فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:107
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
=======================================================
مقدمه 1
فصل اول
شبکه های حسگربی سیم 2
چرا شبکه های حسگر؟ 2
تاریخچة شبکه های حسگر 3
ساختار کلی شبکه حسگر بی سیم 4
ساختمان گره 6
ویژگی ها 7
موضوعات مطرح 7
•تنگناهای سخت افزاری 8
•توپولوژی 8
•قابلیت اطمینان 8
•مقیاس پذیری 8
•قیمت تمام شده 9
•شرایط محیطی 9
•رسانه ارتباطی 9
•توان مصرفی گره ها 9
•افزایش طول عمر شبکه 10
•ارتباط بلادرنگ و هماهنگی 10
•امنیت و مداخلات 11
عوامل پیش بینی نشده 11
نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حسگر 12
بررسی نرم ا فزارهای شبیه سازی شبکه 14
خصوصیات لازم برای شبیه سازهای شبکه 15
شبیه ساز NS(v2) 16
معماری درونی NS 16
مدل VuSystem 16
شبیه ساز OMNeT++ 17
شبیه ساز Ptolemy II 18
مدل سازی شبکه های بی سیم 20
اجرای یک مدل پیش ساخته 20
تغییر پارامترها 22
ساختار یک مدل پیش ساخته 23
•نمایش بصری(آیکون ها) 23
•کانال ها 26
•اکتور های مرکب 27
•کنترل اجرا 28
•ساخت یک مدل جدید 29
•به کارگیری اکتور plot 39
قابلیت های مدل سازی 41
•شبیه سازی رویداد گسسته 41
•مدل های کانال 42
•مدل های گره بی سیم 42
•مثال هایی از قابلیت مدل سازی 42
1.ساختار بسته ها 42
2.اتلاف بسته ها 42
3.توان باتری 43
4.اتلاف توان 43
5.برخورد ها 44
6.بهره آنتن دهی ارسال 47
ساختار نرم افزار 50
چند مثال و کاربرد 54
فهمیدن تعامل (واکنش) در شبکه های حسگر 54
نقایص شبکه های حسگر 54
توانایی های توسعه یافته شبکه های حسگر 54
طراحی ومدل کردن ناهمگن پتولومی 54
مدل شبکه حسگر 55
نمونه های ایجاد شده توسط نرم افزار 55
•غرق سازی 55
•مثلث بندی 56
•نظارت بر ترافیک 57
•گمشده جنگی در منطقه دشمن و تعقیب کننده 58
•جهان کوچک 60
فصل دوم
امنیت در شبکه های حسگر بی سیم 61
مقدمه 61
چالش های ایمنی حسگر 63
استقرار نیرومند 63
محیط مهاجم 64
نایابی منبع 64
مقیاس بزرگ 64
حملات و دفاع 64
لایه فیزیکی 65
تراکم 65
کوبش 66
لایه اتصال 67
برخورد 67
تخلیه 67
لایه شبکه 68
اطلاعات مسیر یابی غلط 68
عملیات انتخابی حرکت به جلو 68
حمله چاهک 69
حمله سایبیل 69
حمله چاهک پیچشی 69
حمله جریان آغازگر 69
اعتبار و رمز گذاری 70
نظارت 70
پروب شدن 71
فراوانی 71
راه حل های پیشنهادی 71
پروتکل های ارتباط 71
معماری های مدیریت کلیدی 75
LEAP 75
LKHW 75
پیش نشر کلیدی به صورت تصادفی 76
Tiny PK 76
نتیجه گیری 77
فصل سوم
بهبود تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر بی سیم 78
کارهای انجام شده 78
سازمان دهی گره ها و عملکرد سیستم 79
روش پیشنهادی 81
4-1 شبیه سازی دو روش 83
4-2 ارزیابی 83
نتیجه گیری 84
فصل چهارم
مقاله انگلیسی SECURITY IN WIRELESS SENSOR NETWORKS 96
منابع 98
چکیده
تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر بی سیم به دلیل چالشهای فنی و مفهومی منحصربفرد از
اهمیت ویژه ای برخوردار است.در این مقاله با توجه به محدودیت ها و شرایط عملیاتی ویژه ی
شبکه های حسگر، روشی را برای بهبود تحمل پذیری خطا مانند تشخیص خطا در این نوع شبکه ها مورد بررسی قرار می دهیم.روش پیشنهادی به صورت روشی جدید قابلیت تشخیص خطا در شبکه های حسگر را بهبود می بخشد.در این روش با استفاده از گره های ذخیره شده در ساختاری خوشه ای تحمل پذیری خطا مانند تشخیص صحیح خطا و ترمیم آن را افزایش داده ایم.ارزیابی روش پیشنهادی و مقایسه ی آن با روش دیگر، بهبود روش پیشنهادی را نشان می دهد.
