ad hoc网络mac层自私行为检测机制研究

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1、天津大学硕士学位论文AdHoc网络MAC层自私行为检测机制研究姓名：杨武成申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：舒炎泰20090501中文摘要在AdHoc网络中，随着网络设备可编程能力的提高，自私用户为了获得更高的吞吐量、更低的延迟或更少的能耗，他们可能蓄意篡改网络协议。相对于网络层次模型中的其它各层而言，MAC(MediumAccessContr01)层协议的篡改将使得自私用户更容易获得更高的“收益”。因此，研究AdHoc网络MAC层自私行为检测机制是很有必要的。SWN．CUSUM(SlidingWindowNon-p

2、arameterCumulativeSum)算法是一种基于统计的MAC层自私行为检测算法，它能够快速地判断AdHoc网络中是否存在自私节点，但是它无法明确指出哪个节点是自私节点。针对SWN．CUSUM算法存在的这一问题，本文提出了一个改进方法。改进后的SWN．CUSUM算法具有广泛的适用性，它可以实时地检测出多种引起MAC层接入延迟发生变化的MAC层自私行为。仿真结果表明，改进后的SWN．cUsUM算法具有较低的检测延迟和较高的检测准确性。本文还提出了一种基于免疫原理的MAC层自私行为检测系统——SDSI(theSelfishbe

3、haviorDetectionSystembasedonImmunetheory)。SDSI是一种基于规则的检测系统，它由四个模块组成：预处理模块、先天性检测模块、获得性检测模块和处理模块。预处理模块负责对MAC层接入延迟进行预处理，先天性检测模块和获得性检测模块负责网络异常的检测，处理模块对异常情况进行综合处理。根据抗体匹配抗原的思想，SDSI利用检测规则来匹配MAC层自私行为。其中，SDSI通过连续R位匹配算法来判断MAC层自私行为是否与检测规则匹配。为了保持检测规则的多样性和优越性，SDSI定期对检测规则进行变异操作。仿真结

4、果表明，不管是单跳还是多跳、单节点自私还是多节点自私，SDSI都能够准确、及时地检测出MAC层自私行为。关键词：AdHoc网络，IEEE802．11DCF，自私行为，检测，CUSUM，免疫原理ABSTRACTThedevelopmentofprogrammablenetworkequipmentsprovidesconvenientforselfishusersinAdHocnetworkstotakeadvantages(e．g．higherthroughput，lessdelayorlowerenergyconsumption

5、)ofotherusersbydeliberatelytampernetworkprotocols．EspeciallyinMediumAccessControl(MAC)layer,selfishUSerScanobtainmoreprofits．Therefore，itisnecessarytostudyMAClayerselfishbehaviordetectionmechanisms．SlidingWindowNon-parameterCumulativeSum(SWN-CUSUM)isastatisticaldetect

6、ionalgorithmofMAClayerselfishbehavior,whichmayquicklydiscovertheselfishbehaviorsinAdHocnetworks．However,itCannotlocatetheselfishnodes．Inthisthesis，weproposedaselfishnodedetectionmethodtOovercometheweaknessofSWN-CUSUM．TheimprovedSWN-CUSUMCaneffectivelyandrapidlylocatet

7、heselfishnodes，andcanbeimplementedinanumberofscenarios．ThesimulationresultsshowthattheimprovedSWN·CUSUMhaslowdetectiondelayandhighdetectionaccuracy．Moreover,weproposearule-basedselfishbehaviordetectionsystem，namedtheSelfishbehaviorDetectionSystembasedonImmunetheory(SD

8、SI)．SDSIconsistsoffourindependentmodules"pre-processingmodule，innatedetectionmodule，acquireddetectionmoduleandprocessingmodu