毕业答辩-毕业论文-无线传感节点位置更新的MIB实现.ppt

,无线传感节点位置更新的MIB实现,答辩人：,指导老师：科技1002班学号：05102052,2014年6月14日,目录页,contents,1、选题,无线传感,1）轻量级网络部署：资源受到限制，电源供应缺乏、通信能力、计算和存储空间有限。2）网络规模较大：覆盖区域大，地形复杂性高。所以往往无线传感节点是成千上万的。3）开放/可互操作性：不仅仅是传感器节点之间，传感网和互联网之间也需要协议之间的互容。4）节点移动性强，需要一个能够自我收敛，随机应变的路由协议来掌控传感网络。5）相互之间相互检测存活与否的能力6）网络的自组织性整个组网原则中的核心原则,-无线传感网络关键技术,背景,1、选题,网络管理,-无线网络管理,背景,用于TCP/IP的网络管理的网络协议，网络管理模型一般包括以下元素：管理工作站管理终端WorkStation管理代理Agent管理信息库MIB网络管理协议类似于SNMP,网络之中相互交流的规范，准则。,1、选题,SNMP,1）普遍性在所有网络之中应用最为广泛的一种网络管理协议2）高效性基于UDP传输，传输功耗小，效率高3）简洁性数据报文简单，并且可以自行定义参数以及变量4）开放性内部MIB结构性强，并且可以自行定义，对于节点移动性强的网络有很强的管理性。,-简单网络管理技术,背景,ONT的根下面有三个节点，包括了：ISO、ITU-T、joint-ISO-ITU-T(也就是ISO和ITU-T的结合)。用于自定义的是dod下的private节点,2、MIB设计,设计流程图,根据传感网络的结构确定网络中MIB需求,确定传感网需求,设计好节点表、节点ID转化为MIB中的具体赋值,根据设计好的MIB结构分析位置更新网络管理流程,MIB参数定义,由MIB设计位置更新网络管理,传感网络结构：,根据上图，可以推断出网络节点以及网络管理需求。,2、MIB设计,确定传感网需求,无线传感网的节点组成：普通传感器节点、簇头节点、网关、网络管理端网络管理需求：1）簇头选举机制的稳健性2）簇头失效的重选机制3）节点失效的位置更新4）节点位置迁移导致的位置更新,根据传感网的特点自定义出了三张MIB数据表：节点表(Sensor)、节点类型表(SensorType)、拓扑表(Topology)节点表Sensor中，包含有关节点的信息传感器ID、所属类别、自述信息等。类型表SensorType中，提供传感器的型号、表示类型、感应的周期、配置数据等等拓扑表Topology中，主要表明的是整个网络的大体结构状态从属节点状态、簇头（代理）节点信息、某一簇头之下的节点列表等。,2、MIB设计,MIB参数定义,SNMP定义了很多的消息类型来进行数据交换，主要的还是3种基本的命令：Get、Set、Trap。这三种数据包用于SNMP组织网络的流程所必备的工具。是以上具体信息的载体。所以在SNMP接下来的流程分析中将会用到这三种数据包的类型。具体的数值定义体现在了下面一张PPT之中。,简单的说，MIB的作用就是“描述”。描述出节点是一个什么样的节点以及与之有关的节点信息。,2、MIB设计,3、网络管理设计,由MIB参数到具体的网络管理,簇头的自动选举机制1，每一个节点在启动时，首先会等待一段时间，然后，通过“hello”包来向网络中的节点来宣告自己的加入。如果在规定的时间之内，没有收到本簇的管理消息，那么，它将自己向网络宣告自己为簇的簇头。,这个“hello”包用于建立MIB数据库、拓扑表。以及使用加权算法来计算出节点权重，以此来选举簇头和进行簇头选择。,3、网络管理设计,由MIB参数到具体的网络管理,2，节点在收到HELLO包时，将数据包中含有的节点信息加入自己的MIB数据库，形成自己的拓扑表。然后，将会检查数据包之中的SNT_Cluster_ID中的数值情况，如果是没有簇头则考虑将自己的簇信息发给对方。但是，如果自己也没有簇头消息，则将会发送hello包以选举簇头。3，在自行选举簇头的时候，本节点将自己的拓扑表中的所有节点信息按照加权算法计算出每一个节点的权重，权重比值越大表明该节点越优。