واژه های کلیدی :
شبکه های حسگر بی سیم ، تحمل پذیری خطا ، ترمیم خطا ، مدیریت شبکه.
مقدمه
شبکه های حسگر بی سیم به عنوان یک فناوری جدید از پیشروترین فناوری های امروزی می باشند. این شبکه ها محدودیت ها، توانایی ها ,ویژگی ها، پیچیدگی ها و محیط عملیاتی خاص خود را دارند که آنها را از نمونه های مشابه، همچون شبکه های موردی متفاوت می کند [ 1] .امروزه قابلیت اطمینان و تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر، با درنظر گرفتن کیفیت بهتر یکی از زمینه های مهم تحقیقاتی است. دستیابی به اطلاعات با کیفیت با محدودیت های درنظر گرفته شده در هنگامی که خطا وجود دارد یکی از چالش های شبکه های حسگر است[ 2,3].
خطا در شبکه های حسگر به صورت یک رویداد طبیعی به شمار می آید و برخلاف شبکه های معمولی و سنتی یک واقعه ی نادر نیست. برای تضمین کیفیت سرویس در شبکه های حسگر ضروری است تا خطاها را تشخیص داده و برای جلوگیری از صدمات ناشی از بروز خطا، عمل مناسب را در بخش هایی که آسیب دیده اند انجام دهیم[ 4].
دو بخش مهم در تحمل پذیری خطا یکی تشخیص خطاو دیگری ترمیم خطا است. در مرحله ی تشخیص خطا مهم این است که بتوان با صرف هزینه ی کم و با دقت بالا به این نتیجه رسید که واقعا خطایی رخ داده است و گره های آسیب دیده را شناسایی نمود. در مرحله ی ترمیم مهم است که پس از تشخیص خطا، بتوان گره های آسیب دیده را به وضعیتی که قبل از بروز خطا داشتند، رساند. در شبکه های حسگر تشخیص خطا می تواند در مواردی همچون امنیت و کارایی به کار گرفته شود.
در این مقاله با توجه به اهمیت تشخیص خطا و کاربرد تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر و با توجه به مدل واقعه گرا برای جمع آوری داده ها در شبکه های حسگر، روشی جدید برای تشخیص خطا با توجه به ساختاری خوشه ای پیشنهاد شده است. هدف اصلی، بهبود و تشخیص درست گره های آسیب دیده در شبکه های حسگر است .
