【大學(xué)】信息通信網(wǎng)研討-WMN

1WirelessMeshnetworks--信息通信網(wǎng)研討編輯ppt2WirelessMeshNetwork（WMN）ＷＭＮ網(wǎng)絡(luò)概述ＷＭＮ多樣的路由ＷＭＮ的ＱＯＳ路由ＷＭＮ的多播路由ＷＭＮ的安全編輯ppt3ＷＭＮ概述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編輯ppt4ＷＭＮ與其他一些網(wǎng)絡(luò)的比較與Adhoc網(wǎng)絡(luò)相比，同樣是多跳網(wǎng)絡(luò)，但是節(jié)點(diǎn)類型更豐富，有無(wú)線節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)還有固定節(jié)點(diǎn)，同時(shí)WMN還通常依賴于固定基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)提供高帶寬高質(zhì)量的通信。相比于Sensor網(wǎng)絡(luò)，帶寬更大了，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性，主干固定節(jié)點(diǎn)的能量不再像sensor網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)一樣受限，當(dāng)然對(duì)于一些邊緣節(jié)點(diǎn)，功率控制仍然是必需的。編輯ppt5ＷＭＮ多樣的路由路由協(xié)議多樣化的原因１．TheVarietyofdesignmethod

Gatherroutinginformation:(twoways)

Proactive:散布路由信息到其它節(jié)點(diǎn)，而不管該節(jié)點(diǎn)需不需要路由信息。DSR、AODV

Reactive:需要時(shí)候?qū)で舐酚尚畔?。HSLS、OLSR

Twowaysforstorage

Linkstatedatabase:包含整個(gè)或局部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

Distancevector:向量指向其他的節(jié)點(diǎn)

Linkcost

Dijkstra’s

Bellman_Ford編輯ppt6２．ThelackofStandard３．TheVarietyofApplications

對(duì)各種不同的應(yīng)用，如wirelessmeshgaming,buildingautomation,militarycommunication,有特殊的應(yīng)用需求，需求反過(guò)來(lái)影響協(xié)議的設(shè)計(jì)。

編輯ppt7ＷＭＮ路由協(xié)議的設(shè)計(jì)使用什么樣的performancemetrics。例如當(dāng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性不高時(shí)可以考慮使用期望傳輸時(shí)間計(jì)算網(wǎng)絡(luò)容量，而當(dāng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性高時(shí)則可考慮最小化跳數(shù)。使用什么樣的硬件技術(shù)。例如對(duì)固定的節(jié)點(diǎn)之間的通信可以考慮使用定向天線集中發(fā)射能量，當(dāng)然這會(huì)由于改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致其他一些問(wèn)題。使用先應(yīng)式還是反應(yīng)式的路由方式。雖然理論上對(duì)于固定的無(wú)線主干網(wǎng)采用先應(yīng)式更好，但實(shí)驗(yàn)表明為了能夠有更好的通信效果，復(fù)合式的似乎更佳。選Link還是path最優(yōu)。考慮到環(huán)境對(duì)路由協(xié)議的影響，選其中哪一個(gè)還依賴于具體情況。是否采用集成的路由移動(dòng)管理。編輯ppt8多信道ＷＭＮ的ＱＯＳ路由多信道的wmn相比單信道wmn，網(wǎng)絡(luò)吞吐量有顯著的提高。

主要是由于多信道允許在臨近區(qū)域可以同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)而不發(fā)生沖突。

無(wú)論在單信道還是多信道的wmn中，QOS路由都是極具有挑戰(zhàn)意義。

QOS路由意味著，對(duì)于任意一個(gè)QOS連接請(qǐng)求，必須在源端和目的端尋找到一條滿足帶寬要有的路徑，如果找不到合適的路徑，該請(qǐng)求就會(huì)被拒絕或者阻塞。

