移动Ad Hoe网络路由协议的分析与比较

移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术的研究报告

移动Ad Hoc网络是指无线网络由网络中的移动设备自主组成，没有固定的基础设施。由于节点是随时移动的和形成的网络拓扑结构动态变化的，如何保证传输数据的安全性和可靠性成为网络设计中的重要问题。本文将分析当前移动Ad Hoc网络的安全路由协议设计技术，并提出一种基于多路径和加密技术的路由协议，以提高网络的安全性和可靠性。

一、Ad Hoc网络安全路由协议设计技术分析

Ad Hoc网络中的节点通常没有连接到中央服务器或任何其他形式的基础设施，这对网络的安全性和数据的可靠性提出了新的挑战。现有的Ad Hoc网络安全路由协议设计技术主要包括如下几种：

（一）基于加密技术的路由协议

基于加密技术的路由协议主要包括两种：一种是基于密钥预分配和同步加密的路由协议；另一种是基于公钥密码学和数字签名的路由协议。加密技术可以保护数据的机密性和完整性，但是因为提供实时服务所需的计算和通信资源开销很大，推广应用受到一定限制。

（二）基于信任机制的路由协议

基于信任机制的路由协议是基于节点之间的信任关系建立的，通过对节点行为的监测和检测，对节点信任值进行动态更新，以保证网络的可靠性和安全性。但是因为这种方法需要维护大量的节点信任值，所以运行成本很高。

（三）基于多路径技术的路由协议

基于多路径技术的路由协议是把数据分成多个数据包，分别传输到不同的路径上，可以提高网络的可靠性和抵御恶意攻击的能力。但是在发送和接收过程中容易发生数据包重叠和重复，影响传输效率。

二、基于多路径和加密技术的路由协议设计与分析

本文提出了基于多路径和加密技术的路由协议设计，其主要特点是通过增加多个路由路径来加强网络对攻击的抵御能力，并采用AES加密技术保证数据的机密性和完整性。

在传输数据时，将数据分为多个数据包，采用不同的路径分别传输，接收节点对不同路径传输的数据包进行重新组装，以达到数据传输的可靠性。同时，通过节点口令身份验证方式建立安全的数据传输通道，确保数据的机密性和完整性。在接收数据后，通过数据段顺序标记和校验和方式保证数据的正确性和完整性。

Ad Hoc网络MAC协议模型分析及路由协议问题研究

Ad Hoc网络是由一组带有无线射频的可移动终端组建的多跳自治系统。由于其具有易部署、自组织、无需借助基础设施等特点,可广泛用于军事、灾后救援、环境监测等领域,然而网络受带宽资源有限、分布式的竞争接入、动态拓扑特性等影响,使得信道接入协议与路由协议的设计受到极大挑战。论文分别从Ad

Hoc网络MAC层DCF协议建模、信道接入协议设计、路由度量、备份路由协议以及适用于多射频多信道Ad Hoc网络路由算法等问题展开深入分析和探讨,主要研究贡献归纳如下:当前,对于802.11的DCF非饱和性能分析大多是采用二维马尔可夫链进行数学建模。

根据协议补充版本提出的Post-backoff过程,同时考虑到DCF机制对竞争节点的具有公平服务特征,推导出节点相邻两个包服务的时间间隔,从而求出节点工作在非饱和态下的传输周期,并得到吞吐量的数学表达式,这就大大简化了模型的复杂性。仿真验证了该方法能够有效地预测网络性能。随着网络节点数目的增多,每次传输碰撞的概率随之增大,导致DCF机制的性能下降。

在最佳窗口机制OCB(Optimal Constant Backoff)的基础上,为降低传输冲突概率,提出一个新的信道接入协议OCB-VCS。如果多个节点的退避计数器同时递减到0,它们应进入一个包含多个竞争周期的虚拟冲突解决阶段;在每个竞争周期内,各竞争节点通过发送突发分组来声明对信道的占有,如果节点在此期间发现信道繁忙,它将退出竞争;最后,通过对该过程的数学建模,表明OCB-VCS具有较高的接入成功效率,仿真也证实了与DCF和OCB相比,OCB-VCS能够有效降低冲突概率,并提高网络吞吐量。基于802.11协议MAC层重传策略,提出一个衡量节点接入能力的参数CAM,以体现节点周围信道的繁忙程度及其抢占信道能力。 在此基础上,联合MAC层和网络层进行跨层设计,提出了一个拥塞感知路由CAOR(Congestion Aware On-demand Routing)协议。仿真表明,该协议能够在降低开销的前提下,显著增加网络吞吐量,并降低平均端到端的时延传统Ad Hoc网络路由协议中,路由回复RREP包的丢失或者已建立路由的失效,都会使源节点再次洪泛RREQ包以重建路由,这在加剧网络负载的同时增加了节点能量、带宽等资源的消耗。在综合采用路由侦听和MAC层缓存技术的基础上,联合网络层和媒介访问控制层进行跨层设计,提出了按需网状路由ODMR(On Demand Mesh Routing)协议。

