移动Ad Hoc网络中自私行为特性及应对策略

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移动Ad Hoc(MANET)网络是由一组带有无线收发装置的移动主机节点组成的多跳、没有固定基站和中心节点的临时性自治网络系统。MANET由于没有固定的基础设施,所以每个节点即是主机又充当路由器,需要通过节点间的相互协作来执行网络功能(路由和分组转发),由于路由和分组转发往往带来大量的能量、内存、带宽等资源消耗,因此一些自私或恶意的节点为了节约自己的资源而不参与协作,这就是节点的自私行为。本文对MANET的特点和它所面临的安全问题进行深入的分析和研究,通过基于NS2的模拟实验,分析了节点的自私行为对整个网络的性能带来的影响,指出自私行为是目前移动Ad Hoc网络中路由协议存在的安全隐患,保障节点协作性是移动Ad Hoc网络基本的安全需求。目前已有国内外的研究机构和学者提出一些初步的策略用以解决节点的自私行为,根据其实现的机制可以分为两大类:基于声誉系统的增强策略和基于有偿货币服务的增强策略。针对现有策略占据节点大量的存储空间和通信资源的不足之处,结合分簇结构网络的特点,提出一种基于分簇结构的声誉评估方案CBRES(Cluster-Based Reputation Evaluation Scheme)。论文先阐述了在声誉评估方案中采用分簇网络结构的有益之处,介绍了一些典型的分簇算法,对其中一种基于k-跳的分簇算法进行了改进,并对改进的算法性能进行分析,实验表明所改进的分簇算法在簇的数量、负载平衡度以及均匀分布等方面的性能都有所提高,它更加适合于声誉评估方案。最后,对CBRES方案进行了详细的设计,并利用简单的实验证明了CBRES方案在存在自私节点的情况下平均性能要优于CORE机制,并且性能评价表明该方案降低了资源消耗和通信开销;提高了声望评价的准确率;减少了节点移动带来的负面影响;限制了节点随意改变网络身份的问题。
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