編輯ppt9多信道ＱＯＳ路由的一個(gè)方案信道分配采用靜態(tài)分配方案在連接請(qǐng)求之前，分配好信道及其對(duì)應(yīng)的NIC(NetworkInterfaceCards)，并長(zhǎng)期保持該分配結(jié)果。只有在加入一些新節(jié)點(diǎn)或者已有的部分節(jié)點(diǎn)不使用之后才會(huì)調(diào)整分配方案。引入兩個(gè)概念inter-flowcontention和intra-flowcontention。假設(shè)對(duì)于當(dāng)前的一個(gè)QOS請(qǐng)求，有一個(gè)候選的路徑P，inter-flowcontention是指一個(gè)正在使用的不在P上的路徑和P的沖突；intra-flowcontention是指一個(gè)正在使用的在P上的路徑和P之間的沖突。編輯ppt10模型和假設(shè)條件

C為不重疊的總信道頻率，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有Q個(gè)NIC，Q<=C，每個(gè)NIC對(duì)應(yīng)一個(gè)信道，同一節(jié)點(diǎn)的不同NIC對(duì)應(yīng)不同信道，所有的節(jié)點(diǎn)位置固定，發(fā)送功率固定相同，發(fā)送距離為r，給定沖突距離R>r。

為了防止節(jié)點(diǎn)自身沖突，一個(gè)NIC在同一時(shí)間只能發(fā)送或者接受信息。同一節(jié)點(diǎn)不同的NIC之間不受限制，同一節(jié)點(diǎn)的多個(gè)不同信道的NIC可以同時(shí)發(fā)送或者接收信息。編輯ppt11一些要點(diǎn)拓?fù)錄_突控制算法沖突QOS路由算法最優(yōu)的BAR算法(bandwidth-awarerouting)1從給定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)G（V，Ea）中構(gòu)造Ga’(Va’,Ea’)2使得Ga’滿足5個(gè)約束條件

3if可以找到一個(gè)可行的解決方法 在Ga中輸出新的請(qǐng)求的帶寬分配，更新Ga中受到影響的鏈接的負(fù)載和可用帶寬

Else

阻塞請(qǐng)求

Endif編輯ppt12Multicast路由多播是未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。它提供了一組節(jié)點(diǎn)中的有效通信，并且它的良好設(shè)計(jì)有利于減少網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)帶寬。利用同一連接可以被多用戶共享接收相同數(shù)據(jù)的特性，無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)可以只傳輸一次這樣的數(shù)據(jù)以使網(wǎng)絡(luò)通信容量大為增強(qiáng)。IP地址的自動(dòng)配置將是無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫多播的關(guān)鍵技術(shù)。在沒(méi)有連上因特網(wǎng)的mesh私有網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的IP配置并不要求他們屬于同一邏輯IP子網(wǎng)。一旦連接到因特網(wǎng)，如果不想使用NAT映射的話，節(jié)點(diǎn)的IP配置必須是一個(gè)完備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并可被全局路由。編輯ppt13混合MANET中的大部分策略也可以在mesh網(wǎng)中使用。移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的集成上的一些工作已經(jīng)有人問(wèn)鼎。在廣為人知的混合adhoc網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)被連接到因特網(wǎng)上，這些節(jié)點(diǎn)的行為和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)類似，作為MANET中的其他節(jié)點(diǎn)連接到因特網(wǎng)的中介。和MANET網(wǎng)絡(luò)不同的是，無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)遵從一個(gè)簡(jiǎn)單的操作原則，mesh網(wǎng)中的核心網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是靜態(tài)的。終端用戶有足夠的自由在任何時(shí)間更改自己的mesh網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。編輯ppt14一種Multicast路由解決方案地址自動(dòng)分配

在Wakikawa的方法中（R.Wakikawa,J.Malinen,C.Perkins,A.Nilsson,andA.Tuominen,“Internetconnectivityformobileadhocnetworks,”），他們建議使用基于網(wǎng)絡(luò)前綴的無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置機(jī)制。Adhoc節(jié)點(diǎn)將接口標(biāo)識(shí)和眾多網(wǎng)絡(luò)前綴中的一個(gè)連接起來(lái)，以產(chǎn)生一個(gè)惟一的IPv6地址。Wakikawa定義了兩個(gè)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)機(jī)制：reactive和proactive。Reactive版本利用adhoc節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)之間的請(qǐng)求和廣告信號(hào)。Proactive版基于網(wǎng)關(guān)向MANET節(jié)點(diǎn)發(fā)送的周期性的廣告流。

