基于网络编码的自组网络路由算法的研究

发布时间：2017-06-21 22:06

  本文关键词：基于网络编码的自组网络路由算法的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线自组网络机动灵活、组网速度快、抗毁性强、无需基站或中心节点支持等特点让其在军用通信、紧急救援场所通信、偏远野外地区通信等复杂的通信场景中得到了广泛的应用。无人机网络作为无线自组网络的一种,在侦查、探测、中继通信等应用领域的作用越来越突出,使无人机网络得到的关注与日俱增,尤其是对无人机网络路由及安全方面的关注。但无人机网络通信节点移动速度快等特点使其在路由及安全方面面临更多的挑战。无线自组网络路由协议AODV能应用在无人机网络中,但其吞吐量、数据投递成功率等性能低且没有安全保障,从而影响了无人机间的通信性能。为此,本文主要针对上述两方面的问题进行了研究。(1)为解决AODV协议在无人机网络中吞吐量及数据投递成功率低等问题,本文引入了网络编码技术和移动感知机制,提出一种基于网络编码的移动感知路由算法(MA_AODV_NC,Mobility Aware AODV Basic Network Coding)。该算法引入了偏离度来衡量无人机间的相对稳定性,提出了编码路径总偏离度的概念,并将其纳入到路由度量中以减少节点快速移动对网络性能的影响。提出了连续解码失败反馈机制,该机制能在一定程度提升编码感知路由协议在节点移动速度快的网络场景中的解码成功率、减少网络资源不必要的浪费。改进了COPE协议编码机会发现算法,使其摆脱了只能发现2跳范围内编码机会的限制,从而发现更多的编码机会。(2)在MA_AODV_NC路由算法的基础上继续进行路由安全方面的改进。针对检测和防御难度大的虫洞攻击,提出一种基于邻居节点回馈路由信息差异的虫洞攻击检测算法。并将其嵌入到MA_AODV_NC路由算法中,形成一种能防御虫洞攻击的编码感知路由算法(DWA_AODV_NC,Defense Wormhole Attack AODV Basic Network Coding)。该算法能摆脱对特殊硬件、时间同步等条件的依赖,在通信节点较密集的网络中虫洞攻击检测成功率高,误报率较低。最后,本文以网络仿真器QualNet为平台,对本文研究的2个算法分别进行建模和仿真验证,并通过一系列的仿真实验验证了新提出来的算法达到了预期的设计目标。本文的研究成果对基于网络编码的无线自组织网络路由协议的研究具有一定的参考意义。
【关键词】：无线自组网络 网络编码 移动感知 AODV协议 虫洞攻击
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及研究现状10-15
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 国外研究现状11-13
• 1.1.3 国内研究现状13-15
• 1.2 研究内容及意义15-16
• 1.3 研究目标16
• 1.4 论文章节安排16-18
• 第二章 编码感知路由协议及Ad hoc网络安全18-34
• 2.1 网络编码技术18-22
• 2.1.1 网络编码原理及优势18-19
• 2.1.2 网络编码的应用19
• 2.1.3 编码感知路由协议19-22
• 2.2 AODV路由协议22-25
• 2.2.1 AODV路由消息格式23-24
• 2.2.2 AODV路由发现及维护24-25
• 2.3 Ad hoc网络安全25-29
• 2.3.1 移动Ad hoc网络安全目标25-26
• 2.3.2 移动Ad hoc网络安全威胁26-27
• 2.3.3 路由攻击技术与虫洞攻击27-29
• 2.4 无线自组网络仿真技术29-32
• 2.4.1 常用无线自组网络仿真器29-31
• 2.4.2 QualNet仿真平台31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第三章 基于网络编码的移动感知路由算法研究34-50
• 3.1 研究动机34
• 3.2 移动感知算法研究34-36
• 3.3 多跳网络编码机会发现算法研究36-41
• 3.3.1 监听及伪广播机制37-38
• 3.3.2 多跳编码机会发现算法研究38-41
• 3.4 基于网络编码的移动感知路由算法的设计与实现41-48
• 3.4.1 协议栈模型41-42
• 3.4.2 编解码算法的设计与实现42-48
• 3.4.3 路由度量的设计48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 防御虫洞攻击的编码感知路由协议研究50-65
• 4.1 研究动机50
• 4.2 虫洞攻击检测算法分析及虫洞攻击模式仿真50-54
• 4.2.1 虫洞攻击检测算法分析50-52
• 4.2.2 虫洞攻击模式仿真52-53
• 4.2.3 虫洞攻击特征分析53-54
• 4.3 基于邻居节点回馈路由信息差异的虫洞检测算法研究与设计54-60
• 4.3.1 约定与假设54
• 4.3.2 虫洞检测算法研究与设计54-60
• 4.4 防御虫洞攻击的编码感知路由的设计与实现60-64
• 4.4.1 DWA_AODV_NC中改进的包格式61-62
• 4.4.2 消息处理算法设计及实现62-63
• 4.4.3 路由度量设计63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 仿真验证与结果分析65-76
• 5.1 算法的加载及参数配置65-67
• 5.2 基于网络编码的移动感知路由算法的仿真验证67-71
• 5.2.1 性能评价指标67
• 5.2.2 仿真验证与结果分析67-71
• 5.3 防御虫洞攻击的编码感知路由协议的仿真验证71-75
• 5.3.1 性能评价指标71-72
• 5.3.2 仿真验证与结果分析72-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士期间的研究成果82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨姣;王东;;基于RTT的统计分析方法检测与防御虫洞攻击[J];计算机系统应用;2011年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王静;网络编码理论及其应用的研究[D];西安电子科技大学;2009年

  本文关键词：基于网络编码的自组网络路由算法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：470022