Ad hoc网络体系结构与路由协议分析
AdHoc网络及路由技术简介
DSR路由协议介绍
• 路由请求 源节点向邻居节点广播路由请 求消息（RREQ）和源节点地址， 求消息（RREQ）和源节点地址，中 间节点接收到RREQ RREQ后 间节点接收到RREQ后，将自己的地 址附在路由记录（ 址附在路由记录（记录从源节点到 目的节点路由的中间节点） 目的节点路由的中间节点）中。
AdHoc路由协议
DSR路由协议介绍
• DSR路由协议 DSR路由协议
动态源路由协议(Dynamic DSR)是在移动自组网 动态源路由协议(Dynamic Source Routing, DSR)是在移动自组网 (MANET)中使用的一种路由协议 它工作在TCP/IP协议族的网际层。 中使用的一种路由协议。 TCP/IP协议族的网际层 (MANET)中使用的一种路由协议。它工作在TCP/IP协议族的网际层。 DSR是一个专门为多跳无线 是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议 网络设计的简单且高效的路由协议。 DSR是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议。所有 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护， DSR路由协议动态地 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护，它提供快速反应式 服务，以便帮助确保数据分组的成功交付， 服务，以便帮助确保数据分组的成功交付，即使在节点移动或者其他网络状 况变化的条件下也是如此。 况变化的条件下也是如此。 DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找 路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery） DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery）机制 和路由维护(RouteMaintenance)机制。路由寻找机制在源节点需要给目的节 和路由维护(RouteMaintenance)机制。 (RouteMaintenance)机制 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。当源节点正 在使用一条到达目的节点的源路由的时候， 在使用一条到达目的节点的源路由的时候，源节点使用路由维护机制可以检 测出因为拓扑变化不能使用的路由， 测出因为拓扑变化不能使用的路由，当路由维护指出一条源路由已经中断而 不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点， 不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点，源节点能够尽 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由， 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由，或者重新调用路由寻找机制找 到一条新路由
移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术的研究报告
移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术的研究报告移动Ad Hoc网络是指无线网络由网络中的移动设备自主组成，没有固定的基础设施。
由于节点是随时移动的和形成的网络拓扑结构动态变化的，如何保证传输数据的安全性和可靠性成为网络设计中的重要问题。
本文将分析当前移动Ad Hoc网络的安全路由协议设计技术，并提出一种基于多路径和加密技术的路由协议，以提高网络的安全性和可靠性。
一、Ad Hoc网络安全路由协议设计技术分析Ad Hoc网络中的节点通常没有连接到中央服务器或任何其他形式的基础设施，这对网络的安全性和数据的可靠性提出了新的挑战。
现有的Ad Hoc网络安全路由协议设计技术主要包括如下几种：（一）基于加密技术的路由协议基于加密技术的路由协议主要包括两种：一种是基于密钥预分配和同步加密的路由协议；另一种是基于公钥密码学和数字签名的路由协议。
加密技术可以保护数据的机密性和完整性，但是因为提供实时服务所需的计算和通信资源开销很大，推广应用受到一定限制。
（二）基于信任机制的路由协议基于信任机制的路由协议是基于节点之间的信任关系建立的，通过对节点行为的监测和检测，对节点信任值进行动态更新，以保证网络的可靠性和安全性。
