资源说明:基于ZigBee技术的无线传感网络中,路由协议起着极其重要的作用。AODVJr协议是AODV协议的简化,它在ZigBee技术中得到广泛的应用。虽然AODVJr协议相对于AODV协议来说进行了各种优化,在同等条件下其性能优于AODV协议,然而对路径信息及传输数据的安全方面并未提供保障。将SRP(安全远程密码协议)协议、AODVJr协议与树路由算法相结合并考虑了局部节点的路由跳数,以达到降低ZigBee网络的总能量、提高网络数据传输安全的目的。
点的路由时,会生成一个RREQ包。这个包包含了源节点和目的节点的IP地址、一个随机生成的问询标识QID以及一个flag标志位,用于控制RREQ的转发行为。RREQ包还携带了一个跳数值hops,记录了从源节点到当前节点的跳数。当RREQ包在路由过程中传播时,每个中间节点都会检查QID以防止重复转发,并更新hops值。如果hops值超过了网络最大深度L的两倍,节点将丢弃该RREQ包,以减少无效的网络开销。
SRP协议的引入是为了增强路由的安全性。在AODVJr的基础上,SRP限制了中间节点对路由请求的响应,仅允许目的节点回应最初的RREQ。此外,目的节点仅对第一个接收到的RREQ作出响应,丢弃后续的请求,以避免重复建立路由。在RREP的传递过程中,SRP遵循AODVJr的单播响应规则,确保响应沿着RREQ的反向路径返回源节点。为了防止中间节点的重复转发和目的节点的多次响应,SRP使用了QID作为唯一标识,并结合MAC码提供数据的完整性保护。
结合树路由算法,ZigBee网络中的终端节点(RFD)首先将其数据发送给父节点,由父节点负责进一步转发。具有路由功能的全功能设备(FFD)则先检查目的节点是否在自己的邻居列表中,如果不在,则启动路由发现过程。若在,则直接转发数据。在RREQ包中,除了必要的IP地址和标志位外,还包括了SRP的消息识别码MAC,它是基于目的节点地址、源节点地址、共享密钥KS和D计算得出的,用以验证消息的来源和防止篡改。
通过这种方式,结合SRP协议和AODVJr的优化,提出的路由安全算法能够有效降低ZigBee网络的能量消耗,同时提高了数据传输的安全性。减少不必要的RREQ分组传播,控制RREQ的最大传输范围,以及利用SRP的认证机制,这些措施共同提升了网络的生存时间和安全性,确保了无线传感器网络的稳定运行。
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