TinyOS2.x下基于蚁群算法的WSNs路由协议设计

为了增强无线传感器网络的动态适应性和实现数据包的多路径传输,根据蚁群算法的原理,使用NesC语言在TinyOS2.x下设计了路由协议Ant-PDRP.该协议采用信息素浓度指引路由包和数据包传输,并在数据包传输过程中引入惩罚机制以实现动态均衡网络能耗.TOSSIM仿真和Micaz节点的真实实验表明,改进后的路由协议能够有效减少传输时延,延长网络寿命,保证数据可靠传输.     

HHSR:一种命令与数据分传片上网络原型

在前面工作的基础上,根据大规模、超大规模片上网络互连结构的性能特点,针对网络所传输信息的不同特性以及对传输的不同要求,提出了一种命令与数据分传的片上网络原型系统HHSR。该原型系统分别在两套具有不同拓扑结构的片上网络中传输命令和数据,选取速度较快且综合性能较好的单环分级互连网络用于命令包的传输,以满足其实时性的要求,选取速度稍慢但成本较低的六边形Mesh网格用于数据包的传输。实验结果表明,这种命令与数据分传的片上网络原型系统在牺牲一定的数据包传送时间和花费一定成本的基础上,保证和提高了命令与控制信息的传送速度,从而保证和提高了整个片上多处理器的性能。     

基于跨层竞争的同步MAC协议研究

在无线传感器网络(WSNs)中,基于跨层竞争的同步媒体接入控制(MAC)在一周期内可安排多个数据包的多跳传输,传统的协议在同一个数据窗口传输请求数据包和确认数据包,降低了数据窗口的多跳流量的建立,也降低了在多跳场景中的数据包传输率和传输时延性能.本文提出了基于新的基于跨层竞争的同步MAC(CLC-MAC)协议,CLC-MAC协议引用新的周期结构,且其包含两个独立窗口,并由该窗口分别传输数据请求包和确认包,即请求包在数据窗口传输,而确认包在休眠窗口传输.实验数据表明:与先锋路由帧MAC(PRMAC)协议相比,CLC-MAC协议的端到端传输时延和数据包传输率的性能均得到了提高.     

基于能量感知的无线传感器网络CT P路由算法

为了增强无线传感器网络的动态适应性和实现数据包的最优传输,根据CTP算法的原理,使用NesC语言在TinyOS 2．x下设计改进路由协议ICTP。该协议采用传输期望值指引路由包和数据包进行传输,并在数据包传输过程中考虑下一跳邻居节点的剩余能量以实现动态均衡网络能耗。通过TOSSIM仿真实验表明,改进后的ICTP能够有效减少传输时延,延长网络寿命,提高网络能量均衡。     

一种用于P2P流媒体系统的动态树-网状网混合覆盖网络

应用层覆盖网络是因特网P2P流媒体系统的主要组成和有效解决方案,它的构建直接影响到系统的视频传输质量.目前的覆盖网络主要有树形(tree)和网状网结构(mesh),但是这两种结构的覆盖网络都有其自身固有的缺点:树形结构对节点动态性的容忍能力差,丢包累积,网状网结构数据包传输延时较大.本文结合两种覆盖网络的优点.利用网状网动态分配数据包的思想,动态分配描述流,提出一种用于P2P流媒体系统的动态树-网状网混合覆盖网络.仿真和分析表明.本覆盖网络有效地克服了树形结构丢包累积和网状网结构数据包传输延时大的缺点,能够自适应节点动态性和网络带宽的波动,降低丢包率,减小传输延时.     

一种ZigBee无线传感器网络节点的设计

通过在研究ZigBee协议的基础上,设计并实现了基于首款单芯片ZigBee解决方案的射频芯片CC2430的一种传感器网络节点,通过在此节点平台上实现ZigBee网络的星形和树形的拓扑结构,并给出了在串口通讯上的结果演示.并为研究大型无线传感器网络提供了一个实验平台.     