但是因为这种方法需要维护大量的节点信任值，所以运行成本很高。
（三）基于多路径技术的路由协议基于多路径技术的路由协议是把数据分成多个数据包，分别传输到不同的路径上，可以提高网络的可靠性和抵御恶意攻击的能力。
但是在发送和接收过程中容易发生数据包重叠和重复，影响传输效率。
二、基于多路径和加密技术的路由协议设计与分析本文提出了基于多路径和加密技术的路由协议设计，其主要特点是通过增加多个路由路径来加强网络对攻击的抵御能力，并采用AES加密技术保证数据的机密性和完整性。
在传输数据时，将数据分为多个数据包，采用不同的路径分别传输，接收节点对不同路径传输的数据包进行重新组装，以达到数据传输的可靠性。
同时，通过节点口令身份验证方式建立安全的数据传输通道，确保数据的机密性和完整性。
移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术
移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术移动Ad Hoc网络是由多个移动节点组成的无线网络，这些节点可以在无须基础设施的情况下互相通信。
但由于网络拓扑和网络成员的不断变化，移动Ad Hoc网络相对于传统有线网络和固定无线网络更加容易受到许多攻击和威胁。
因此，为了确保移动Ad Hoc网络的安全性，需要设计一种有效的安全路由协议。
本文从移动Ad Hoc网络的特点、路由协议的设计原则、安全路由协议的分类、安全路由的关键技术等方面出发进行阐述和分析。
一、移动Ad Hoc网络的特点1.拓扑结构不稳定：移动Ad Hoc网络的节点在移动或策略变化的情况下会不断地加入和退出网络，使得网络壮拓扑结构不稳定。
这种拓扑结构的不稳定性，使得网络的维护和管理更加复杂。
2.网络资源受限：移动Ad Hoc网络的节点受限于网络资源，如带宽、电量、存储空间等。
因此，为了尽可能地延长网络的寿命，需要采取一些有效的资源管理策略。
3.攻击威胁增多：由于移动Ad Hoc网络的特性，如网络仅由移动设备组成、节点之间的连接是无线的、拓扑结构不断变化等，网络更容易受到各种攻击威胁，包括黑客攻击、拒绝服务攻击、篡改攻击等。
二、安全路由协议的设计原则为保障移动Ad Hoc网络的安全性，设计安全路由协议需要遵循一定的原则。
1.兼顾效率和安全性：安全路由协议应既考虑协议效率，又应当保证网络安全，并具有强鲁棒性。
2.适应网络的变化和特点：由于移动Ad Hoc网络中节点的加入与退出、节点的移动等动态特性，协议必须灵活适应这些变化和特点。
3.支持多种安全机制：安全路由协议应该支持多种安全机制，如认证、加密、数字签名等。
4.合理利用网络资源：由于移动Ad Hoc网络的有限资源，安全路由协议必须利用资源合理，以避免浪费。
三、安全路由协议的分类根据不同安全策略的实现方式，安全路由协议可以分为基于密码学的协议和基于信任度的协议两类。
1.基于密码学的协议：这种协议采用密码学机制保障数据的传输安全。
Adhoc路由协议安全分析
Ad hoc网络的安全目标 Ad hoc网络的路由安全 Ad hoc网络的密钥管理 存在问题及挑战
Ad hoc网络的安全目标
Ad hoc网络的特点 与传统有线网络的差异 Ad hoc网络的安全需求
Ad hoc网络的特点
自主性 临时性 无基础设施 多跳 节点兼有主机和路由器功能
典型攻击方式（3）
暖洞攻击 攻击者是一对私有网络连接的节点。攻 击者在一个位置处理数据包，然后将数 据包运送到另一个位置，在那儿将它们 转发到网络中。该攻击会导致路由协议 发现不了大于2跳的路由，从而破坏通信 的正常进行。
典型攻击方式（4）
繁忙攻击 该攻击针对基于需求的路由协议。攻击 者在网络中快速的分发重复的路由请求 来抑制后到的合法路由请求。
需要考虑的方面
路由协议的安全需要考虑路由确定性、孤立恶 意节点以及鲁棒性等三个方面。 路由确定性是指路由请求节点能够鉴别返回路 由的正确性，并保证在路由存在地情况下发现 路由信息。 孤立恶意节点指路由协议能够检测并排除恶意 节点对路由的影响。 鲁棒性指路由协议能够从恶意节点的破坏中自 动恢复.
Ad hoc路由协议分类
主动式 DSDV、OLSR 反映式 AODV、GSR 混合式 ZRP、CBRP
路由安全的重要性
路由协议的安全性对于保证整个网络的安 全十分重要，如果路由被误定向，整个网 络将瘫痪。路由安全需要参与路由的所有 节点都具有可靠性。然而，Ad-hoc网络的 任何节点都可能参与路由；同时，网络采 用无线通信，难于防止非法节点进入网络； 并且，节点的物理安全难于保证。因此， 保证Ad-hoc网络的路由安全较有线网络更 为困难.
