基于信任计算的车载命名数据网络安全机制

命名数据网络是一种以内容为中心的网络，将命名数据网络应用于车联网形成车载命名数据网络能够有效解决车联网中传统TCP/IP通信带来的局限性。然而车载命名数据网络同样面临安全风险，尤其是兴趣包洪泛攻击和开关攻击严重影响了车载命名数据网络的信息共享和安全通信。本文针对上述攻击提出一种基于信任计算的车载命名数据网络安全机制（TSSRA），首先通过分析攻击行为对网络的影响，提取识别恶意行为的特征值，然后基于特征值设计一种信任计算方法，通过评估节点的信任值区分恶意行为和合法行为。仿真实验表明，本文提出的安全机制有效抑制能恶意节点的恶意行为，增强网络的安全性，确保网络安全高效的运行。     

车载自组织网络中基于定向传播的自适应路由协议

数据分组在转发过程中需要在其转发范围内寻找一个中继节点进行转发。为了降低转发过程中寻找中继节点的复杂程度,减少从源节点到达目的节点的平均跳数,提出了一种车载自组织网络中基于定向传播的自适应路由协议(Adaptive Routing Protocol Based on Directional Transmission,ARPBDT)。该路由协议有两个关键参数:转发角度和平均每跳前进距离。首先为了缩小转发范围,设置一个始终朝着目的节点方向的转发角度,以减少转发范围内的节点数以及寻找中继节点的计算量;其次为了减少平均跳数,在转发范围内根据前进距离自适应地选择较优或次优的邻居节点作为中继节点进行转发。仿真结果表明,与OBDR相比,所提路由协议的平均跳数较少,平均每跳前进距离较大,能够使数据分组快速地到达目的节点。     

软件定义车联网的数据转发机制

针对现有车联网（VANET）中数据转发效率低的问题,提出了软件定义网络（SDN）的数据转发机制。首先,设计了软件定义车联网的分层次网络模型,该模型由局部控制器和车辆组成,实现控制与数据转发分离,具有可扩展性、独行性等特点;其次,设计了车辆路由转发机制,该机制采用动态规划和二分搜索的方法,以实现高效的数据转发;最后,通过仿真验证,对比无线自组网按需平面距离向量路由（AODV）、目的节点序列距离矢量路由（DSDV）、动态源路由（DSR）和最优链路状态路由（OLSR）算法,所提的数据转发机制在传递成功比上提高大约100%,而端到端延迟时间降低大约20%。实验结果表明,软件定义车联网的数据转发机制能够提高路由转发效率、减小延迟。     

基于分组转发状况的车载自组织网络路由算法研究

路由协议算法是车载自组织网络的一个重要研究方向.目前多数车载自组织网络路由协议算法根据一些间接表征因素(如源到目的节点的最短距离、车流量密度等)来判断最优转发路径,但是这些表征因素还都停留在理论假设阶段,能否反应真实的路况、表示实事上最优的路径并无定论.提出一种基于分组转发状况的车载自组织网络路由协议算法,旨在根据分组...     

软件定义车联网的数据转发策略和路由选择技术

针对目前车联网（VANET）数据转发效率低的问题,提出了软件定义网络（SDN）的数据转发策略和路由选择技术。首先,采用了软件定义车联网的分层控制结构,由局部控制器和全局控制器组成,实现数据转发和控制分离,可灵活控制数据转发的方向;然后,设计了单条路段的车辆路由机制,该机制预测车辆节点位置并采用贪心策略,实现数据的稳定传输;其次,设计了多个需求间的路段路由机制,该机制采用广度优先搜索（BFS）算法和边集相结合的方式,实现多个需求间路径不相交,缓解带宽瓶颈问题;最后,通过仿真验证,对比无线自组网按需平面距离向量（AODV）路由,所提出的数据转发策略和路由选择算法在数据分组接收率上提高40%以上,平均延迟时间降低60%左右。实验结果表明,软件定义车联网的数据转发策略和路由选择技术能够提高数据转发效率,减少平均收包延时。     

城市环境车用自组织网络多路径路由

为应对无线网络通信路径耦合性和相互干扰的问题,提高无线网络通信性能,提出应用于城市环境车用自组织网络的多路径通信路由协议.根据城市环境道路网络特点,建立车用自组织网络多路径通信干扰模型;在此基础上提出基于交叉路口优化多路径通信路由,交叉路口附近的数据包基于多路径策略转发.实验结果表明,该多路径路由机制减少了数据冗余,有效避免数据碰撞,较大程度提高网络的数据包投递率并降低端到端延迟.     