بخش های مختلف این مقاله به صورت زیر تقسیم بندی شده است. در بخش ۲ در مورد روش ها و کارهای انجام شده برای افزودن تحمل- پذیری خطا در شبکه های حسگر توضیح داده می شود. در بخش ۳ سازماندهی گره ها در ساختار خوشه ای و نحوه ی عملکرد آنها برای افزودن روش پیشنهادی توضیح داده می شود. در بخش ۴ روش پیشنهادی توضیح داده می شود و در انتها شبیه سازی و ارزیابی روش پیشنهادی و مقایسه ی آن با روش [ 4] انجام می شود و بهبود روش پیشنهادی نسبت به این روش نشان داده می شود
فصل اول : شبکه های حسگر بی سیم
شبکه حسگر/کارانداز (حسگر) شبکه ای است متشکل از تعداد زیادی گره کوچک. در هر گره تعدادی حسگر و/یا کارانداز وجود دارد. شبکه حسگر بشدت با محیط فیزیکی تعامل دارد. از طریق حسگرها اطلاعات محیط را گرفته و از طریق کار انداز ها واکنش نشان می دهد. ارتباط بین گره ها بصورت بی سیم است. هرگره بطور مستقل و بدون دخالت انسان کار میکند و نوعا از لحاظ فیزیکی بسیار کوچک است ودارای محدودیت هایی در قدرت پردازش, ظرفیت حافظه, منبع تغذیه, ... می باشد. این محدودیت ها مشکلاتی را بوجود می آورد که منشأ بسیاری از مباحث پژوهشی مطرح در این زمینه است. این شبکه از پشته پروتکلی شبکه های سنتی پیروی می کند ولی بخاطر محدودیت ها و تفاوتهای وابسته به کاربرد, پروتکل ها باید باز نویسی شوند.
چرا شبکه های حسگر؟
امروزه زندگی بدون ارتباطات بی سیم قابل تصور نیست.پیشرفت تکنولوژی CMOS و ایجاد مدارات کوچک و کوچکتر باعث شده است تا استفاده از مدارات بی سیم در اغلب وسایل الکترونیکی امروز ممکن شود.این پیشرفت همچنین باعث توسعه ریز حسگر ها شده است.این ریز حسگر ها توانایی انجام حس های بی شمار در کارهایی مانند شناسایی صدا برای حس کردن زلزله را دارا می باشند همچنین جمع آوری اطلاعات در مناطق دور افتاده ومکان هایی که برای اکتشافات انسانی مناسب نیستند را فراهم کرده است. اتومبیل ها می توانند از ریز حسگر های بی سیم برای کنترل وضعیت موتور, فشار تایرها, تراز روغن و... استفاده کنند.خطوط مونتاژ می توانند از این سنسورها برای کنترل فرایند مراحل طول تولید استفاده کنند.در موقعیت های استراتژیک ریز حسگرها می توانند توسط هواپیما بر روی خطوط دشمن ریخته شوند و سپس برای رد گیری هدف(مانند ماشین یا انسان) استفاده شوند. در واقع تفاوت اساسی این شبکه ها ارتباط آن با محیط و پدیده های فیزیکی است شبکه های سنتی ارتباط بین انسانها و پایگاه های اطلاعاتی را فراهم می کند در حالی که شبکه ی حسگر مستقیما با جهان فیزیکی در ارتباط است با استفاده از حسگرها محیط فیزیکی را مشاهده کرده, بر اساس مشاهدات خود تصمیم گیری نموده و عملیات مناسب را انجام می دهند. نام شبکه حسگر بی سیم یک نام عمومی است برای انواع مختلف که به منظورهای خاص طراحی می شود. برخلاف شبکه های سنتی که همه منظوره اند شبکه های حسگر نوعا تک منظوره هستند.در هر صورت شبکه های حسگر در نقاط مختلفی کاربرد دارند برخی از این کاربرد ها به صورت فهرست وار آورده شده است:
• نظامی (برای مثال ردگیری اشیاء)
• بهداشت(برای مثال کنترل علائم حیاتی)
• محیط(برای مثال آنالیززیستگاه های طبیعی)
• صنعتی(برای مثال عیب یابی خط تولید)
• سرگرمی(برای مثال بازی مجازی)
• زندگی دیجیتالی(برای مثال ردگیری مکان پارک ماشین)
تاریخچة شبکه های حسگر:
در شکل (1) طرح ها و ایده های اولیه شبکه های حسگر نشان داده شده است.
پایان نامه امنیت شبکه های سنسوری بی سیم
