manet网络安全协议仿真系统设计和实现new

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1、2012年赣南师范学院学报№．3第三期JournalofGannanNormalUniversityJune．2012·算法设计与应用·MANET网络安全协议仿真系统设计和实现*1，2222邱修峰，刘建伟，陈杰，刘哲(1．赣南师范学院数学与计算机科学学院，江西赣州341000;2．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191)摘要:在真实的网络环境中分析和设计MANET(MobileAdhocNetwork)网络安全协议耗资巨大，因此开发对MANET网络安全协议进行性能分析的仿真软件具有重大意义．在分析MANET网络安全协议仿真的具体需求基础上，基于NS2设计和

2、实现了集成可视化网络拓扑生成、安全协议配置、网络数据流的设置、攻击事件的设置、仿真脚本自动生成到攻击过程的仿真运行和协议性能的对比分析等功能于一体的仿真系统，通过对不同网络安全协议在不同攻击下仿真结果数据的延迟、控制开销、吞吐量，丢包率、包交付率和抖动等参数的对比分析，系统可实现不同adhoc网络安全协议的性能分析，系统还可动画演示协议受攻击时的节点运动信息、数据包信息、数据流信息和攻击信息等细节的动态变化过程．关键词:网络安全协议仿真;网络攻击;性能分析;动画演示中图分类号:TP319文献标志码:A文章编号:1004－8332(2012)03－0031－060引言在

3、MANET(MobileAdhocNetwork)网络协议的研究过程中，如果在真实的网络环境中进行性能研究、网络协议设计和开发不仅耗资巨大，而且在统计数据的收集和分析上也困难重重，因此建模与仿真是评估不同设计方案对系统性能影响的一个非常重要的手段．网络仿真软件可以分为两大类:商用软件和开源软件，其中商用软件功能强大、界面友好但源代码不公开，开源软件公开源码但是一般使用方式不友好．目前流行的［1］［2］［3］［4］［5］［6］有网络仿真软件主要有OPNET、GloMoSim、NS2、NS3、QualNet和OMNet++等．对于特定形式的网络仿真，研究人员开展了形式多样

4、的探索，文献［7］分析设计和实现了自组织网络仿真平台，为自组网的结构设计和网络协议算法性能的进一步测试、评估、优化提供仿真环境下的测试平台;文献［8］基于Visu-alC#．Net开发工具，设计和实现了无人机通信仿真系统，以MANET网络形式模拟动态空基信息传输网络．由于NS2的开源特性，不少研发人员基于NS2开发了和具体领域相关的仿真系统．文献［9］通过扩展NS－2中的节点类与链路类，支持对光突发交换网络的运行及关键算法的仿真;文献［10］运用NS2研究和仿真了无线传感器网络多种模式下的吞吐量、丢包率和路由效率等性能的分析．但在我们已知的文献中，所有的现有网络仿真软

5、件都没有综合考虑协议的安全性能分析来辅助设计网络安全协议．因此，设计一个界面友好(集成网络拓扑场景自动生成，性能分析比较结果数据图形表示自动生成)和特别地可以分析协议安全性能的MANET网络安全协议仿真软件系统具有重大意义．本MANET网络安全协议仿真系统基于NS2综合实现了从网络拓扑生成、安全协议配置、网络数据流的设置、脚本自动生成、攻击事件的设置到攻击过程的仿真运行和协议性能的对比分析等一系列网络安全协议仿真具体过程．基于对网络协议进行各种网络攻击仿真，系统可以实现不同MANET网络安全协议的性能分析．1MANET网络安全协议仿真系统的功能需求网络安全协议仿真系统

6、除了要考虑一般网络仿真需要的功能(如网络拓扑绘制)外，还需要考虑协议安全性能问题，本系统采用仿真各种网络攻击的方式来分析安全协议性能．整个系统需要的主要功能如下:*收稿日期:2012－02－29网络出版日期:2012－05－22基金项目:973计划“可重构信息通信基础网络体系研究”(2012CB315905);高等学校博士学科点专项科研基金(20091102110004)作者简介:邱修峰(1973－)，男，赣南师范学院数学与计算机科学学院讲师、博士研究生，研究方向:网络安全和网络仿真;刘建伟(1964－)，男，北京航空航天大学电子信息工程学院教授、博士生导师，研究方向

7、:信息安全．网络出版地址:http://www．cnki．net/kcms/detail/36．1037．C．20120522．1532．019．html32赣南师范学院学报2012年?不同安全协议在不同攻击下的延迟、控制开销、吞吐量、丢包率、包交付率和抖动等性能对比分析．对应用不同安全协议的场景跟踪文件(trace文件)进行分析，以数据和图表的形式展现给用户，力求准确而真实地反应出不同安全协议的性能差异．?动画演示协议受攻击时的性能动态变化过程．可以演示数据流的动态变化和网络在各种攻击下的流量变化，表现出MANET网络所具有的动态拓扑的特性，将安全