权重参考：剩余电量、信号强度、距离远近(跳数)等。自己设计的公式为：SN_Electricity*1+SNT_Frequency*1+1/SN_Location_State4，如果拓扑表之中包含有不只一个簇的簇ID，那么，该节点将会向其所属的簇头发送get请求。请求其节点信息，获取其信息之后将会按照3的方法将所有的簇头进行排序，越靠前的节点越优先。5，簇头选举结束之后，将自己选举的簇ID写入SNT_Cluster_ID字段，加入到trap消息之中向邻居节点广播。,3、网络管理设计,由MIB参数到具体的网络管理,簇头轮询机制简单的来说，避免只使用一个簇头，使得本簇头的能量过快的消耗而使用的一种中和方法。该方法由基本成员选举产生，由管理端实现并控制，并且通过传播给所有的节点使得切换自动执行。每一个节点在选举簇头时，按照自己的权重比值对自己的拓扑表中的所有节点来进行排序，选举最高的几个作为自己的簇头，并且形成自己的簇头表。,注解：SN_ID节点ID；SN_Electric节点带电量；SN_Type节点类型；SN_WorkStatus节点工作状态；SN_Distance节点距离；SN_UseTIME节点是否是当前簇头；SN_UseSTATE节点被使用时间。,4、位置更新的MIB实现,节点故障产生的节点更新1，该节点的邻居在该节点的定时器Timer失效之后没有收到来自该节点的“keepalive”消息，那么，它将会向该节点发送GET消息，如果任然没有得到回音，则将该节点的SN_Status标为0，发送到簇头。2，簇头在收到了该消息之后，再次向故障节点发送get消息，如果还是没有收到回复，那么将会把节点故障的消息发送到信息管理平台。如果收到了回复，那么将会解除故障报告。3，管理节点收到了簇头发过来的故障trap消息之后，确定一下故障原因，生成故障日志消息。并且将故障处理方案通过set消息发送到簇头节点上。4，簇头在收到了set消息之后，将该消息转发给相关的基础节点。并且在拓扑表中做出相应的调整。(修改自己的SN_List、告知其他节点不要以它为下一跳等等)5，普通节点在收到该消息之后，进行本地故障处理步骤，执行故障处理命令。,4、位置更新的MIB实现,4、位置更新的MIB实现,节点位置变化产生的位置更新在无线传感网络之中，因为节点的位置是不停的变化的，所以，位置更新是不可避免的重大过程。关于位置变化导致的位置更新以及MIB数据库变化，关系到：拓扑变化、簇信息管理、MIB数据库更新。以下是位置变动之后，节点和周围节点、簇的联系步骤：1，在节点检测到邻居所属的簇和自己初始化的簇信息不同，那么就会知道自己已经被转移到另外的簇里面的了。SNT_Cluster_ID(1)、SNT_Cluster_SN_ID(2)2，如果检测到簇信息变化，那么，该节点将会直接向管理服务器汇报自己的信息，让管理端将自己的簇信息进行更新。然后才会进行加入新簇的操作。3，节点使用广播向网络内的邻居节点通告自己的存在，每一个收到了该广播的簇头节点都会向该节点发送一个单播消息，内容为自己的信息，但是并不包含簇内的消息。SNT_Cluster_ID(1)、SNT_Cluster_SN_ID(2)4，节点会根据发送过来的消息来选取一个簇头节点加入，最简单的做法是谁先发送单播消息谁就作为自己的簇头。在选定好簇头之后，该节点向网络广播自己的新的簇消息。SNT_Cluster_ID(1)、SN_ID(1),4、位置更新的MIB实现,5、结论分析,在本文结束之时，由于自己的知识面并不是很全面，理论的掌握也不是很全面，所以很多的东西是不全面的，还是需要不断改进的。在无线传感网络的研究过程之中，还需要进行研究的地方是：1，无线传感模块的网络安全的管理以及配置管理。对于节点数据量如此庞大的传感网络，如何将数据转发给正确的节点，如何安全的存储数据、传输总结之后的数据是非常重要的。2，对于网络自适应的策略，如何让无线传感节点更加敏感地感知周围网络的变化。如何让管理端对网络的掌握更加精细、明确。如果可以对网络数据进行分析，提前做出对应策略，提前做出反应。这也是智能化的一种表现。3，无线传感网之中的SNMP协议还是太