編輯ppt15WMN中的多播因特網(wǎng)使用的IP多播協(xié)議并不能在adhoc網(wǎng)絡(luò)中使用，因?yàn)樗枰罅康念^來(lái)持續(xù)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。即使是靜態(tài)無(wú)線mesh網(wǎng)，這些協(xié)議也沒(méi)有辦法利用無(wú)線信道廣播的特性（每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)都會(huì)接收到）。專用路由機(jī)制已經(jīng)被工程化以實(shí)現(xiàn)對(duì)adhoc網(wǎng)絡(luò)中多播的有效支持。其中有一部分被定義為單播的擴(kuò)展，大部分專門針對(duì)多播設(shè)計(jì)。編輯ppt16方案和技術(shù)細(xì)節(jié)定義在所有的方案中都必須達(dá)到的技術(shù)要求：全局可路由和地址唯一性；和因特網(wǎng)的互用性；

Adhoc邊緣的有效多播路由；彈性；滿足這些要求將意味著為了在一個(gè)確定網(wǎng)絡(luò)中提供一個(gè)平滑的可互用的多播協(xié)議。

編輯ppt17一些要點(diǎn)：首先，無(wú)線節(jié)點(diǎn)的地址分配需要有一個(gè)正確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，使用了前綴連續(xù)的機(jī)制。簡(jiǎn)而言之，前綴連續(xù)特征保證在節(jié)點(diǎn)N和網(wǎng)關(guān)G之間，存在一條路徑，在這個(gè)路徑上的所有節(jié)點(diǎn)都使用和節(jié)點(diǎn)N相同的前綴P和網(wǎng)關(guān)G。組成員資格信息一跳使用一個(gè)最大TTL

因此他們必須被保持以使得處于接入路由器多跳之外的標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)可以參與多播會(huì)話?，F(xiàn)有的域內(nèi)和域間多播路由協(xié)議要求知道多播源的地址。編輯ppt18WMNsecurity相比傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)和ad-hoc雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是是以犧牲部分安全性能為代價(jià)的?？偟恼f(shuō)來(lái)，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)比傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)更容易受到攻擊。自組織，動(dòng)態(tài)改變節(jié)點(diǎn)分布情況，以及無(wú)線信號(hào)傳播范圍有限性使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況至關(guān)重要；分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得認(rèn)證，授權(quán)過(guò)程變得更為復(fù)雜。編輯ppt19安全機(jī)制安全控制需要有方法來(lái)檢測(cè)并移除惡意節(jié)點(diǎn)。

認(rèn)證當(dāng)一個(gè)惡意節(jié)點(diǎn)被移出并孤立后，我們需要一個(gè)方法來(lái)防止這一節(jié)點(diǎn)利用新的身份來(lái)重新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)體系，這就是認(rèn)證。一種方法是利用電波頻率的“指紋”來(lái)識(shí)別無(wú)線發(fā)射裝置，可以利用捕捉到的電波信號(hào)的能量大小。另一種方法是通過(guò)信任度估算(TrustedComputing)來(lái)阻止惡意節(jié)點(diǎn)再一次加入網(wǎng)絡(luò)。編輯ppt20密碼管理大多的密碼管理系統(tǒng)依賴一個(gè)中心分布的結(jié)構(gòu)，但中心結(jié)構(gòu)不用于自組織以及能任意動(dòng)態(tài)改變結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。一些方法，如分界密碼法（Thresholdcryptography）,適用于分布式結(jié)構(gòu)。但還是有些攻擊，如：Sibil攻擊能擊敗這種算法。安全路由安全路由協(xié)議的目的就是保護(hù)路由消息，使其不受到惡意篡改，同時(shí)也防止有害的路由信息被投放到網(wǎng)絡(luò)中。因此，路由消息的完整性和有效性是必須保證的。

編輯ppt21使網(wǎng)絡(luò)更加安全的一些建議基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的無(wú)線安全監(jiān)控通過(guò)一些指示Mesh網(wǎng)絡(luò)是否在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的儀器和機(jī)制還是要被引入網(wǎng)絡(luò)以提醒運(yùn)行商可能的潛在拒絕服務(wù)的攻擊。

數(shù)據(jù)