Ad hoc网中基于簇结构的认证服务方案
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摘要：ad hoc网络是一种比较特殊的无线移动网络。在此网络中，所有的节点都是一样的，不用设置中心控制节点。本文首先对Ad Hoc网络进行了相应分析，然后对Ad Hoc网络中的主要应用技术和常见问题进行了阐述，最后论述了基于簇结构的认证服务方案。
关键词：Ad Hoc网络；簇结构；网络安全；认证
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 18-0000-01
Authentication Service Plan Based on the Cluster Structure in Ad hoc Network
Yu Haiyun1,2
(1.Lanzhou University of Technology School of Computer and Communication Engineering,Lanzhou 730050,China;2.Modern Education Technology Center,Qinghai University,Xining 810016,China)
Abstract:The Ad Hoc network is a kind of a special wireless mobile network.In this network,all the nodes are the same,need not on the central control node.This paper discusses the present with extensive application of layered structure-cluster structure analyzed.In this paper,first Ad Hoc network the corresponding to Ad Hoc analysis,then,the main network application technology,and common problem is discussed,finally discusses the cluster structure based on the certification service plan.
Keywords:Ad Hoc network;Cluster structure;Network security;Authentication
Ad Hoc网络是一种比较特殊的无线移动网络，它和普通的通信网络有着技术上的显著不同。因此，Ad Hoc网络的应用领域和其他的通信网络应用领域也有着极大的不同之处。一般来说，Ad Hoc网络多用于不适合设置网络设施的场所。但是很多需要快速自动组网的场所也都会选择Ad Hoc网络。总的来说，Ad Hoc网络主要应用于军事、紧急场合、个人局域网以及传感器网络的应用中。但是Ad Hoc网络最大的缺陷就是安全性能差，非常容易受到攻击，很轻易的就会被窃听。因此应该注重Ad Hoc网络的安全脆弱性，并分析相应的解决策略来解除其安全威胁。其次，Ad Hoc网络中簇结构的应用可以实现数据包发送稳定的需要，并且可以满足路由建立连接的短速时间。本文正是基于此原因，对Ad Hoc网络中簇结构的认证服务进行了相应研究。
一、Ad Hoc网络的概述
Ad Hoc网络因其自身的特点，其应用领域越来越广泛。因此对Ad Hoc网络的研究也越来越发达。根据网络的结构来说，移动无线网络可以分为有中心结构网络和无中心结构网络两种。Ad Hoc网络中信号的碰撞发生的几率比较高，这就造成了信道不能有效利用。而且Ad Hoc网络在各个节点之间是采用无线通信的方式传输数据，因此地形地势等外在因素都会对其造成极大的影响。
二、Ad Hoc网络应用中的主要技术和常见问题
Ad Hoc网络是比较特殊的，所以传统网络中的很多协议和技术是不能直接应用的。因此Ad Hoc网络中很多的协议和技术都是专门为Ad Hoc网络服务而研制的。
（一）Ad Hoc网络中的平面拓扑结构
在Ad Hoc网络中，其拓扑结构可以分为平面结构和层次结构两种。Ad Hoc网络中平面结构所有的节点是处于相同的位置，不存在什么控制和被控制之分。平面结构的网络相对较为简便，并且其网络节点分布和覆盖的范围都比较小，安全性相对来说会高一点。在Ad Hoc网络平面拓扑结构中常见的问题是：网络规模受限较大。造成这个问题的原因是因为每个节点都有到达另外各节点的路由。节点本身也有其移动的特性，随着节点的不断流动，大量的控制消息就要进行网络动态变化的维护，因此网络的规模和拓扑的维护开销是息息相关的。
（二）Ad Hoc网络中的层次拓扑结构
Ad Hoc网络中的层次拓扑结构中各个节点存在一定的差异，其位置不再是相等的，因此又被称为分级网络。这种网络的存在形式就是簇型。簇型网络就是把某些相关联的网络的各个节点组成一个集合的形状。在簇型结构中，各个节点地位不等，往往是由一个被称为簇首的节点来管理各个下一级节点。相较于Ad Hoc网络中的平面结构拓扑而言，层次结构的拓扑网络容量扩充性能比较好，分层结构的形式使路由信息业呈现局域化的状态，这种形式可以减少路由控制报文的费用。并且在平面拓扑结构中，因其各个节点的位置相同，所以弱项定位某一个节点，需要在全网中进行搜寻，这是比较繁琐和困难的。但是在簇型结构中，由于簇首的存在，所以只需要对簇首进行相应信息的查询就能够获得需要的节点位置。在Ad Hoc网络层次拓扑结构中常见的问题是：簇首节点比较复杂，还要明白各节点与簇的从属关系，并且从簇首到其他簇首的路由还需要维护，但是这些问题相对于平面拓扑结构的费用还是具有较高的可比性，所以簇型结构在在Ad Hoc网络中逐渐得到越来越广泛的应用。
认证是保障Ad Hoc网络安全的基础步骤。在Ad Hoc网络中，其本身具有无线链路、动态拓扑的特点。由于节点间的无线链路很容易受到攻击，因此在Ad Hoc网络的安全管理方案中应该充分提高其性能的发挥，保证安全性的同时还要注重网络组网的应用规模和可扩展性。这些都离不开合适的网络拓扑结构的选择。经过多次的实验认证，基于簇型的拓扑结构应用不仅能够满足Ad Hoc网络的高性能要求，而且其网络的可扩展性比较高，目前簇型结构已经被广泛应用于Ad Hoc网络中。在Ad Hoc网络，不论是从其规模性能上还是安全技术上考量，基于簇结构的认证方案都能够大大节省节点的安全密钥计算开销，而且还能够保障此方案的安全性能。
总而言之，基于簇结构的认证服务方案不仅能够大大的提高Ad Hoc网络的安全性能还能够降低其规模扩展的费用。在基于簇型的拓扑结构中，能够拦截以往恶意节点的攻击，保障簇各个节点间的顺利连通。经过证明，在Ad Hoc网络中基于簇结构的认证方案具有良好的安全性和较高的经济性。即便是在Ad Hoc网络中采用密钥的安全策略，基于簇结构的服务方案也能够减轻移动终端设备的计算负担。因此基于簇结构的认证方案能够很好的应用于Ad Hoc网络。
参考文献：
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[2]孙磊,葛临东.移动自组网多层分布式认证技术研究[J].计算机工程与应用,2005,22
[3]任智.移动Ad Hoc网络路由算法及协议研究[D].电子科技大学,2005