基于云安全模型的簇状树形无线传感器网络路由协议

由于传统的簇状树形无线传感器网络路由协议簇首能耗方差较大,导致存活节点数量和节点剩余能量较少,降低了无线传感器网络的使用寿命,为此设计一种基于云安全模型的簇状树形无线传感器网络路由协议。通过计算簇状树形无线传感器网络在接收与发送数据时的传输能耗,利用云安全模型获取云安全态势各种要素之间的不确定关系,预测节点的综合信任值,以预测结果为基础,采用蚁群算法获取分区节点的最优路径,完成簇状树形无线传感器网络路由协议。实验结果表明,本文设计的路由协议簇首能耗方差较小,存活节点数和节点剩余能量更多,接收数据包量比其他2种协议分别高出了48.1%和22.6%。由此可见,本文设计的路由协议延长了簇状树形无线传感器网络的使用寿命。     

具有多维特征的WSN路由协议研究

为实现不同地理维数数据类型的合理融合,提出一种基于通用搜索树(GiST)的分簇拓扑结构。利用叶节点的位置信息建立簇,通过GiST体系结构算法对区域内的所有簇进行分块组织,建立树形拓扑结构。仿真结果表明,GiST体系结构算法具有良好的多维特性,可快速进行不同维数结构间的融合。建立的结构与其他拓扑结构相比,网络传输效率较高,网络生命周期较长。     

树形无线传感器网络的建模与性能上界分析

探究无线传感器网络的性能上限,对于理解网络在最不理想情形下的行为非常重要,而且能够提供合适的设计参考.基于此,提出了一种对树形无线传感器网络建模,并对网络性能确定性上界进行分析的方法.该方法通过树形拓扑的深度、最大子路由节点数和最大子终端节点数来确定模型,并借助网络演算的相关知识,推导出了由拓扑结构和传输特性决定的节点缓存上界、节点带宽需求及端到端数据流延迟上界的递推公式,并且还示范了如何将推导出的公式应用到IEEE 802.15.4/Zig Bee树形无线传感器网络中.     

基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法

针对现有源位置隐私保护算法安全周期较低的问题,提出基于椭圆模型的无线传感器网络源位置隐私保护算法.;该算法借助源节点和基站节点的坐标构建椭圆,随机分散地选择椭圆上的节点作为预期幻影源节点,为幻影源节点提供选择方向,分散相邻数据包的传输路径.理论分析表明,所提出算法能增加数据包在传输过程中远离源节点和基站节点的概率.仿真结果表明,与现有源位置隐私保护算法相比,所提出算法能提高安全周期,有效保护源位置隐私.     

A Divide-and-Conquer Strategy for Thwarting Distributed Denial-of-Service Attacks

Attack mitigation schemes actively throttle attack traffic generated in distributed denial-of-service (DDoS) attacks. This paper presents attack diagnosis (AD), a novel attack mitigation scheme that adopts a divide-and-conquer strategy. AD combines the concepts of pushback and packet marking, and its architecture is in line with the ideal DDoS attack countermeasure paradigm - attack detection is performed near the victim host and packet filtering is executed close to the attack sources. AD is a reactive defense mechanism that is activated by a victim host after an attack is detected. By instructing its upstream routers to mark packets deterministically, the victim can trace back one attack source and command an AD-enabled router close to the source to filter the attack packets. This process isolates one attacker and throttles it, which is repeated until the attack is mitigated. We also propose an extension to AD called parallel attack diagnosis (PAD) that is capable of throttling traffic coming from a large number of attackers simultaneously. AD and PAD are analyzed and evaluated using the Skitter Internet map, Lumeta's Internet map, and the 6-degree complete tree topology model. Both schemes are shown to be robust against IP spoofing and to incur low false positive ratios     

基于网络编码的P2P TV拓扑优化

网络编码使得网络中间节点可以对收到的数据包进行特定的编码后再转发出去,以实现组播的最大吞吐率。这一技术应用于P2PTV系统,可以改善系统的有效传输率和延时等性能。为了缩短系统中节点等待数据包的时长和降低计算开销,实际系统大都对网络编码进行了简化。这使得数据包的冗余率受到拓扑结构的影响,增大了系统开销。针对这一问题量化分析了拓扑引起冗余的原因,提出了即时控制拓扑优化的方法,以对拓扑进行即时控制,优化拓扑结构。实验结果表明,相比已有工作,即时控制在数据包冗余率和节点上行带宽容量利用率之间取得了更好的折衷,并获得了更高的有效传输率。     

基于动态树拓扑的多时隙分配无线传感器网络数据传输算法

针对无线传感器网络(WSN)在数据传输过程中节点能量负载不均衡问题,提出了一种基于动态树拓扑的多时隙分配无线传感器网络数据传输算法。该算法首先建立了树链路模型来分析无线传感器网络的数据传输模式以及时隙需求问题;接着通过在树拓扑上使用父代和子代的关系,使节点基于时隙需求执行帧时隙分配,并给出了接收时隙的一个序列模式和发送时隙的序列模式,允许节点更加有序且在干扰更少的信道下接收其他节点发送的数据包,减少时隙的浪费并提高信道利用效率。最后,实验仿真结果表明,与基于数据传输优化的无线传感器网络的生命周期延长算法,以及基于能量感知和时隙分配的可靠数据传输算法相比,所提算法的网络能量效率分别提高了42.8%和51.7%,节点平均寿命延长了1.7%和37.5%,网络的能量效率和网络生命周期得到了提高。     