ADHOC路由协议图解
ADHOC路由协议图解协议名称：ADHOC路由协议图解一、引言ADHOC路由协议是一种用于自组织无线网络中的路由协议，它的设计目标是提供高效的数据传输和网络连接性。
本协议旨在通过图解的方式详细描述ADHOC 路由协议的工作原理、数据传输流程和网络拓扑结构，以便更好地理解和应用该协议。
二、ADHOC路由协议图解1. ADHOC网络拓扑结构图解ADHOC网络是一种分布式网络，其中的节点通过无线链路进行通信，没有固定的基础设施。
ADHOC网络的拓扑结构可以是单跳或多跳的，节点之间通过中继进行数据传输。
2. ADHOC路由协议工作原理图解ADHOC路由协议根据节点之间的邻居关系和链路质量进行路由决策。
它采用分布式的方式，每个节点都具有相同的路由协议功能，通过交换路由信息来建立和维护路由表。
3. ADHOC路由协议数据传输流程图解ADHOC路由协议中的数据传输流程包括路由发现、路由选择和数据转发三个步骤。
节点首先通过广播方式发送路由请求，其他节点收到请求后进行响应，并建立邻居表和路由表。
接下来，源节点根据路由表选择最优路径进行数据传输，数据经过中继节点逐跳传输到目标节点。
4. ADHOC路由协议优化策略图解ADHOC路由协议为了提高网络性能和效率，采用了一些优化策略，如链路质量评估、动态路由选择和拥塞控制等。
这些策略可以通过图解的方式展示，以便更好地理解和应用。
5. ADHOC路由协议安全机制图解ADHOC路由协议在数据传输过程中需要考虑安全性，防止信息泄露和恶意攻击。
图解可以展示ADHOC路由协议中的安全机制，如节点认证、数据加密和防止重放攻击等。
三、总结通过以上对ADHOC路由协议的图解描述，我们可以清晰地了解该协议的工作原理、数据传输流程、网络拓扑结构以及优化策略和安全机制。
这些图解不仅可以帮助我们更好地理解ADHOC路由协议，还可以指导我们在实际应用中合理配置和优化该协议，提高网络性能和安全性。
四、参考文献[参考文献1][参考文献2][参考文献3]以上是对ADHOC路由协议的图解描述，希望能对您的需求有所帮助。
Ad-Hoc网络路由协议分析及改进
送装置的移动节点组成的无线通信网络
， 它没
有依靠预先设置的基础的通信设施， 而是短暂快速 地自行建立组成通信网络。在通信网络中， 各个移 动的节点利用各自的无线收发装置进行交换信息， 这样， 就会使得网络中的每个移动节点都可以分享 和享用信息。如果在两个移动节点的通信范围过
Ad-Hoc 网络的一个重要的组成部分是路由协
总第 281 期
2017 年第 11 期
舰 船 电 子 工 程 Ship Electronic Engineering 舰 船 电 子 工 程
Vol. 37 No. 11 63
Ad-Hoc 网 络 路 由 协 议 分 析 及 改 进
陈强伟 1
（1. 西安工业大学电子信息工程学院 摘 要 西安
∗
赵建华 1
（1. School of Electronics Information Engineering， Xi������ an Technological University， Xi������ an CHEN Qiangwei1 ZHAO Jianhua1 YANG Xueqin2 710021）
（2. School of Communications and Information Engineering， Xi������ an University of Posts & Telecommunications， Xi������ an Abstract
710121）
