MANET网络QoS路由技术和安全路由技术的研究

论文摘要

随着无线网络技术的发展,移动自组织网络(MANET)逐渐成为人们研究的焦点。MANET网络与传统的无线网络技术不同,它不需要固定的基础设施,具有更好的灵活性。该网络支持多跳通信,使得距离较远的节点间的通信可以通过中间节点的路由来实现,这就要求每个节点都具备路由功能。本文对MANET网络及其现有的各种路由协议进行了深入的研究,提出了一种QoS路由解决方案。这种解决方案使用了MQRD路由发现机制和PRM路由维护机制。MQRD(依赖MAC层的QoS路由发现机制)通过MAC层对节点的延迟进行估算,源节点发送的路由请求报文将路由中每个节点估算的延迟值收集起来并进行叠加,最终由路由响应报文将该值返回给源节点,源节点选择一条符合延迟要求的路径作为路由。PRM(基于探针的路由维护机制)通过探测包在源节点和目的节点间往返一周的方式估算当前路由延迟,源节点根据探测包的探测结果判断当前路由是否仍满足QoS要求,并决定是否需要重新建立路由。仿真实验表明论文提出的QoS路由解决方案可以在不增加太多开销的情况下明显降低延迟。加密技术与信用机制都可用于安全路由技术。然而,二者各有侧重点,加密技术重在保护路由信息,而信用机制则用于检测恶意节点。本文融合二者优点,提出了一种新型的安全路由解决方案。在这种方案中,节点通过监测邻居节点行为评估其信用。考虑节点下一跳的下一跳(论文称之为“第二跳”),节点通过“第二跳”节点反馈的R_ACK报文获得其下一跳节点的报文转发情况,以此实现对邻居节点行为的监测。该安全路由方案通过基于信用的路由发现机制将恶意节点隔离出去。理论分析表明,论文提出的安全路由解决方案能够防止针对路由信息和数据报文的攻击。最后,基于论文提出的QoS路由方案和安全路由方案,本文设计了一种既支持QoS也支持安全的路由协议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 MANET 网络简介
• 1.1.1 无线网络技术现状
• 1.1.2 MANET 网络的基本特征
• 1.1.3 MANET 网络的应用背景
• 1.2 MANET 网络路由技术概述
• 1.2.1 路由协议在MANET 网络中的地位
• 1.2.2 MANET 网络路由协议的分类
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 MANET 网络路由技术的研究现状
• 2.1 先应式路由协议
• 2.1.1 先应式路由协议简介
• 2.1.2 OLSR 路由协议
• 2.2 反应式路由协议
• 2.2.1 反应式路由协议简介
• 2.2.2 AODV 路由协议
• 2.3 QoS 路由协议
• 2.3.1 QoS 路由协议简介
• 2.3.2 AQOR 路由协议
• 2.4 安全路由协议
• 2.4.1 安全路由协议简介
• 2.4.2 SAODV 路由协议
• 第三章 MANET 网络 QoS 路由技术的研究
• 3.1 MQRD 路由发现机制和PRM 路由维护机制
• 3.1.1 MANET 网络的模拟实验
• 3.1.2 MANET 网络延迟测量方法的比较
• 3.1.3 MQRD
• 3.1.4 PRM
• 3.2 MQRD 和PRM 机制在AODV 协议中的实现
• 3.2.1 MQRD 机制在AODV 中的实现
• 3.2.2 PRM 机制在AODV 中的实现
• 3.3 对于改进后AODV 协议的仿真与分析
• 3.4 小结
• 第四章 MANET 网络安全路由技术的研究
• 4.1 一种基于加密技术与信用机制的安全路由技术
• 4.1.1 安全路由中的加密技术
• 4.1.2 基于信用的安全路由方案
• 4.2 基于数字签名的信用机制
• 4.2.1 对邻居结点的行为监测
• 4.2.2 基于信用的路由发现过程
• 4.3 基于加密技术与信用的安全路由理论分析
• 4.3.1 针对路由信息的攻击
• 4.3.2 针对数据报文的攻击
• 4.4 小结
• 第五章 QoS 安全路由协议的设计
• 5.1 需求分析
• 5.2 协议的基本结构和工作原理
• 5.3 各模块功能及设计
• 5.3.1 资源评估模块
• 5.3.2 路由发现模块
• 5.3.3 路由维护模块
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果