基于AODV的節(jié)能和安全路由算法研究

【摘要】：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò))是由一組帶有無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)多跳的臨時(shí)性自治系統(tǒng),每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)具備主機(jī)和路由器兩種功能。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域、災(zāi)害救助、傳感器網(wǎng)絡(luò)、偏遠(yuǎn)野外等場(chǎng)合有著廣闊的應(yīng)用前景。但是,Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)一般通過(guò)電池供電,電池容量有限,隨著網(wǎng)絡(luò)終端性能的提升、功能的不斷完善,產(chǎn)生的能耗會(huì)越來(lái)越大,對(duì)能源的要求也會(huì)越來(lái)越高,能量問(wèn)題將成為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用的瓶頸。同時(shí),Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以不斷地隨意運(yùn)動(dòng),網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總是處于動(dòng)態(tài)變化之中,加上移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具有一般無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的所有特性,這使得移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題要比傳統(tǒng)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中要復(fù)雜得多。 AODV協(xié)議是一種在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用的路由協(xié)議,本文通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真的分析和研究,針對(duì)當(dāng)前已有的各種Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,在深入研究AODV原理的基礎(chǔ)上,基于跨層機(jī)制,提出一種CE-AODV路由算法,使節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候采用最小發(fā)送功率,使總的路由能耗最小,同時(shí)采用各路由機(jī)制,避免源節(jié)點(diǎn)頻繁發(fā)送路由請(qǐng)求,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。在此研究基礎(chǔ)上,再提出一種CE-AODV的安全改進(jìn)方案CES-AODV,使算法同時(shí)達(dá)到節(jié)能和安全的效果。 最后,利用NS2仿真工具對(duì)CE-AODV算法和經(jīng)典的AODV算法進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,CE-AODV算法在報(bào)文投遞率、端到端時(shí)延、存活節(jié)點(diǎn)數(shù)三方面優(yōu)于AODV算法。 【關(guān)鍵詞】：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 節(jié)能 安全 跨層機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)10-11
• 第二章 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)概述11-29
• 2.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與其它無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的比較11-13
• 2.1.1 蜂窩網(wǎng)絡(luò)11-12
• 2.1.2 Wi-Fi12
• 2.1.3 對(duì)講機(jī)系統(tǒng)12-13
• 2.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)13-14
• 2.2.1 平面結(jié)構(gòu)13
• 2.2.2 分級(jí)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)14-15
• 2.4 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用15-16
• 2.4.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用15
• 2.4.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)、商業(yè)和軍事環(huán)境中無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用15
• 2.4.3 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急響應(yīng)中的應(yīng)用15-16
• 2.4.4 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的其他應(yīng)用16
• 2.5 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議16-19
• 2.5.1 表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議17
• 2.5.2 按需路由協(xié)議17-19
• 2.6 AODV路由協(xié)議研究19-28
• 2.6.1 AODV術(shù)語(yǔ)19
• 2.6.2 AODV的路由表結(jié)構(gòu)19-20
• 2.6.3 AODV報(bào)文分組格式20-22
• 2.6.4 AODV路由協(xié)議的工作過(guò)程22-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于跨層機(jī)制的節(jié)能和安全路由算法29-48
• 3.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能問(wèn)題29-30
• 3.1.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由的要求29
• 3.1.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由算法的研究29-30
• 3.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題30-34
• 3.2.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)安全路由威脅31
• 3.2.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)安全要求31-32
• 3.2.3 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)安全路由算法的研究32-34
• 3.3 一種基于跨層機(jī)制的節(jié)能和安全路由算法34-47
• 3.3.1 CE-AODV的設(shè)計(jì)思想34
• 3.3.2 跨層機(jī)制34-36
• 3.3.3 算法假設(shè)和前提36
• 3.3.4 最小必須發(fā)送功率計(jì)算36-37
• 3.3.5 CE-AODV算法設(shè)計(jì)37-44
• 3.3.6 CE-AODV的安全改進(jìn)路由算法CES-AODV設(shè)計(jì)44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 NS2仿真與分析48-56
• 4.1 NS2簡(jiǎn)介48
• 4.2 在Windows平臺(tái)下使用NS2的方法48-50
• 4.2.1 Cygwin的下載與安裝48-49
• 4.2.2 NS2的下載與安裝49-50
• 4.3 仿真的過(guò)程50-52
• 4.3.1 在NS2中添加CE-AODV協(xié)議50-51
• 4.3.2 生成運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景51
• 4.3.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流51
• 4.3.4 TCL腳本實(shí)現(xiàn)仿真51-52
• 4.3.5 Nam動(dòng)畫(huà)顯示52
• 4.3.6 Trace文件分析52
• 4.4 仿真結(jié)果分析52-55
• 4.4.1 報(bào)文投遞率52-53
• 4.4.2 端到端時(shí)延53-54
• 4.4.3 存活節(jié)點(diǎn)數(shù)54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56
• 5.2 下一步展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果63

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