhau, do đó các thiết bị di động có thể tự do di chuyển giữa các vùng với nhau. Phạm vi hoạt động từ 100m đến 500m với tốc độ truyền dữ liệu trong khoảng 11Mbps-54Mbps.
Sự ra đời của các cầu nối WLAN đã đem lại nhiều lợi ích về khả năng di động và khai thác mạng linh hoạt. Với mạng WLAN, người dùng có thể truy cập các thông tin dùng chung mà không cần tìm chỗ cắm thiết bị và các nhà quản lý mạng có thể thiết lập hoặc làm tăng thêm mạng lưới mà không cần lắp đặt hoặc di chuyển hệ thống dây. WLAN còn cho năng suất lưu lượng tăng, thuận tiện, lợi thế về chi phí so với các hệ thống mạng hữu tuyến truyền thống.
Mạng WLAN hoạt động khá linh hoạt với các ưu điểm như: dễ cấu hình và cài đặt, tiết kiệm chi phí mở rộng mạng. Tuy nhiên, tốc độ còn chậm hơn so với LAN và dễ bị nhiễu.
Mạng WWAN (Wireless Wide Area Network): Hệ thống WWAN được triển khai bởi một công ty hay tổ chức trên phạm vi rộng, khai thác băng tần đã đăng ký trước với cơ quan chức năng và sử dụng các chuẩn mở như: AMPS, GSM, TDMA và CDMA. Phạm vi hoạt động có thể lên đến hàng trăm km với tốc độ truyền từ 5Kbps đến 20Kbps. Ưu điểm nỗi trội của WWAN như: dễ dàng mở rộng hệ thống mạng, tránh được giới hạn của việc sử dụng cáp và các thiết bị phần cứng khác, các thiết bị di động có khả năng di chuyển trong phạm vi rộng. Bên cạnh đó, WWAN cũng có những nhược điểm cơ bản như: dễ bị ảnh hưởng của tác động môi trường, không an toàn, chất lượng mạng chưa cao, chi phí cao trong việc thiết lập cơ sở hạ tầng.
Theo quan hệ di động của các bộ định tuyến và nút mạng:
Với hướng này có thể phân thành 3 loại: Mạng không dây cố định (Fixed wireless network), Mạng không dây với các điểm truy cậy cố định (Wireless network with fixed access points) và Mạng di động tùy biến (Mobile ad hoc network).
Mạng không dây cố định (Fixed wireless network): Các bộ định tuyến và nút mạng (host) sử dụng các kênh không dây để kết nối với nhau. Một ví dụ điển hình của loại mạng này là những thiết bị truy cập mạng được cố định và sử dụng thiết bị anten để kết nối.
Hình 1.1. Minh họa mạng không dây cố định
Mạng không dây với các điểm truy cập cố định (Wireless network with fixed access points): các nút mạng (host) sử dụng những kênh không dây để kết nối với các điểm truy cập cố định. Các điểm truy cập cố định đóng vai trò như các thiết bị định tuyến cho các nút mạng. Một ví dụ điển hình cho kỹ thuật này là việc sử dụng các laptop trong một tòa nhà để truy cập đến các điểm truy cập cố định.
Hình 1.2. Minh họa mạng không dây với các điểm truy cập cố định
Mạng di động tùy biến (MANET - Mobile Ad hoc Network): Đây là một mô hình bao gồm các nút mạng di động, một vài host sẽ đóng vai trò định tuyến và chuyển các gói tin đến các nút lân cận. Như vậy, việc triển khai mô hình mạng dạng MANET sẽ không yêu cầu có các thiết bị trung tâm, vì thế mô hình này rất thích hợp trong các khu vực không thể xây dựng các cơ sở hạ tầng mạng. Một ví dụ điển hình cho kỹ thuật này là một hệ thống mạng bao gồm những nút mạng di động (các chiếc tàu) được kết nối ngang hàng với nhau thông qua các thiết bị truy cập không dây. [9]
Hình 1.3. Minh họa mạng di động tùy biến
Trên cơ sở phân loại, chúng ta sẽ xét tiếp các mô hình hoạt động của nó.
Một số mô hình mạng không dây
Mô hình truy nhập cơ bản của mạng không dây theo chuẩn IEEE 802.11 bao gồm một nhóm các trạm phát sóng (Access Point - AP) được kết nối với nhau trong vùng dịch vụ cơ bản BSS (Basic Service Set), được xác định bởi các tính truyền dẫn của môi trường vô tuyến. Một trạm AP trong miền dịch vụ cơ bản có thể kết nối với các AP khác trong cùng BSS hoặc BSS khác. Mô hình mạng không dây có thể chia thành 3 loại: Mô hình mạng độc lập, mô hình mạng cơ sở và mô hình mạng mở rộng.
