近些年來無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速,無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布人們的生活,但是無線網(wǎng)絡(luò)給人們的生活和工作帶來無限便利時(shí),也伴隨著危險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)安全問題一直是研究的重點(diǎn),科研人員大多針對(duì)網(wǎng)絡(luò)竊取行為和惡意攻擊行為問題進(jìn)行研究,但是自私行為也是網(wǎng)絡(luò)安全問題的一部分,自私行為嚴(yán)重影響著網(wǎng)絡(luò)性能和通信的公平性,因此自私行為也是不可忽略的網(wǎng)絡(luò)安全問題,針對(duì)自私行為的防御策略研究具有重要意義。本文重點(diǎn)研究了MAC層自私行為及其防御策略,針對(duì)危害較大的修改退避值自私行為提出了基于行為約束的MAC(Misbehavior Constraint MAC,MC-MAC)優(yōu)化方案;然后對(duì)軟件無線電平臺(tái)進(jìn)行了研究,在GNU Radio和USRP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)并測(cè)試了MC-MAC優(yōu)化方案。研究?jī)?nèi)容主要包括以下兩方面:1.MC-MAC優(yōu)化方案以IEEE802.11 DCF為基礎(chǔ),修改RTS/CTS的幀結(jié)構(gòu),添加信譽(yù)機(jī)制以及懲罰退避值生成函數(shù)。然后利用Markov模型驗(yàn)證了MC-MAC優(yōu)化方案懲罰機(jī)制的有效性。通過NS3仿真表明,該方案在無自私節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的表現(xiàn)和IEEE802.11協(xié)議相近。在包含自私節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中,該方案在1%-80%自私程度下都可以保持良好節(jié)點(diǎn)的吞吐量,并且對(duì)自私節(jié)點(diǎn)有抑制作用。2.MC-MAC優(yōu)化方案的實(shí)現(xiàn)利用了網(wǎng)絡(luò)分層模型思想,物理層和MAC層在GNU Radio和USRP平臺(tái)上通過軟件實(shí)現(xiàn),使用虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備TUN/TAP作為中間接口連接操作系統(tǒng)的協(xié)議層。測(cè)試階段,由于軟件無線電平臺(tái)的時(shí)延問題會(huì)影響MAC協(xié)議的性能,因此首先對(duì)平臺(tái)的時(shí)延進(jìn)行了測(cè)試,然后分析了時(shí)延修正參數(shù)beta的取值對(duì)協(xié)議的影響,結(jié)果表明隨著beta的提高,雖然可以有效的降低協(xié)議的丟包率,但是協(xié)議的吞吐量卻在大幅度下降。最后對(duì)MC-MAC優(yōu)化方案進(jìn)行了功能測(cè)試,針對(duì)方案的檢測(cè)機(jī)制,測(cè)試了不同beta值下檢測(cè)機(jī)制的偏離值,測(cè)試結(jié)果表明beta的值越大偏離值越小。最后對(duì)MC-MAC優(yōu)化方案的信譽(yù)機(jī)制進(jìn)行功能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果顯示,MC-MAC優(yōu)化方案的信譽(yù)機(jī)制對(duì)自私節(jié)點(diǎn)有約束能力。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN92
【部分圖文】：

于該測(cè)試是通過計(jì)算幀的平均發(fā)送時(shí)間來作為幀的發(fā)送時(shí)間，且控制幀的大小在 20 字節(jié)左右，故將數(shù)據(jù)包設(shè)置為 20 字節(jié)能夠保證各個(gè)幀的大小差距不大，減小測(cè)試誤差。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，如圖 4.17 發(fā)送端的信息被打印到終端，發(fā)送成功一次便打印一次消耗的時(shí)間，該時(shí)間從發(fā)送端發(fā)送 RTS 幀開始，到接收到 ACK 幀結(jié)束，但是當(dāng)發(fā)生重傳時(shí)，需要重新記錄開始傳輸?shù)臅r(shí)間點(diǎn)。圖 4.17 時(shí)延測(cè)試發(fā)送終端信息圖 4.18 為接收端在運(yùn)行時(shí)打印到終端的信息。接收成功一次便打印一次消耗的時(shí)間，從接收端接收 RTS 幀開始，到發(fā)送 ACK 幀結(jié)束。之后利用公式(4.1)計(jì)算出傳輸一次幀的時(shí)延。在求取發(fā)送時(shí)延時(shí)共統(tǒng)計(jì)了 100 次成功傳輸?shù)臅r(shí)間，然后求取平均值作為本課題使用的 GNU Radio 和 USRP 平臺(tái)的傳輸時(shí)延。經(jīng)過測(cè)試和計(jì)算得出傳輸時(shí)延為 1.6ms

圖 4.18 時(shí)延測(cè)試接收終端信息圖 4.19 不同 beta 值下協(xié)議的丟包率 時(shí)，如果將 beta 設(shè)置過高，雖然可以有效降低平臺(tái)吞吐量的下降。這是由于當(dāng)協(xié)議的時(shí)隙變長時(shí)，節(jié)點(diǎn)

圖 4.21 檢測(cè)機(jī)制測(cè)試接收終端信息測(cè)試時(shí)發(fā)送端打印到終端的信息，包括重傳次數(shù)以及心是驗(yàn)證發(fā)送端實(shí)際的退避值是否偏離分配的退避統(tǒng)計(jì)多次實(shí)際退避值偏離分配退避值的數(shù)值。不同本文在不同的 beta 值下分別進(jìn)行了測(cè)試。如圖 4.2

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本文編號(hào)：2808799