交换式以太网物理拓扑发现的进展与研究*

着重介绍了交换式以太网的物理拓扑发现算法,包括基于交换机生成树信息的方法、基于地址转发表的方法和基于探测包的方法;最后指出关于物理拓扑发现的一些研究重点。     

基于Prüfer码的无线网络拓扑推测算法

针对Ad hoc无线网络带宽受限和拓扑变化的特点,提出一种基于Prüfer码和网络流量的半分循环迭代拓扑推测算法。通过获取树型网络TCP业务报文中的TTL字段域值建立网络节点间的路径距离矩阵POD,利用Prüfer树编译码思想,推测出Ad hoc网络节点间内部逻辑拓扑结构。仿真结果表明,该算法的推断正确率可达到100%,推测结果具有高可靠性。     

基于最短生成树的抗攻击节点分裂方法*

从保证网络拓扑的通信能力出发,基于节点分裂法,着眼于分裂后的每个节点具有较均衡的通信负载为目标,建立了相应的数学模型,并提出了基于最短生成树的近似算法进行求解,对近似算法进行了仿真分析。结果表明,该方法较好地均衡了各分裂后节点的通信负载,能够获得与穷举法相近的结果。该成果对于网络拓扑优化具有一定的借鉴意义。     

改进的ZigBee树路由算法

ZigBee树路由被广泛应用于多种领域,其特点是源节点向目的节点发送数据包时不需要路由表从而减少系统开销。树路由必须沿着树型拓扑发送数据,数据发送的路径往往不是最优的,这就造成了一定的局限性。提出一种基于邻居表的树路由算法,节点发送数据时通过查询邻居节点信息来计算下一跳地址。实验结果表明,改进算法在一定程度上解决原有树路由算法不灵活的缺点,提高了路由效率。     

A Service-Centric Multicast Architecture and Routing Protocol

In this paper, we present a new multicast architecture and the corresponding multicast routing protocol for providing efficient and flexible multicast services over the Internet. Traditional multicast protocols construct and update the multicast tree in a distributed manner, which may cause two problems: first, since each node has only local or partial information on the network topology and group membership, it is difficult to build an efficient multicast tree and, second, due to the lack of complete information, broadcast is often used for sending control packets and data packets, which consumes a great deal of network bandwidth. In the newly proposed multicast architecture, a few powerful routers, called m-routers, collect multicast-related information and process multicast requests based on the information collected. The m-routers handle most of the multicast-related tasks, whereas other routers in the network only need to perform minimum functions for routing. The m-routers are designed to be able to handle simultaneous many-to-many communications efficiently. The new multicast routing protocol, called the Service-Centric Multicast Protocol (SCMP), builds a shared multicast tree rooted at the m-router for each group. The multicast tree is computed in the m-router by employing the Delay-Constrained Dynamic Multicast (DCDM) algorithm, which dynamically builds a delay-constrained multicast tree and minimizes the tree cost as well. The physical construction of the multicast tree over the Internet is performed by a special type of self-routing packets in order to minimize the protocol overhead. Our simulation results on ns-2 demonstrate that the new SCMP protocol outperforms other existing protocols and is a promising alternative for providing efficient and flexible multicast services over the Internet.     

基于域间路由的分布式分组过滤有效性研究

消除伪造源地址分组是互联网安全可信的内在要求.基于路由的分布式分组过滤具有良好的效果,但是目前对其有效性缺乏严密的理论分析.基于域间路由传播和互联网拓扑的分层特征,建立路由传播数模型和理想AS图模型,以此为工具分析了基于域间路由的最大过滤和半最大过滤有效性.结论印证并从理论上解释了前人研究中的实验结果.最大过滤能够消除绝大多数的伪造分组,虽然无法达到100％,但可以将伪造成功的自治系统数量限制为互联网AS路径的平均长度.在理想AS图上,半最大过滤与最大过滤的有效性相同,但是存储和计算开销要小很多,为实际中部署半最大过滤提供了理论依据.理论模型分析揭示了基于域间路由的分布式分组过滤的内在优缺点,有助于设计辅助措施和在整个互联网全面而合理地部署.