Ad Hoc网络多径节能路由协议的研究

【摘要】： Ad Hoc网络是不依赖于网络基础设施,移动节点之间通过无线通信相互进行路由的无线移动自组织网络。该网络具有机动性高,部署快等诸多特点,可应用于现代战场、救灾、会议等许多紧急场合,因而引起了研究者的广泛关注。由于Ad Hoc网络存在节点移动的不确定性、节点能量和路由安全有限性将导致路由的不健壮性等诸多因素,因此如何提高路径的健壮性则成为Ad Hoc路由协议研究的主要目标。 本文从Ad Hoc网络路由协议的多径路由出发,对相关理论和关键技术进行了广泛深入的研究,主要工作包括以下几个方面: (1)针对目前现有的Ad Hoc网络多径路由协议,在节能方面存在的问题,提出了节能的Ad Hoc多径路由协议AHMP(Ad HocMulti-Path Power-saving Protocol)协议。详细阐述了控制报文的设计方法和算法以及路由建立的过程,该协议充分考虑了路由耗能最小、避开能量较低节点、备选路由等,在此基础上加权,计算最优路由。并运用NS2网络仿真平台对本文提出的AHMP协议和传统的多径AOMDV、MSR协议进行了对比仿真试验。从分组递交率、端到端平均时延、吞吐量以及网络存活时间等方面进行比较。仿真结果表明,所提出的AHMP协议比传统的多径协议在没有明显增加端到端平均延时的情况下,分组递交率、吞吐量和网络存活时间等性能都有明显的提高,由此证明AHMP是一种有效的多径路由。 (2)在移动Ad Hoc网络中,网络的自组织、动态拓扑以及无线接入等特点使得路由的安全性问题日益突出。针对网络中节点的不规范路由行为,提出一种通过对网络节点采取信用认证制度的多径路由选择算法,来发现更加稳定可靠的路由从而排斥那些可能有不规则行为的节点。通过仿真实验表明,该算法不仅能够保证网络的安全稳定性,同时也可以给节点更好的服务质量保证。 【关键词】：Ad Hoc网络 多径路由 节能 路由安全
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景以及意义9-10
• 1.2 Ad Hoc网络概述10-14
• 1.2.1 Ad Hoc网络发展10-11
• 1.2.2 Ad Hoc网络的体系结构11-12
• 1.2.3 Ad Hoc网络的特点12-13
• 1.2.4 Ad Hoc网络的应用与研究现状13-14
• 1.3 本文研究的内容14
• 1.4 文章结构14-16
• 第二章 常用Ad Hoc网络路由协议及性能比较16-31
• 2.1 Ad Hoc网络路由协议概述16-18
• 2.1.1 Ad Hoc路由协议所面临的问题16
• 2.1.2 Ad Hoc网络路由协议的要求16-18
• 2.2 Ad Hoc网络路由协议的分类18-22
• 2.2.1 按表驱动的路由协议18
• 2.2.2 按需驱动的路由协议18-19
• 2.2.3 分层路由协议19
• 2.2.4 几种典型的Ad Hoc网络路由协议19-21
• 2.2.5 各类单径路由性能比较21-22
• 2.3 多径路由协议22-30
• 2.3.1 多径路由协议概述22-23
• 2.3.2 多径路由的分类23-24
• 2.3.3 多径路由的稳定性分析24-26
• 2.3.4 几种典型的多径路由协议26-29
• 2.3.5 单径路由和多径路由的比较29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 Ad Hoc网络多径节能路由协议设计31-51
• 3.1 协议设计思想31
• 3.2 AHMP协议路由能量计算方法31-34
• 3.2.1 路由的能量参数31-33
• 3.2.2 路由代价函数33-34
• 3.2.3 加权因子α34
• 3.3 AHMP协议的操作机制34-39
• 3.3.1 AHMP协议数据结构34-36
• 3.3.2 AHMP协议路由建立过程36-37
• 3.3.3 AHMP协议路由算法37-39
• 3.4 AHMP路由请求和路由应答39-44
• 3.4.1 AHMP协议的路由请求39-41
• 3.4.2 AHMP路由应答和维护41-44
• 3.4.3 AHMP协议特点44
• 3.5 AHMP仿真实验及其性能分析44-50
• 3.5.1 网络仿真环境44-45
• 3.5.2 评价标准45
• 3.5.3 仿真结果及性能分析45-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 利用多径路由扩展Ad Hoc网络安全性能51-60
• 4.1 针对路由的攻击51-54
• 4.1.1 被动型攻击51-52
• 4.1.2 主动型攻击52-54
• 4.2 SORI算法54-55
• 4.3 多径路由增强安全性算法55-58
• 4.3.1 watchdog的设置55-56
• 4.3.2 节点的信用衡量算法56
• 4.3.3 利用多径计算安全路由56-58
• 4.4 性能分析58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 研究总结60
• 5.2 研究展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间主要的研究成果67

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