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Ad Hoc网络的仿真性能分析

作　者: 刘丽娜
导　师: 张忠
学　校: 黑龙江大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: Ad-Hoc网络路由协议拓扑结构 NS-2 密钥预分配
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

Ad Hoc网络是一种由移动节点组成、拓扑结构动态变化的自组织网络。网络中没有固定的网络基础设施。由于移动主机的通信范围有限,相距较远的主机需要通过其他主机的“多跳”转发才能通信,因此网络中的主机同时也作为路由器为其他主机转发报文。NS-2具有强大的网络仿真功能,它既可以对实际存在的大型网络进行网络性能和特性的测试,也可以对已经设计好但还没有组建的网络进行性能测试,从而对网络性能进行最大限度的优化。Ad Hoc网络的路由协议是Ad Hoc网络研究的关键问题,对于研究Ad Hoc网络是至关重要的。本文介绍几种典型的路由协议:DSDV ,TORA, DSR和AODV,利用NS-2进行仿真,并对仿真结果进行分析。在Ad Hoc网络中,拓扑结构的性能对其整体性能的表现有着非常重要的影响,但实际上关于Ad Hoc网络的强时变拓扑结构的特性一直是没有明确解决也难以解决的问题。本文从一个新颖的角度提出了如何研究这类问题的方向和思路。搭建了一个专用的仿真平台,在此平台上实现了相关问题的研究并得到了一些有意义的结论,基于网络节点拓扑结构的相关性能对无线Ad Hoc网络加以研究,以寻求最佳的网络拓扑构建方案,并在拓扑分析的基础上对网络的QoS加以研究。在Ad Hoc网络的安全通信中,信息的保密性及完整性至关重要,这就使得密钥管理和消息认证成了传感器网络安全研究中的一个重要问题。考虑到Ad Hoc网络数据通信的安全要求,在研究预共享密钥的基础上做了些改进,保证了通信的安全性,同时也节省了节点自身宝贵的、有效的存储器资源。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究课题的背景与意义  9-10
  1.2 AD HOC网络性能分析、评价的国内外研究  10-12
  1.3 课题的主要工作内容  12-14
第2章无线AD HOC 网络路由协议  14-24
  2.1 AD HOC网络介绍  14-18
    2.1.1 Ad Hoc 网络的概念  14-15
    2.1.2 Ad Hoc 网络的特点  15-17
    2.1.3 Ad Hoc 网络的应用  17-18
  2.2 AD HOC网络的体系结构  18-20
    2.2.1 结点结构  18-19
    2.2.2 网络结构  19-20
    2.2.3 协议栈  20
  2.3 AD HOC网络路由协议  20-23
    2.3.1 表驱动路由协议  21
    2.3.2 源启动按需路由协议  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章仿真工具NS-2 的组成与结构  24-34
  3.1 NS-2 类结构  24-26
  3.2 NS-2 网络组件  26-29
    3.2.1 基本网络组件  26-27
    3.2.2 复合网络组件  27-29
  3.3 NS-2 调度模块  29-31
  3.4 NS-2 仿真工作细节  31-33
    3.4.1 NS-2 启动流程  31-32
    3.4.2 NS-2 创建对象过程  32
    3.4.3 创建cmd 命令  32-33
  3.5 NS-2 相关工具介绍  33
  3.6 本章小结  33-34
第4章无线AD HOC 网络路由协议仿真性能分析  34-43
  4.1 性能指标  34
  4.2 模拟实现  34-40
    4.2.1 建立仿真场景  35-36
    4.2.2 配置移动节点  36-38
    4.2.3 生成传输负载  38-39
    4.2.4 Tcl 脚本执行和产生结果  39
    4.2.5 数据分析和绘图  39-40
  4.3 仿真结果及分析  40-42
  4.4 本章小结  42-43
第5章基于拓扑结构仿真的AD HOC 网络性能研究  43-52
  5.1 网络拓扑仿真的基本思路  43
    5.1.1 网络拓扑仿真的指标  43
    5.1.2 仿真模型参数  43
  5.2 仿真分析  43-46
    5.2.1 仿真流程  43-44
    5.2.2 建立仿真环境  44-46
  5.3 仿真结果  46-49
    5.3.1 移动性  47-48
    5.3.2 移动速度变化  48
    5.3.3 移动区域变化  48-49
  5.4 性能提升区域  49-51
  5.5 本章小结  51-52
第6章 AD HOC 网络安全应用  52-58
  6.1 AD HOC网络密钥管理系统  52-53
  6.2 AD HOC网络密钥预分配模型  53-54
  6.3 网络仿真实验  54-56
  6.4 AD HOC网络共享密钥算法  56-57
  6.5 本章小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-65
致谢  65

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