针对层次化名字路由的聚合机制

为了从根本上解决现有互联网存在的可扩展性、移动性和安全性等方面的问题,全新的未来互联网体系结构得到了广泛研究.其中,命名数据网络（named data networking,简称NDN）利用网内缓存和多路转发实现了基于层次化名字的高效数据传输,从根本上解决了现有互联网所面临的问题.内容的层次化名字具有数量庞大、结构复杂等特点,现有的基于IP的路由转发机制无法直接应用于NDN网络,需要有针对性地研究高效的层次化名字路由机制,保证海量网络内容的正常路由转发.路由聚合是缩减网络路由规模的主要措施.不同于现有的面向本地NDN路由表查表过程的优化,路由聚合需要全网协同处理,在不同网络节点上不断对聚合路由进行聚合.这对聚合路由标识和聚合路由可用性评估提出了诸多要求.为此,研究并提出了针对层次化名字路由的聚合机制,包括两个方面的工作：（1）构建了一种全新的计数布隆过滤器——堆叠布隆过滤器,该过滤器支持多过滤器合并,用于压缩表示被聚合路由名字;（2）给出了一种动态路由聚合机制,在保证NDN网络路由转发准确性的同时,缩小全网路由规模,最大程度地优化了路由转发效率.在真实网络拓扑上构建了仿真平台,经过实验验证,该路由聚合机制以可控的少量冗余转发为代价,有效地压缩了全网路由规模,提升了全网路由转发效率,保证了海量在线内容的高效路由转发,为NDN网络投入实际部署提供了前提.     

基于NDN的区块链网络服务质量保障方法

针对传统区块链网络难以满足不同应用场景差异化服务质量（QoS）需求的问题,提出一种基于命名数据网络的区块链网络QoS保障方法。从实时性角度对交易和区块进行分类,为交易和区块设计新的命名空间。为不同类型的区块链数据创建各自的数据传播结构,以缓解流量的集中化程度。针对不同应用场景对实时性的要求,采用差异化路由机制对交易和区块进行排队转发。实验结果表明,该方法能够有效提高区块链网络的信息传输效率,减少网络中的冗余流量,其网内流量相比基于TCP的区块链网络约下降24%。     

车载自组织网络中基于车辆密度的双簇头路由协议

为了降低城市环境下对转发范围内的单个车辆节点运动的感知敏感度,减少源节点到目的节点的平均跳数和传输时延,提出一种车载自组织网络中基于车辆密度的双簇头路由协议(Dual-Cluster-Head Routing Protocol Based on Vehicle Density,DCHPBD)。该路由协议根据车辆密度设置簇的大小,在同一路段簇内左右车道分别选出一个簇头,根据最大化生存期原则选择用于转发数据分组的主簇头,另外一个作为备选簇头。仿真结果表明,与CBDRP和EG-RAODV协议相比,所提出的协议簇头生存期较长,平均跳数和平均时延较小,通信性能更好。     

面向命名数据网络的数据查询区分服务机制

在命名数据网络（NDN）中,从海量分布式数据中发现和收集所需的信息是一个巨大的挑战,需要编排复杂的路由和分布式处理组件并适应网络能力。因此,遵循当前网络中区分服务的设计原则,提出了一种基于NDN的数据查询区分服务机制。受MPLS协议标记思想的启发,将个性化、复杂的数据查询需求转换为多个标签及其组合,包括兴趣转发标签和数据返回标签。在转发和响应阶段,根据各个标签及其组合,确定不同的兴趣和响应的处理动作。提出了基于NDN的个性化数据查询和适应网络能力的区分服务系统结构及实现过程。讨论了标签的安全性和区分服务机制的应用场景。     

基于网络终端支持的NDN移动性管理机制

命名数据网（named data networking,NDN）作为一种新型的互联网架构,旨在应对日益增长的数据流量。基于其消费者驱动的内容检索模型,NDN自然地支持消费者移动性。然而生产者移动性仍然是一个具有挑战性的问题,需要额外的机制来提高生产者移动期间的数据可用性。针对该问题,提出一种可扩展的移动管理机制来支持生产者移动性。该机制利用网络终端在基于名称的NDN转发平面上建立了临时转发路径,并设计了缓存与重传机制支持时延容忍和时延敏感的应用数据流。最后在ndnSIM中建立了一个全面的仿真环境,对所提方案与现有解决方案进行了评估和比较。仿真结果表明,该机制能够充分支持生产者移动性。当速度为30 m/s时,丢包率仅为3.0%,平均传输延时为352.1 ms。此外,支持生产者移动性所需的额外消耗于对于方案相比降低了49.18%。     

VANET中基于捎带确认机制的自适应数据传播策略

车载自组网（VANET）通过自组织分散环境传播交通数据,交通数据的特点使得VANET数据传播方法更适合依赖广播。然而,当在高密度场景下广播数据时,可扩展问题和数据传播冗余问题变得尤为突出,可能导致广播风暴的发生。针对数据传播冗余和广播开销等问题,以最远转发策略和捎带确认机制为基础,提出一种捎带确认的自适应最远转发策略（AckAMFR）,根据存储转发的概念进行信息的传输和存储,降低了数据冗余,具有较强的可靠性和较小的广播开销。仿真结果表明,该转发策略具有低广播开销和高数据传输率的特性。     

