[發(fā)明專利]無線自組織網絡分布式認證多層樹路由方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710028234.7
• 申請日: 2007-05-28
• 公開（公告）號: CN101060479A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 張遠海;羅婷;王宏波;羅旭光;王東林;周紹午
• 申請（專利權）人: 廣州杰賽科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L9/32;H04L29/06;H04L12/44;H04L12/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發(fā)明屬于無線自組織網絡技術的領域，如無線自組織網、無線局域網、無線接入等，特別是涉及無線自組織網絡分布式認證多層樹路由方法。

背景技術

無線自組織網絡(Mobile?Ad?Hoc?Network以下簡稱MANET)，是一種不同于傳統(tǒng)蜂窩無線通信網絡的技術。傳統(tǒng)的蜂窩無線通信網絡，在進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)和認證等服務控制時需要固定的網絡設備如無線接入點(Access?Point以下簡稱AP)、基地站等的支持。而無線自組織網絡(MANET)不需要固定的網絡設備支持，各節(jié)點可以通過協(xié)商自行組網。通信時，節(jié)點與其無線覆蓋范圍內的節(jié)點通過無線信道直接通信，節(jié)點還可以借助于由協(xié)商出的路徑節(jié)點進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)和中繼。這種網絡形式突破了傳統(tǒng)無線蜂窩網絡的地理、距離局限性，能夠更加快速、便捷、高效地部署，適合于一些緊急場合的通信需要，如戰(zhàn)場的單兵通信系統(tǒng)、救災搶險、集體出警等。

無線自組織網絡(MANET)中所有的節(jié)點和節(jié)點之間也存在網絡帶寬受限、對實時性業(yè)務支持較差、安全性不高等問題需要解決。

現(xiàn)有的便于移動條件下組網的具有實用價值的算法，其缺陷主要有如下兩個方面：

(1)集中式認證的效率低、抗毀性差

現(xiàn)有算法對節(jié)點的認證過程普遍采取的是由一個或多個認證服務器(RADIUS服務器)來完成的集中式認證。集中式認證主要存在如下缺陷：

①認證請求經過的路徑過長，認證的時延增加。

②等待認證的信息過多，處理時間加長，認證的及時性受負面影響。

③認證節(jié)點與其他節(jié)點不對等，在認證節(jié)點出現(xiàn)問題的時候，不能由其它節(jié)點進行替換，這就造成網絡的抗毀性差的問題。

(2)網絡分層時設備性能不對等

現(xiàn)有無線自組織網絡(MANET)路由算法中，作為網絡中重要節(jié)點的網關、群首分別由不同節(jié)點承擔，破壞了更符合實際管理模式的層次管理關系。

電子科技大學于2004.1.14申請，申請?zhí)枮?00410021667.6，公開號CN?1642129A的中國專利“一種新型核心樹自組織動態(tài)路由算法”，所公開的是一種新型核心樹自組織路由算法，它包括核心樹的生成過程、核心樹的動態(tài)維護過程和基于核心樹的路由選擇過程，根據(jù)源節(jié)點與目的節(jié)點的相對級別關系，把傳輸路徑分成兩個方向-下行的已知目的地址方向和上行的未知目的地址方向，從而實現(xiàn)核心樹的路由選擇；通過適應節(jié)點移動等情況引起的通信拓撲結構變化，局部重構核心樹，實現(xiàn)核心樹動態(tài)維護。該方法雖然提出了一種基于核心樹的比較實用的路由算法，但未涉及到節(jié)點認證等安全方面的問題的解決方法。同時其核心樹維護步驟2的“b)”過程中樹節(jié)點發(fā)現(xiàn)與父節(jié)點通信關系不存在，則將其所有子節(jié)點重新加入樹的方法可能帶來網絡拓撲結構變化過大，效率較低的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的所要解決的技術問題是：為無線多跳網提供一種新穎的無線自組織網絡分布式認證多層樹路由方法。采用本發(fā)明的方法，可以在無線多跳網絡環(huán)境中為移動用戶提供快速的路由建立、維護、選擇以及認證的方法。

為了方便的描述本發(fā)明，首先將相關的概念定義如下：

1.群：采用本發(fā)明算法，按群的生成策略生成的利用無線自組織網絡自然拓撲結構中無線信道重構而成的一種網絡拓撲結構，是本方法的基礎。

2.群首：群中負責路由維護以及與上層群通信的節(jié)點。群首身份可以因為拓撲結構變化而轉讓給群內成員。

3.鄰居節(jié)點：通過彼此身份認證的，可以直接通信的節(jié)點。

4.群的生成策略：“最快最近策略”或“最高性能策略”。最快最近策略是指：

優(yōu)先選擇地理位置相對群首最近、對群首廣播信息最快作出反映的鄰居節(jié)點加入群。最高性能策略是指：優(yōu)先選擇信號強度、信道質量、剩余電量綜合性能最高的鄰居節(jié)點加入群。

本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案：一種無線自組織網絡分布式認證多層樹路由方法，其特征是它包括群的生成過程，群路由的維護過程和群路由的選擇過程；

所述的群的生成過程，即無線自組織網絡分布式認證多層樹路由的生成過程，采用以下步驟：

步驟1初始身份認證過程：自然分布的包含所有節(jié)點認證信息的各個節(jié)點以廣播的方式發(fā)送認證信息包；彼此通過身份認證的節(jié)點將對方添加到鄰居表彼此成為“鄰居節(jié)點”；所有節(jié)點都依照此過程完成相互認證并形成自己的鄰居表；

步驟2確定最高層群的群首：手動設置指定或根據(jù)地理位置輔助信息選取網絡區(qū)域中心附近位置的任意一個節(jié)點，將該節(jié)點作為最高層群的群首；