基于无线局域网的Ad-Hoc仿真平台的设计与实现

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随着Internet应用的迅猛发展和移动智能终端使用的日益增长,给广大用户提供了诸多便利,可以随时随处自由接入Internet,能享受更多的业务,成为发展的必然。在接入速率和适应环境上与3G技术互为补充的无线局域网迅猛发展,成为新一代高速无线接入网络。无线局域网可以分为具有基础设施的网络和没有基础设施的网络两大类。前者具有固定和有线的基站,网络中节点从基站接收并向基站发送所有的业务,后者就是无线Ad-Hoc网络。 传统的无线网络仿真平台可以验证各种网络协议是否符合设计标准,但不能完全模拟真实的应用环境。Ad-Hoc网络的多跳特性和节点的移动性使得协议的调试变得非常困难。传统的调试手段调度复杂、效率低下,网络的拓扑也不一定会按照调度者的意图变化,故障现象很难再现,增加了调试难度;快速穿行、隐终端、暴露终端等网络故障很难实现;并且,由于无线传输距离的限制,无法对网络所有节点进行实时的监控和管理。 本文为了解决Ad-Hoc路由协议在调试阶段遇到的问题,设计并实现了Ad-Hoc仿真平台,提出了“虚拟移动”的概念。每个Ad-Hoc节点在网络层设置了过滤器,过滤器可以读取访问控制列表中的IP地址,只允许在访问控制列表中的IP主机发送的数据包通过过滤器,而抛弃其它的数据包。通过这样的设置,可以将简单的Ad-Hoc拓扑模拟成复杂的多跳的网络拓扑,同时由中心控制平台实时监控网络并通过控制各个节点的状态改变网络的拓扑、触发网络事件,更方便的模拟Ad-Hoc网络中会出现的各种问题。 Ad-Hoc仿真平台的控制中心平台按照软件工程的步骤和面向对象的方法,使用JAVA语言在Eclipse平台下开发,可以运行在Windows、Solaris等操作系统之上。Ad-Hoc节点的网络过滤层在Linux内核中开发,对NetfilterHOOK进行了设置。Ad-Hoc仿真平台实现了Ad-Hoc路由协议实施阶段的拓扑模拟和测试,目前已进入实际应用阶段。
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