内容命名网络中一种基于历史访问记录的转发策略的设计与实现

内容命名网络(NDN)作为ICN的实例系统,以其区别于传统IP网络的独特体系结构在近些年受到了研究界的普遍关注,NDN舍弃了IP网络点到点的传输方式,设计了基于内容名字的寻址方式,使得内容的提供者由集中式一点变为分散式的多点,大幅提高了数据信息的利用率。将研究的重点放在NDN路由节点的转发环节,提出并实现了一种新的基于历史访问记录的转发策略HRF,使得数据请求者能够发现本地的邻居节点是否持有请求者所需的内容,从而从本地网络高效快速地获取所需数据,并通过实验验证了HRF策略的可行性和有效性。     

基于数据优先级和车辆密度的安全数据的转发算法

在VANET中,为了保证安全数据的准确性和实时性,和安全相关的数据通常需要较高的优先级并且优先传输,现有的VANET数据转发算法不能满足这一点。为了满足VANET中安全数据的优先传输需求,提出了一种数据优先级模型,并基于数据优先级和车辆密度提出了一种安全数据转发算法。数据优先级模型可以给不同状态的数据分配相应的优先级;基于数据优先级和车辆密度的数据转发算法PDT动态分配计数器阈值和碰撞窗口,动态分配碰撞窗口可以确保数据的传输次序,而动态设定计数器阈值既能够保证数据的可靠传输又能有效地抑制广播风暴。仿真结果表明,与传统的counter-based数据转发算法和slotted-p数据转发算法相比,在数据吞吐量、传输时延和抑制广播风暴方面,PDT算法都有显著的性能提升。     

命名数据网络中的一种冗余控制策略

命名数据网络(Named Data Networking, NDN)作为一种新型网络架构,内在地支持多路径转发和网内缓存,使得网络中存在大量冗余数据,会大大增加拥塞可能性。为解决上述问题,以减少兴趣包和数据包的转发数量为出发点,提出了基于扩展链路状态通告(Extended Link State Advertisements, ELSA)的冗余控制算法(ELSA-based Redundant Control, ELSA-RC)。该算法一方面在路由节点新添一个跳数数据库(hopDB)来保存兴趣包的最新跳数,并通过发送ELSA以增强邻居节点的hopDB更新,从而降低兴趣包转发深度;另一方面,基于待定请求表的接口信息和收到的ELSA消息来阻止重复数据包的返回。基于ndnSIM的仿真结果表明：相较传统NDN,采用ELSA-RC后兴趣包和数据包的传输数量分别减少了约15%和26%,平均时延减少了约14%。因此,使用ELSA-RC能显著减少兴趣包和数据包在网络中的无效扩散和重复传输,同时还能降低网络时延,使NDN网络性能得到提高。     

延迟评估的车载自组织网络数据传输协议

车载自组织网络(VANET)作为一种新的自组织网络,可以极大提高驾驶安全性和交通运输的效率。由于车辆行驶导致的快速拓扑变化,使得设计高效的数据传输协议在车载自组织网络研究中成为挑战。分析了车辆自组织网络的特征,在道路统计信息的基础上,依据不同车辆的行驶方向,提出了一种新的基于延迟评估的车载自组织网络数据传输协议(DEF)。模拟实验证明提出的协议比现有协议具有更低的平均传输延迟。     

车用自组织网络中数据聚合算法综述

具有短距离通信能力的车载设备的改进和短距离微波通信授权频谱的分配推动了智能交通系统应用的发展,促进了车用自组织网络(VANET)的研究。对于VANET上的应用数据分发是各类应用实现的基础,同时数据聚合又是实现数据分发的关键技术。介绍了VANET的概念和网络构架,给出了当前VANET上的一些典型应用;详细阐述了VANET上的数据分发的基本结构,并对数据聚合算法的研究现状进行了详细的分析和比较;最后总结并展望了VANET上的数据聚合在未来一段时间的研究重点。     

Distributed,multi-user,multi-application,and multi-sensor data fusion over named data networks

Named Data Networking (NDN) routes data based on their application-layer content names enabling location independence, in-network caching, and enhanced security. A proof-of-concept solution is presented that demonstrates the applicability of NDN for multi-user, multi-application, and multi-sensor data-fusion systems. The system consists of a collaborative network of weather radars name data based on their geographic location and weather feature (e.g., reflectivity of clouds and wind velocity). This enables end users to specify an area of interest for a particular weather feature while being oblivious to the placement of radars and associated computing facilities. Conversely, the data-fusion system can also use its knowledge about the underlying system to decide the best sensing and data processing strategies. Such sensor-independent names also enhance resilience, enable processing data close to the source, and benefit from NDN features such as in-network caching and duplicate query suppression, consequently reducing the bandwidth requirements of the entire data-fusion system. The solution is implemented as an overlaid NDN enabling the benefits of both the NDN and overlay networks. Simulation-based analysis using reflectivity data from an actual weather event showed 84% reduction in peak bandwidth consumption of radars and 95% reduction in peak query resolution latency.