大规模无线Mesh网络安全协议仿真平台的设计和实现

论文摘要

随着无线Mesh网络技术的快速发展,Mesh网络在军事和民用领域得到了广泛应用,发挥了巨大作用。与此同时,无线Mesh网络独特的体系结构引起的诸多安全问题得到了越来越多的关注,Mesh网络安全协议的研究成为热点。在目前的Mesh网络安全协议研究中,研究人员更多的是关注协议的安全特性,而忽略了同样重要的网络特性。仿真作为一种便捷、高效、可靠的安全协议网络特性研究方法,也存在一些问题。缺少通用的仿真方法和仿真平台,导致了许多繁琐且重复性的工作；现有仿真平台无法支持大规模Mesh网络的安全协议仿真,导致不能全面评估协议的网络性能。针对以上问题,本文首先提出了一种安全协议仿真平台研究的通用方案,并设计了一种新的大规模无线Mesh网络安全协议仿真体系结构,根据该体协结构,可以设计实现自己的仿真平台或扩展现有的仿真平台。其次,定义了仿真平台对安全协议的接口,并封装了其实现细节；提出了安全协议扩展方法,根据此方法安全协议设计者可以将自己实现的协议模块嵌入到本平台进行仿真。第三,利用OPNET仿真软件实现了大规模无线Mesh网络安全协议真平台。最后,实现了项目小组设计的无线Mesh网络接入、快速切换及漫游协议WMN-AHRP,构建了协议模块,并用实现的仿真平台对其进行了仿真,验证了仿真平台体系结构和扩展方法的通用性,以及大规模无线Mesh网络安全协议仿真平台的可用性、正确性和对大规模Mesh网络的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无线Mesh网络安全协议仿真的背景和意义
• 1.2.1 网络仿真的应用
• 1.2.2 仿真应用于无线Mesh网络安全协议的研究
• 1.3 论文组织及章节安排
• 第二章 无线Mesh网络体系结构及安全需求
• 2.1 Mesh网络的体系结构和特点
• 2.1.1 无线Mesh网络中的节点类型
• 2.1.2 无线Mesh网络的体系结构
• 2.1.3 无线Mesh网络的特点
• 2.2 无线Mesh网络的安全挑战和需求
• 2.2.1 无线Mesh网络的安全挑战
• 2.2.2 无线Mesh网络的安全需求
• 2.2.3 无线Mesh网络安全体系和标准
• 第三章 无线Mesh网络安全协议仿真技术分析
• 3.1 OPNET仿真平台的关键技术分析
• 3.1.1 OPNET仿真机制
• 3.1.2 OPNET动态进程
• 3.2 大规模无线Mesh网络安全协议仿真现状及存在问题
• 第四章 基于OPNET的大规模无线Mesh网络安全协议仿真平台的设计和实现
• 4.1 大规模Mesh网络安全协议仿真平台的实现方案
• 4.1.1 设计目标
• 4.1.2 方案流程
• 4.2 安全协议仿真平台的体系结构和扩展方法
• 4.2.1 仿真平台的体系结构
• 4.2.2 Mesh节点关键模块
• 4.2.3 Mesh网络安全协议扩展方法
• 4.3 基于OPNET的大规模无线Mesh网络安全协议仿真平台的实现
• 4.3.1 OPNET中的Wlan节点模型
• 4.3.2 扩展后的Mesh网络节点模型
• 4.4 仿真平台实现的关键技术
• 4.4.1 MAC层扩展与改进
• 4.4.2 安全管理模块的设计和实现
• 4.4.3 路由模块的设计和实现
• 4.4.4 路由发现通道
• 4.4.5 无线Mesh网络接入、快速切换及漫游协议的实现
• 第五章 仿真平台的验证与应用
• 5.1 大规模Mesh网络仿真场景概述
• 5.1.1 仿真平台的软硬件构成
• 5.1.2 大规模Mesh网络仿真场景的组成
• 5.2 仿真场景的搭建和仿真结果收集
• 5.2.1 典型的Mesh网络
• 5.2.2 队列形网络
• 5.2.3 25个AP的Mesh网络
• 5.2.4 100个AP的Mesh网络
• 5.2.5 200个AP的Mesh网络
• 5.3 仿真运行和结果分析
• 第六章 工作总结及展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间研究成果