移动Ad Hoc网络路由协议研究的开题报告

一、选题背景

随着移动互联网的迅速发展，无线网络的应用越来越广泛。移动Ad Hoc网络作为无线网络的一种重要形式，在实际应用中具有很大优势。移动Ad Hoc网络是由一组无线节点组成的、不需要提前设置任何网络基础设施的自组织网络，它可以广泛应用于军事通信、紧急救援、智能交通等领域。

在移动Ad Hoc网络中，由于节点的移动性、信道的不稳定性和能量限制等因素，网络拓扑结构经常发生变化。因此，如何在不稳定的网络环境下保证网络的可靠性和高效性，成为了研究的重要问题。路由协议是保证网络数据传输的关键，因此研究移动Ad Hoc网络中的路由协议，对于提高网络的性能和可靠性具有重要意义。

二、研究目的

本课题的主要研究目的是对移动Ad Hoc网络中常用的路由协议进行研究，分析其优缺点，探讨适合不同网络场景下的路由协议选择。

三、研究内容

1. 移动Ad Hoc网络概述

介绍移动Ad Hoc网络的概念、特点、应用、拓扑结构等相关内容。

2. Ad Hoc网络路由协议分类与分析

对移动Ad Hoc网络中常用的路由协议进行分类，分析各类协议的优缺点，总结其适用场景和限制。

3. 移动Ad Hoc网络路由协议研究

选取一种典型的路由协议进行研究，分析其工作原理、性能分析、优化方法等方面。

4. 模拟与实验

通过模拟和实验的方式，对不同路由协议在不同网络场景下的性能进行验证和比较。

四、研究意义 本课题的研究可以为移动Ad Hoc网络的优化、改进和应用提供指导。通过对不同路由协议的比较和分析，可以确定适合不同场景下的路由协议选择，提高网络的性能和可靠性。同时，本研究也可以为其他无线网络路由协议的研究提供参考。

五、研究方法和步骤

本研究采用文献研究、理论分析、模拟仿真和实验验证等多种研究方法。

1. 文献研究

综合收集移动Ad Hoc网络的相关文献，并对路由协议进行分类和分析。

DPCS2003 & NDCS13 论文集

・

252・ 移动Ad Hoc网络的安全路由协议研究

王英龙 牛秋娜 王美琴

（山东大学信息科学与工程学院 济南 250100）

（wangyl@ ； niuqn@ ； wangmq@）

摘 要： 移动Ad Hoc网络具有组网灵活方便，投资较少的特点，但是由于其安全性，

尤其是路由安全问题致使未能够广泛应用。对移动Ad Hoc网络中的安全问题详细论述后，

介绍了多种应用于移动Ad Hoc网络安全路由的协议和方案，并对三种有较大研究价值的按

需安全路由协议进行了比较，在此基础上加以总结，最后提出进一步研究Ad Hoc网络路由

安全应注意的问题。

关键词： 移动自组网； 路由协议； 安全； 攻击方式

中图法分类号 TP309.08

1 引言

移动Ad Hoc网络，即移动

自组网，是由一组带有无线收发

设备的移动节点组成的临时自治

性网络。这种网络的组建不需要

基站代理等基础设施，各节点兼

具主机和路由器的功能，节点间

采用多跳数据转发机制来交换信

息。因特网工程任务组（IETF）

于1996年成立了MANET ( Mobile

Ad Hoc Network)工作组，对Ad Hoc

网络中基于IP的路由协议的规

范和接口设计进行研究。

移动Ad Hoc网络具有自组

织性、无中心、动态拓扑结构等

特点。同时，其传输带宽有限，

移动终端内存较小，多以电池类

可耗尽能源供电。

2 安全问题

移动Ad Hoc网络组网灵活方

便、设施投资少，不受固定拓扑结构限制 [1]

，在战术互联、应急

救灾、临时集会等环境，具有很

高应用价值。但是目前并未普及，

关键问题之一就是安全性。网络

如果不能严格满足安全需求，其

应用就没有保障。由于Ad Hoc

网络独有的特点，使得其安全问

题尤为突出，这也正是Ad Hoc

网络向商业领域发展的一个绊脚

石。目前对Ad Hoc网络的研究主