col use is particularly critical. QualNet software is used to simulate the on-demand distance vector routing（AODV）and the destina⁃ AODV. From the average end-to-end delay-time， jitter-rate， throughput and packet loss rate of the four network performance indi⁃ retention time parameters. The effect of these parameters on the performance of the protocols is analyzed and compared. The experi⁃ tocol improved by AODV is the best. Key Words Class Number TP393 Ad-Hoc network， routing protocol， qualnet， packet loss rate， MCCR
ADHOC路由协议图解
ADHOC路由协议图解背景：ADHOC网络是一种无线自组织网络，由多个移动节点组成，节点之间通过无线信道进行通信，没有固定的基础设施或中央控制节点。
在ADHOC网络中，节点需要通过路由协议来实现数据包的传输和路由选择。
ADHOC路由协议是一种特殊的路由协议，用于在ADHOC网络中选择最佳的路径进行数据包的转发。
一、引言ADHOC路由协议图解是为了帮助理解和学习ADHOC网络中的路由协议而设计的。
本协议旨在通过图解的方式，以简洁明了的形式展示ADHOC网络中常用的路由协议的工作原理和过程。
二、协议概述本协议图解主要包括以下几个方面的内容：1. 路由协议分类：介绍ADHOC网络中常见的路由协议分类，包括基于距离向量的路由协议、链路状态路由协议和混合路由协议。
2. 路由协议工作原理：通过图解的方式，展示不同类型的路由协议在ADHOC 网络中的工作原理，包括路由表的维护、路由选择算法等。
3. 路由协议示例：以常用的ADHOC路由协议如AODV、DSR等为例，通过图解的方式展示其工作过程和数据包的传输路径。
4. 路由协议优缺点：对比不同的路由协议，分析其优缺点和适用场景，帮助用户选择合适的路由协议。
三、路由协议分类ADHOC网络中常见的路由协议可以分为以下几类：1. 基于距离向量的路由协议：这类路由协议通过维护每个节点到其他节点的距离信息，选择最短路径进行数据包的转发。
常见的基于距离向量的路由协议有DSDV、AODV等。
2. 链路状态路由协议：这类路由协议通过维护网络中每条链路的状态信息，计算最短路径进行数据包的转发。
常见的链路状态路由协议有DSR、OLSR等。
3. 混合路由协议：这类路由协议结合了基于距离向量和链路状态的优点，既考虑了距离信息，又考虑了链路状态信息，选择最佳路径进行数据包的转发。
常见的混合路由协议有ZRP、TORA等。
四、路由协议工作原理不同类型的路由协议在ADHOC网络中的工作原理如下图所示：1. 基于距离向量的路由协议工作原理图解：在基于距离向量的路由协议中，每个节点维护一个路由表，记录到达其他节点的距离和下一跳节点。
移动adhoc网络HOLSR路由协议研究与实现
余敬东（１９６８～），男，副教授，研究方向为无
万方数据
２１４８
２００９，３０（９）
计算机工程与设计Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ
逻辑分级，不同的层级问采用不同的通信频率进行互不干扰 的独立通信。ＨＯＬＳＲ将性能低、单接口的节点被指派为低级 （一级），将较高性能的节点指派为中间级（二级）。二级节点拥 有两个接口，一个接口采用和一级节点相同的频段，另一个接 口采用不同的频段进行同级间的通信，在第二级的通信范围 比第一级大。性能最高的为最高级（三级），拥有两个或３个接 口，可同时与各级节点通信，同级问采用高速的点到点链路。 ＨＯＬＳＲ的网络结构如图ｌ所示。
万方数据
（１）设群的群成员数为ｍ，定义平均群内最少成员数为
ＭＩＮ＿ＡＶＲＧ＿ＭＥＭ
ＭＩＮ＿ＡＶＲＧ＿ＭＥＭ＝丁１×％熊警
ＭＡＸ—ＡＶＲＧ—ＭＥＭ＝ｚ×ｊ专；丢篙 平均群内最多成员数ＭＡＸ ＡＶＲＧ—ＭＥＭ
（２）若加＜ＭＩＮ ＡＶＲＧ ＭＥＭ，该群首节点降级为低一级节
