第四章 實作模擬與結果分析
4.1 模擬相關議題
4.1.1 模擬環境
本實驗會模擬信任證據在行動無基礎網路中的運作。當網路節點建構出行動 無基礎網路環境時,節點會隨機的分佈並擁有一定範圍的傳輸信號能力,之後會 依據實驗的參數下達而會有一定比例的隨機節點在隨機的時間變為自私節點或 惡意節點。
在實驗所需的設備中,本實驗是以 IMB X31 的筆記型電腦作為實驗的硬體 設備,而CPU 是採用 Intel(R) Pentium(R) M processor 1500 MHz,並搭配
599MHz、256MB 的 RAM,作業系統是 Microsoft Windows XP Professional Version 2002。
為了驗證信任證據中所包含的各別信任值與經由散佈所算出的總信任值可 以真正的反應在行動無基礎網路的節點信任狀況以及互動情況,本研究針對不同 的網路環境中節點的互動情況,使用NS2(Network Simulator Version 2)模擬套用 信任證據的節點經由互動的情況。
NS2 是由柏克萊大學所開發的工具,以 OTcl 與 C++共同作為開發語言,使 用者可藉由網路環境的建構並交由NS2 模擬。因為 NS2 是開放原始碼(Open Source)的軟體,故可修改 NS2 內建的 C++函式庫,以模擬真實網路環境中節點 互動的情況。
網路架構中包含了模擬路由器(Router)、鏈結(link)、網路節點(End Point),
模擬的網路介面(Network Interface)是採用無線網路作為信號傳輸的協定。佇列管 理(Queue Management)是利用 DropTail 作為管理的方式,對每個佇列設置一個最 大值,然後接受封包進入佇列,直到佇列長達到最大值,接下來到達的封包就會 被拒絕進入佇列直到佇列的長度下降。繞徑則是使用Distance Vector 的繞徑協
定,封包是利用CBR(Constant Bit Rate)做傳輸,頻寬則是 2Mbps,並在 TCP 協 定下使用FTP 應用程式作傳送。
節點經互動後會有個別的信任衡量值 TVij以及經計算後所得的TTVj。當節 點要傳送資料時會依權重算出比較值comij = α * TVij + β * TTVj,然後選擇比較 值最大的節點請求傳送封包。在此實驗中會隨機指派節點成為惡意節點或自私節 點,當節點背離時其信任值會降低,而節點合作後其信任值會增加,若總信任值 低於最小可信任值則節點永遠被忽略,反之節點有改進之機會。
4.1.2 模擬參數
在考慮自私節點及惡意節點情況下,的模擬的時間是從0 秒模擬至第 3.0 秒,故路由資訊仰賴鄰近節點所提供的資訊。本實驗會模擬在5、10、15、20 個節點之下的傳送環境,並有0%、20%、40%、60%、80%、100%自私節點或 惡意節點的比例。
在尋找各別信任值與總信任值的比重時,會給予不同的權重比例,定義個別 信任值的比重為α、總信任值的比重為 β,其中 0 ≤ α ≤ 1 且 0 ≤ β ≤ 1,而 α + β = 1。本實驗分別給予 α = 0.1、β = 0.9; α = 0.25、β = 0.75; α = 0.5、β = 0.5;α = 0.9、
β = 0.1 以模擬節點是否可以真正的反應真實的合作或背離情況。
4.1.3 模擬效率評估
為了評估實驗的結果,可模擬節點個數(Number of Nodes)、自私節點比例 (Selfish Node Rate)、惡意節點比例(Malicious Node Rate)下沒有採用總信任值參考 (Node Without Total Trust Value)以及採用總信任值參考(Node with Total Trust Value)下節點的互動情況。
根據互動結果,可利用三種效率評估的指標,第一個為平均End-to-End的時 間延遲(Average End-to-End Delay Time, ADT),計算封包由傳送端至接收端的時 間並以秒作為計算單位,此評估標準主要是在衡量傳送端選擇中繼節點要求轉送 封包後,其中繼節點是否為惡意節點以謊報假的路徑,讓封包傳遞時間比選擇其
他中繼節點還長。
¾
number of packets
i
TTV 選擇中繼節點傳輸。此實驗便代入不同的 α 與 β 的比例值以驗證何種比例 最適合網路節點的選擇且最能反應信任的程度。