基于SDN的无线传感器网络流量异常检测机制研究

摘要

无线传感器网络涉及的技术有传感器技术、嵌入式、无线通讯、分布式等，通过整合在传感器节点当中的微型感应芯片，相互协作的、实时的监测监控区域对象的信息，广泛用于国防、军事、医疗卫生、交通等人类生产和生活的各个领域。遗憾的是，WSN缺乏最基本的基础保护设施而难以实现有效保护，以及面对监测区域空间上的完全开放，使得攻击者很容易达到拦截、伪造、篡改数据的目的。因此，WSN不仅需要高效的检测机制来快速的检测到网络存在的威胁因素，而且要在检测到不安全因素的同时积极、有效的采取相对应的防御措施保证数据的完整性和网络的健壮性。由于篇幅有限，本文针对网络层可能面对的入侵，以异常网络流量为主要导向，提出一种新的、较为高效的网络流量异常检测方案。
　　本研究主要内容包括：⑴总结了WSN的节点和网络结构特点，阐述了无线传感器网络的特点和应用，以及协议栈各个层面可能面对的安全问题，以及各种攻击行为形成的必要条件和攻击特点。⑵总结分析了传统入侵检测方案存在的缺点。如不能灵活部署检测策略，部署检测方案增加网络负担，相应异常处理机制不健全等。借助SDN技术----能够实现网络逻辑管控和数据转发相分离的思想，提出了新的网络流量异常检测方案。检测策略只需要部署在能量供应充足的簇头节点（逻辑子网中的逻辑管控节点），具有很高的检测效率。⑶在允许非常低的误检率存在的条件下，通过在簇头节点部署R/S分析法，能够快速的计算出反映网络流量自相似特征的Hurst值，能够快速的确定网络中某一个或某几个子网流量发生异常。该方法具有很高的效率，是一种新颖的、部署方便的、基于流量异常检测的无线传感器网络异常检测方案。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究目的

1.3 本文主要工作

1.4 论文结构

第二章 无线传感器网络相关技术

2.1 定义

2.2 无线传感器网络结构

2.2.1 网络节点结构

2.2.2 WSN网络结构及协议层安全问题

2.3 无线传感器网络的特点和应用

2.3.1 无线传感器网络特点

2.3.2 无线传感器网络的应用

第三章 SDN技术特征

3.1 引言

3.2 SDN综述

3.2.1 起源，需求和发展

3.3 OpenFlow及关键技术

3.3.1 网络架构

3.3.2 Controller

3.3.3 OpenFlow交换机

3.4 SDN的优势及应用

第四章 基于SDN的WSN流量异常检测技术

4.1 引言

4.2 传统IDS方案介绍

4.2.1 入侵方式分析

4.2.2 传统入侵检测体系结构

4.3 基于SDN的入侵检测技术

4.3.1 网络自相似性

4.3.2 基于SDN的网络流量异常检测模型

4.3.3 MasterNode检测模块

4.3.4 CenterNode相应模块

4.4 基于SDN的入侵检测方案技术特征

4.5 实验仿真

4.5.1 实验平台

4.5.2 结果分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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