点，群内节点加入其它群。 （３）若所＞ＭＡＸ ＡＶＲＧ ＭＥＭ，该群首节点根据群内路由
节点通过接收ＨＥＬＬＯ、ＴＣ消息完成对网络拓扑的掌握。 若网络为静态网络或者节点的移动较慢，网络的拓扑情况会
在一个相对较长的时间内保持相对稳定状态。这时，节点重
复发送及接收相同内容的ＨＥＬＬＯ及ＴＣ控制消息，造成资源 浪费。因此，只有当满足以下条件时才发送ＴＣ控制消息：
·当节点检测到两跳范围内邻节点发生变化时，重新计
黄娟，余敬东：移动ａｄ－ｈｏｅ网络ＨＯＬＳＲ路由协议研究与实现
２００９，３０（９）
２１４９
验平台，完成协议算法的实现工作。 在Ｌｉｎｕｘ操作系统中，系统的路由功能划分成两部分来实
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科技资讯
科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O .14
SCI EN CE &TEC HNO LO GY I N F O RM ATI ON I T 技术Ad h oc 网络是由一组自主的无线节点
或终端相互合作而形成的独立于固定的基
础设施并且采用分布式管理的网络,是一
种自创造、自组织和自管理网络。
每个节
点或移动终端都带有无线收发装置,所以
Ad h o c 网络也是一个多跳临时性自治系
统,又被称为多跳无线网、自组织网络、无
固定设施的网络或对等网络。
常见的移动网络通常是以蜂窝网络或
无线局域网等形式出现的。
在蜂窝网络
中,移动终端之间的通信必须借助于基站
和（或）移动交换机的转接完成；在无线
局域网中,移动终端通过无线接入点连接
到现有的固定网络。
1A d hoc 网络的体系结构
Ad h oc 网络的体系结构分为节点结构
和网络结构。
1.1节点结构
在Ad h oc 网络中,无线节点既有移动
终端的功能,又有路由器的功能,因此可将
节点分为主机、路由器和电台3部分。
主
机完成人机接口、数据处理等功能,路由
器完成维护网络的拓扑结构和路由信息,
完成报文的转发功能。
电台则为数据传输
提供无线信道支持。
从物理结构上分,节
点可被分为以下几类：单主机单电台、单
主机多电台、多主机单电台、多主机多电
台。
手持机一般采用单主机单电台结构,
复杂的车载台可能包括通信车内的多个主
机,它可以采用多主机单/多电台结构,以
实现多个主机共享一个或多个电台。
多电
台使节点具有更大的灵活性和自适应能
力,不仅可以使用多个电台来构建叠加
（ove r l a y ）网络,还可以作为网关节点来互
联多个Ad h oc 网络。
1.2网络结构
网络拓扑结构包含四种基本结构：中
心式控制结构、分层中心式控制结构、完
全分布式控制结构和分层分布式控制结
构。
前两种结构由于依赖于中心节点,比
较脆弱,不适于Ad ho c 网络。
Ad h oc 网
络结构为后两种,这种网络结构,所有节点
在网络控制、路由选择和流量控制上都是
平等的,原则上不存在瓶颈,网络比较健
壮。
源站和目的站之间一般存在多条路
径,可以较好地实现负载平衡和最优路由
选择。
另外,节点地覆盖范围比较小,相对
较安全。
但在用户很多,尤其是移动的情
况下,处理能力弱,因此它主要用于中小型网络。
分层分布式控制结构又称分级结构,网络被划分为簇,每个簇由一个簇头和多个簇成员组成,由簇头节点负责簇间业务的转发。
根据硬件配置的不同,分级结构又可分为单频分级和多频分级两种。
单频分级网络只有一个通信频率,所有节点使用同一频率通道。
为实现簇头之间的通信,要有网关节点的支持。
簇头和网管便形成了高一级的网络,称为虚拟骨干网。
而在多频分级网络中,不同分级采用不同的通信频率。
低级的节点通信范围较小,而高级的节点要覆盖较大的范围。
高级的节点同时处于多个级中,有多个频率,使用不同的频率来实现不同级的通信。
分级结构大大减少了路由开销,克服了平面结构可扩充性差的缺点,网络规模不受限制,并可以通过增加簇的个数或网络的级数来提高网络的容量。
但也存在自身的缺点,它需要簇头选择算法和簇维护机制且簇间的路由不一定是最佳路由。
