Ad Hoc网络基于信任推荐的安全节能路由算法设计与仿真实现

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Ad Hoc网络的节点地位平等,同时具有路由器和主机的功能,多节点可以快速、自动、灵活地组成独立的网络,因此在民用和军事通信领域有着广阔的应用前景。由于节点通过电量有限的电池供电,随着网络终端性能的提升以及功能的不断完善,对能源的要求也会越来越高,因而能量问题成为限制Ad Hoc网络广泛应用的重要因素之一。同时,由于Ad Hoc网络采用了无线信道,节点的移动性强,网络的拓扑动态变化,使得节点更易受到攻击,因此,面临的安全问题要比传统有线网络更加复杂。本文正是针对Ad Hoc网络的安全和节能两大问题对路由算法进行设计。  针对已有信任评价机制所考虑影响信任的因素不全面、未考虑节点能力等问题,本文提出一种改进的信任推荐机制,通过对节点的直接信任属性,推荐信任属性采集和量化来获取节点的总体信任值。基于这种改进的信任机制,在经典路由协议AODV的基础上,设计了一种基于信任推荐的安全节能路由算法TREC-AODV。该算法旨在监测网络中节点的动态行为,快速获取节点变化的信任值,而且能够随时获取各节点当时的状态,以协助节点进行路由选择,从而保证在转发数据包的过程中,所选择的下一跳节点是可信而且有转发能力的。同时,该算法对恶意攻击行为做出检测,目的在于进一步增强网络的安全性。另外,针对网络中节点移动性强、能量消耗较大,本文采用了一种节能策略,即对移动出传输范围的节点采用动态调整传输半径的方法,目的在于不增加算法复杂度的同时降低Ad Hoc网络的能耗。  为了验证算法的有效性,使用NS2仿真软件进行了仿真实验。仿真结果表明,在存在恶意节点的网络环境中,TREC-AODV算法较MT-AODV以及AODV有明显改善,节点平均能耗、路由协议开销以及端到端时延较AODV分别降低了16%,8%,9%,恶意节点隔离率平均可达82%,使网络具有了更强的安全节能能力,同时该算法在正常网络环境下的性能总体表现良好。
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