无线自组织网络中的可信距离矢量路由协议研究

论文摘要

无线自组织网络是一种分布式网络,节点之间的通信通过多跳来实现。由于其自组性和个体资源的局限性,无线自组织网络中存在恶意节点和自私节点。为了降低无线自组织网络恶意节点对网络性能带来的破坏,本文在理解了距离矢量路由协议机制的前提下,提出了与该类路由协议相结合的信任模型。该信任模型来源于主观逻辑理论,并且信任通过三元组“信任”、“不信任”和“不确定”来表达。该信任模型由监听模块、路由模块和信任模块所构成。这些子模块共同实现了:邻居证据的收集、直接信任值的估计、间接信任值的传递与合并,路由信任更新和路由选择的功能。在此基础上,本课题将基于距离矢量路由协议的信任模型与AODV协议相结合,提出了可信的AODV协议-TAODV。在TAODV中,信任的传递与路由的确认相结合,大大降低了因为信任的传递带来的网络开销,同时保持了路由的可信度。通过TAODV在NS2中的仿真实验,我们证明了TAODV在恶意节点检测和响应上的优势,并且并没有引入过多的计算开销。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 主要工作与贡献
• 1.4 论文的组织结构
• 第2章 无线自组织网络信任的概念
• 2.1 信任概念的基本介绍
• 2.1.1 信任概念的提出
• 2.1.2 信任抽象表示
• 2.1.3 信任的基本性质
• 2.1.4 信任的依据
• 2.1.5 信任机制的优点
• 2.1.6 信任机制所存在的问题
• 2.2 信任的数学表达
• 2.2.1 信任的表示
• 2.2.2 信任的运算
• 2.2.3 证据空间到信任空间的映射
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于距离矢量路由协议的信任模型
• 3.1 基于距离矢量的无线自组织网路由协议
• 3.1.1 AODV 路由发现过程
• 3.1.2 HWMP 反应式路由发现过程
• 3.1.3 距离矢量路由协议特点总结
• 3.2 基于距离矢量路由协议信任模型的基本架构
• 3.2.1 模型的基本目标
• 3.2.2 模型的基本假设
• 3.2.3 模型的基本思想
• 3.3 信任模型中关键模块
• 3.3.1 监听模块
• 3.3.2 信任模块
• 3.3.3 路由模块
• 3.4 模型潜在的问题
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于距离矢量路由信任模型的实现
• 4.1 TAODV 的基本框架
• 4.2 TAODV 的路由模块
• 4.2.1 TAODV 的路由表
• 4.2.2 TAOD 路由表中的Flag 字段
• 4.2.3 TAODV 的控制报文结构
• 4.2.4 TAODV 的序列号
• 4.2.5 TAODV 的无环路由证明
• 4.3 TAODV 监听模块
• 4.3.1 Watchdog 监听的数据报文
• 4.3.2 Watchdog 工作流程
• 4.3.3 Watchdog 中数据流的引入
• 4.3.4 Watchdog 监听定时器
• 4.4 TAODV 信任模块
• 4.4.1 信任判定规则
• 4.4.2 信任的初始化
• 4.4.3 信任的更新策略
• 4.4.4 信任的传播
• 4.4.5 AODV 中 RREQ 发送的讨论
• 4.4.6 TAODV 引入的RREQ
• 4.5 TAODV 路由发现
• 4.5.1 情形I: TAODV 全局初始化
• 4.5.2 情形II: TAODV 运行一段时间后
• 4.6 本章总结
• 第5章 TAODV 协议的模拟仿真和结果验证
• 5.1 NS2 简介
• 5.2 TAODV 在NS2 中的表达
• 5.3 恶意节点在NS2 中的表示
• 5.4 NS2 中网络性能指标
• 5.5 TAODV 在NS2 中的仿真实验
• 5.5.1 实验场景及参数说明
• 5.5.2 加入恶意节点后的TAODV 仿真结果
• 5.6 本章总结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和科研成果