基于AODV协议的可靠路由协议设计与分析

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近年来。随着无线移动通信技术的快速发展与普及,有着固定基站的无线移动通信网络已经被广为应用,另一种能够快速自动组网并进行相互通信的无基站移动无线自组织网络(Mobile Ad Hoc Networks:MANET)正在逐渐兴起。移动无线自组织网络的报文传输是通过网络中节点间的多跳接力传输实现,网络中的每个节点都可能成为数据传输的中间站。然而在某些场景下,网络中的节点可能会被敌方俘获,成为网络中的内部攻击者,发起各种类型的网络攻击,例如丢包攻击。这种发起自网络内部节点的丢包攻击严重降低了网络的通信性能,影响了移动无线自组织网络的应用。AODV路由协议是专门为移动无线自组织网络设计的一种按需距离矢量路由协议,它是迄今为止少数几个通过IETF批准成为RFC文档的移动自组织网络路由协议之一。但是,AODV路由协议并没有对网络中可能会出现的丢包攻击采取任何措施。   本文在研究AODV协议的路由机制以及移动自组织网络中内部节点的恶意攻击行为的基础上,提出了AODV_RP(AODV with Reliable Path)路由协议,即基于可靠路由思想的AODV协议。AODV_RP协议在数据传输过程中积累其下游邻居节点的行为,主要包括数据报文转发成功率、断开链接次数以及节点出度,并将这些行为抽象为节点的信誉度。恶意节点由于对网络实施丢包攻击行为,信誉度逐渐降低。在建立路由的过程中,避开信誉度较低的节点,选择信誉度较高的节点。使恶意节点逐渐被排除在网络之外,遏制恶意节点的丢包攻击,提高网络传输的可靠性。为了进一步提高网络性能,本文在AODV_RP协议的基础上提出了AOMDV_RP(AODV_RP with Muitipath)路由协议,结合多路径路由思想,在路由发现过程中建立多条路径,减少了网络延迟和路由代价。在NS2仿真环境下,对AODV_RP协议和AOMDV_RP协议进行了性能分析。仿真结果显示,当网络中存在丢包攻击行为时,AODV_RP协议在丢包率、端到端延迟以及路由代价上的性能都优于AODV协议。AOMDV_RP协议在端到端延迟和路由代价上的性能相对于AODV_RP协议有了进一步提高。
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