Mô hình mạng độc lập (Independent Basic Service sets – IBSS hay còn gọi là mạng Ad hoc):
Các trạm trong IBSS kết nối trực tiếp với nhau vì thế các trạm này cần phải nằm trong phạm vi kết phủ sóng với nhau (Hình 1.4). Một IBSS còn được xem như là một kiểu cấu hình "ad hoc" vì nó không cần thông qua một hạ tầng mạng nào cả mà chỉ là kết nối peer-to-peer (từng đôi một). Hai máy tính có lắp đặt card mạng wifi sẽ có thể tạo thành một mạng WLAN.
Hình 1.4. Mô hình mạng độc lập
Mô hình mạng cơ sở (Basic Service sets – BSS):
Một BSS là một nhóm các thiết bị 802.11 kết nối với nhau. Khác với cấu hình ad hoc, cấu hình BSS đòi hỏi phải có một thiết bị đặc biệt làm tâm điểm, gọi là trạm truy nhập AP (Access Point). AP là điểm trung tâm liên lạc cho mọi thiết bị trong cùng một vùng dịch vụ cơ bản. Các thiết bị sẽ không liên lạc trực tiếp nhau, mà liên lạc thông qua AP. Thông tin sẽ chuyển đến AP và AP sẽ chuyển tiếp thông tin đến thiết bị đến, AP trong mô hình này có thể kết nối với một mạng có dây.
Hình 1.5. Mô hình mạng cơ sở
Mô hình mạng mở rộng (Extended Service sets – ESS)
BSS có thể sử dụng trong gia đình, văn phòng nhỏ nhưng không thể sử dụng trong khu vực lớn. 802.11 cho phép xây dựng mạng không dây kích thước lớn bằng cách liên kết các BSS vào một ESS.
Các trạm trong cùng một ESS có thể liên lạc với nhau thậm chí các trạm này có thể di chuyển giữa các khu vực này với nhau.
Hình 1.6. Mô hình mạng mở rộng
Dựa trên các mô hình đã xét, chúng ta sẽ phân tích một số các thiết bị yêu cầu để triển khai một hệ thống mạng.
Yêu cầu về thiết bị sử dụng trong mạng không dây:
Tương tự như các hệ thống mạng có dây, việc triển khai hệ thống mạng không dây cũng yêu cầu một số thiết bị truy cập mạng hợp lý. Đa số các thiết bị truy cập mạng hiện nay đều có hỗ trợ việc kết nối mạng không dây. Trong phần này, chúng tôi giới thiệu một số thiết bị chủ yếu để triển khai một hệ thống mạng không dây.
Điểm truy cập: (AP – Access Point):
AP là thiết bị phổ biến nhất trong hệ thống mạng không dây, cung cấp cho các máy khách (client) một điểm truy cập vào mạng (Nơi mà các máy tính dùng wireless có thể vào mạng nội bộ). AP là một thiết bị song công (Full duplex) có mức độ thông minh tương đương với một chuyển mạch Ethernet phức tạp (Switch).
Hình 1.7. Mô hình điểm truy cập và các máy khách
AP có thể giao tiếp với các máy không dây, các mạng có dây truyền thống và với các AP khác. Trong từng cơ chế giao tiếp cụ thể, AP sẽ hoạt động dưới các chế độ khác nhau. Có 3 chế độ hoạt động chính của AP: Root mode, Repeater mode và Bridge mode. [4]
Chế độ gốc (Root mode): Root mode được sử dụng khi AP được kết nối với mạng backbone có dây thông qua giao diện có dây (thường là mạng Ethernet) của nó. Hầu hết các AP sẽ hỗ trợ các mode khác ngoài root mode. Tuy nhiên root mode là cấu hình mặc định, khi một AP được kết nối với phân đoạn có dây thông qua cổng Ethernet của nó thì sẽ được cấu hình để hoạt động trong root mode. Khi ở trong root mode, các AP được kết nối với cùng một hệ thống phân phối có dây có thể nói chuyện được với nhau thông qua phân đoạn có dây. Các client không dây có thể giao tiếp với các client không dây khác nằm trong những cell (ô tế bào, hay vùng phủ sóng của AP) khác nhau thông qua AP tương ứng mà chúng kết nối vào, sau đó các AP này sẽ giao tiếp với nhau thông qua phân đoạn có dây.
Hình 1.8. Mô hình Root Mode
Chế độ cầu nối (Bridge Mode): Trong Bridge mode, AP hoạt động hoàn toàn giống với một cầu nối không dây. Chỉ một số ít các AP trên thị trường có hỗ trợ chức năng Bridge, đều này sẽ làm cho thiết bị có giá cao hơn đáng kể.
Hình 1.9. Mô hình Bridge Mode
Chế độ lặp (repeater mode): AP có khả năng cung cấp một đường kết nối không dây vào mạng có dây thay vì một kết nối có dây bình thường. Ở chế độ này, một AP hoạt động như là một root AP và AP còn lại hoạt động như là một Repeater không dây.
Hình 1.10. Mô hình Repeater Mode
Thiết bị truy cập không dây:
Hình 1.11. Các thiết bị truy cập mạng không dây
Các máy tính nằm trong vùng phủ sóng WiFi cần có các bộ thu không dây để có thể kết nối vào mạng. Các bộ thu này có thể được tích hợp vào các máy tính xách tay hay đ