探析adhoc网络中mac层协议的研究与改进

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1、中南大学硕士学位论文AdHoc网络中MAC层协议的研究与改进姓名：秦耀文申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：胡志刚20070510摘要随着无线通信和个人通信系统的不断发展，针对移动自组网(MobileAdHocNetworks，MANETs)的研究成为热点课题之一。在AdHoc网络中，MAC(MediumAccessContr01)协议是所有报文在无线信道上发送和接收的直接控制者，它的性能好坏直接关系着信道的利用率和网络的性能。由于协议的分布式运行方式，不可避免地会出现因多个节点同时发送而导致报文冲突的情况。为此，采用何种退避算法来减少冲突，提高网络

2、的吞吐量，并保证各节点间的公平性就成了研究重点。本文在深入分析信道接入协议和各种退避算法等相关研究现状的基础上，针对IEEE802．1lDCF协议中BEB算法的缺点，提出了一种基于动态预测的退避算法DPBA(DynamicPredictionBackoffAlgorithm)。它采用动态估计信道争用状态的方法，通过监听信道来计算报文的冲突概率，据此概率判断信道的繁忙程度，采用随网络状况变化而动态调整的退避策略。分析和仿真结果表明，与BEB算法相比，DPBA算法有效地降低了数据报文的碰撞概率，提高了网络的吞吐量，同时对信道的公平性也有所改善。通过分析AdHoc网络

3、的特性及其存在的拒绝服务攻击方面的安全隐患，对MAC层可能发生的DoS攻击进行了分类。针对IEEE802．11DCF协议的脆弱特性，提出了一种基于资源预留机制的低能量消耗DoS攻击方法，分析了其对网络性能的影响，并根据DPBA退避算法提出了解决策略。关键词AdHoc网络，信道接入协议，退避算法，拒绝服务攻击，资源预留ABSTRACTInrecentyearsthewidespreadapplicationofwirelesscommunicationandhandhelddeviceshasstimulatedresearchonAdHocnetworks．It

4、iSknownthatmediunlaccesscontr01(MAC)protocoldetermineshowthenodesaccessthechannelandplaysanimportantroleinlinkutilizationandfairnessissue．ThebackoffalgorithmiSUSedtodecr@捌sethecollisionfrequencyandireprovethefairnessinthedistributednetwork．So，ithasbeenthehotspotsinareaofimprovingthep

5、erformanceinAdHocnetworks．Inthispaper,anewDynamicPredictionBackoffAlgorithm(DPBA)accordingtoIEEE802．1lDCFisproposed．ThebasicideaofDPBAisthateachnodeshouldcomputethecollisionprobabilitythrou醢sensingthechanneltopredictthecontendingconditionaroundit．andthenitwillchooseacorrespondingstra

6、tegytocomputethevalueofContentionWindowinregardtodifferentnetworkcondition．Analysisandsimulationresultsshowthat，DPBAdescendsthepacketcollisionprobabilityeffectivelyandincreasesthenetworkthroughput．Italsoimprovesthechannel’sfairness．Inthefinalchapter,somesecurityproblemsinAdHOCnetwork

7、sarepresented．W．cfoCUSontheMAClayer．Then．duetothevulnerabilityofIEEE802．11DCr,anovelDoSattackbasedonreservationschemewithlowerenergycostisproposed．Wealsoanalysetheadverseeffectoftheattack．SomeadviceaccordingtoDPBAisgivenatlast．KEYWORDSAdHocNetworks，MACProtocol，BackoffAlgorithm，DoSAtt

8、ack,Resource