论文研究-一种应用于社交网络中的时延容忍路由协议.pdf

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基于传染方式的时延容忍路由并不适合直接应用于社交网络中,不可控的冗余数据包不但极大增加了网络的负载,同时也使得节点极易受到DoS攻击。通过分析社交网络的小世界特性,构建了基于社会关系的网络拓扑模型,并基于该模型提出了一种安全高效的时延容忍路由协议。通过实验,证明了基于节点的社会关系特性,该路由协议可以有效地保证重要数据包的成功转发,并降低节点被DoS攻击的风险。
4734 计算机应用研究 第27卷 本文在 PROPIIET路由的基础上增加了社会关系权值以降低100 100 节点遭受DoS攻击的风险,并设计了一种以社会关系权值和 平 EPIDEMIC 最大化为限制条件的转发策略( ST-PROPHET),以提供高效的M0 epidemic 70- PROPHET OPHET PROPHET 3 6C LST PROPHET 人性化路由 设节点u,=V,当u与v相遇时,向u转发数据包的过501 40 6080100 020406080100 程描述如下: packet generation rate/packet/h a)u,通过HELO报文进行邻居发现,设u的转发缓冲图3平均端到端授逸成功率图4平均有效礼会关系转发效率 区中社会关系杖值低于或等于(u,u)的数据包所占空间与转 发缓冲区的空余空间的总大小为huf,n将huf告知n。 5结束语 b)设在v的转发缓冲区中的节点集合为S,首先从S中选 本文分析了可应用于口袋网络、校园网络等规模较大、结 出到目的节点m的投递慨率满足p(u,m)>p(n,m)的节点集构较复杂,且节点间具有一定社会关系的DN网络的小世界 合S’,设S中的数据包总数为n。若seo(S)≤buf,则按照特性,构建了以社会关系为边权值的网络拓扑模型,设计了 m(msg)(i≤i≤n)降序依次发送数据包到n;若sief(S)> ST-PROPHET路由。该路由能够满足社交网络中节点特有的 bif,则从S中选出集合S",使得S满足(msg)的和最大且自私性的需求,使得节点能够人性化地利用路由中的社会关系 ieo(S")≤hu,并按照(msg)降序依次发送数据包到a。权值优先选择重要的数据包进行转发,同时降低了节点被恶意 c)l收到n转发来的数据包后,按照线冲区满后,丢弃转ms攻击的风险。 发意愿最低的数据包。当转发意愿相等时,优先丢弃保存时间 参考文献: 最久的数据包的原则保存这些数据包到转发缓冲区。 [1 FALL K. a delay-tolerant network architecture for challenged Inter 步骤b)到目的节点的投递概率即 PROPHET路由中的投 nets, IRB-TR-03-003[R].[.1. ]: Intel, 2003 递概率,节点v计算S"的过程可以转换为经典0-1背包问题进2] VAHDAT A, BECKER D. Epidemic routing for partially connected Ad 行求解,即 hoc networks. Technical Report CS-200006[R].[SI]: Duke Uni- [3 LINDGREN A, DORIA A, SCHELEN O. Probabilistic routing in inter- ized(msg;)x;≤buf mittently connected networks[ J. Mobile Computing and Commu x;∈{0.1},1≤i≤ nications Review, 2003,7(3): 19-20 可以通过启发式算法求解该式。这里背包大小为bufn,放41 CHAINTREAU A,HUP, CROWCROFT J,aa. Pocket switched 入背包的物品为S中的数热包mg(1≤i≤n)物品大小为数 networks: real-world mobility and its consequences for opportunistic 据包所占空间 sizeof(mg),物品价值为数据包的转发优先权 farw arding, Technical Report UCAM-CI-TR-617[R].[S1.]:Com- puter Laboratory, University of Cambridge. 2005 (msg.)。在本文中对具体解法不作讨论。ST- PROPHET主要 [5 SU J, CHIN A, POPIV ANOVA A, et al. User mobility for opportunistic 解决了 PROPHET的两个问题:方面通过引入社会关系权值 Ad hoc networking[ C //Proc of the 6th IEEE Workshop on Mobile 来提高对已认知节点的转发优先级,从而降低节点受到恶意 Computing System and Applications. 2004 DoS攻击的风险;另一方面通过根据中继节点可用缓冲区Bufn[61 FARRELL S, CAHILL V. Security considerations in space and delay 大小,选择最高杈值和的待转发数据包策略,保证最重要数据 tolerant networks[ C]//Proc of IEEE SMC-IT06. Washington DC 包的转发率。 EEE Computer Society, 2006: 29-38 [7] MILGRAM S. The small world problem[ J]. Psychology Today 4仿真实验 1967,2(5):60-67. [8 HSU W, HELMY A. On nodal encounter patterns in wireless LAN 本文使用ONF平台作为仿真工具,分别比较了在社交 traces C/Proc of WiN 06.2006 网络环境下 EPIDEMIC、 PROPHET和 ST-PROPHET的平均端9」 PSPSFOPOULI M, SCHULZRINNE H. Seven degrees of separation in 到端投递成功率、平均有效社会关系转发效率。这里有效社会 mobile Ad hoc networks[ C]//Proc of IEEE GLOBECOM. 2000 关系转发效率指节点成功转发的权值大于0的数据包权值与[10] DALY E M, HAAHR M. Social netw ork analysis for information flow 所有接收到的待转发数据包个数的比值。实验选择了200个 in disconnected delay-tolerant MANETs[ J]. IEEE Trans on mobile 节点,并对每个节点设置了随机20~25个存在社会关系的节 Computing,2009,6(5):606-621 点,同时保证基于社会关系的拓扑图为连通图。通过改变数据 [ 11] Idenlifying small world nelwuIk properties in Ad hoe networks[R] 包产生速率得出了如图34的实验结果。 IS.1. 1: Dhirubhai Ambani Institute of Information and Comm unica tion Technology 2008 如图3所示,ST- PROPHET由于社会关系的约東,减少了 L 12 AHMED S, KANHERE SS Cluster-based forwarding in delay tolerant 定数量的数据包转发次数,虽然在发包速率较低时性能略低 public transport networks[ C]//Proc of the 32nd IEEE Conference an 于 EPIDEMIC和 PROPHET,但在发包速率提高后,其性能下降 Loeal Computer Networks. 2007: 625-634 较缓。从图4中可以看出,T- PROPHET的平均有效社会关系[13] KERANEN A,OTTJ, KARKKAINEN T. The one simulator for dtn 转发效率明显高于另两者,这表明它为节点提供了有选择的人 protocol evaluation[ C]//Proc of the 2nd International Conference on 性化路由,以保证源节点认为重要的数据包能被优先转发。 Simulation Tools and Techniques. 2009

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