2A d hoc 网络中的路由协议Ad ho c 网络中,主机间的无线信道可能存在单向信道,常规路由协议设计中没有考虑这个问题或必须以双向链路为前提。
Ad h oc 网络中的一个主机通常覆盖周围多个主机,而常规路由协议会在各个主机之间转发数据时产生过多的冗余链路,这就消耗了大量的能源。
Ad h oc 网络中的路由协议要有以下特性：分布式操作性,能有效地避免路由环,按需操作模式支持,安全性,“睡眠”模式操作的支持,单向无线链路的支持。
Ad h oc 网络的拓扑结构是动态变化的,所以有必要建立一种有效且占用更少网络资源的路由协议来允许节点之间在多跳路径上进行通信。
为了解决无线Ad hoc 网络中的路由问题,I E T F 特别成立了MANE T 工作组来研究无线Ad h o c 中的路由协议。
主要有如下几种草案：A OD V(Ad hoc on de m a nd di st ance vec t or r out i ng)——A d hoc 网络的距离矢量路由算法T O RA (t e m por a l l y-or der e d r out i ng al gor i t hm )——临时顺序路由算法D SR (dynam i c sour ce r out i ng)——动态源路由协议O LSR (z )——优化的链路状态路由协议
T B RPF(t opol ogy br oadc ast ba sed on r eve r se pat h f or w a r di ng)——基于拓扑广播的反向路径转发其中,A ODV 和D S R 的性能较好：AODV 是一种基于DS D V 的路由协议,它通过基于需求的机制提高了D S D V 的效率,相对于其它同类路由协议,它可以提供组播支持,但不支持双向连接并且为每个源和目的节点只维持一条路由。
D S R 使用源路由而不是逐跳路由机制。
这个协议主要包括两个阶段：路由发现阶段和路由维护阶段。
当节点需要发送数据包而发现没有到目的地的路由时就广播路由请求信息。
当目标节点或含有到目的地有效路由的中间节点收到此信息就会返回应答信息。
应答信息可以按原路逆向返回也可以另寻新路返回。
源节点在每个数据包的头部包含了所需路由信息后发送包。
其优点在于中间节点不需要保存任何路由信息,因为路由信息已经包含在包的头部,不需要任何节点定期交换信息。
其缺点就是当网络的规模较大时,包的头部包含大量的路由信息使得开销将很快增大而影响扩展性。
3结语与传统的网络体系类似,分级结构的网络体系使得网络通信在Ad h o c 网络中更高效且易于管理。
引入簇的概念,更易于网络中的结点在小范围内互相通信,形成本簇内的“小世界（Sm a l l W or l d ）”。
此外,安全且高效率的路由协议是保证A d h o c 网络的传输的重要机制,将网络体系结构与路由协议的设计相结合,会使得不同的协议在结构不同、应用要求与环境不同的情况下更好地促进网络通信,并保证网络的安全。
参考文献[1]王金龙,王呈贵，等.Ad hoc 移动无线网络[M ].国防工业出版社,2004,5.[2]陈林星.移动Ad Hoc 网络:自组织分组无线网络技术[M ].电子工业出版社,2006,4.[3]I E TF M ANE T 工作组提交的各种dr af t ,特别是AODV 草案.A d hoc 网络体系结构与路由协议分析
张宗云刘昕（潍坊学院计算机与通信工程学院山东潍坊
261061）摘要：Ad hoc 网络是一种特殊的多跳移动无线网络,具有广泛的应用场合。
本文先介绍A d hoc 网络的概念及应用领域,然后对其体系结构和路由协议的选择进行分析。
关键词：Ad hoc 无线通信网分级结构路由协议中图分类号：T N711文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2008)05(b)-0081-01
81C E CE ECH A opt i m i e d l i nk st at e r out i ng pr ot oc ol。