信息中心物联网节点状态监测及其安全防护技术研究

作     者：崔立群 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：伍军

授予年度：2020年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 13[艺术学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 081001[工学-通信与信息系统] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：信息中心网络 物联网 节点状态监测 访问控制 

摘      要：随着“智慧城市的建设快速发展,近年来我国城市建设和信息化的应用技术水平不断提高,物联网产生的信息量不断增加,如何更快更有效地分配和处理信息是当前一个非常重要的问题。从这个意义上说,信息中心网络(ICN)正是为了满足日益增长的对高效率内容分发的需求而设计的。不同于典型的基于IP的请求机制,物联网中生成的信息可以被视为内容,将物联网内容与名称相关联使用户能够直接请求他们真正想要的内容,此外ICN特有的网内缓存和多播等特点有助于加快数据检索和减少拥堵。已经有人提出了以信息为中心的物联网(IC-Io T)的概念。他们认为下一代工业网络将是以信息为中心和面向服务的模式。虽然目前有许多关于信息中心网络本身路由、缓存机制等方面的研究,但是信息中心网络的节点监测问题并没有受到关注。为了管理不断变化的网络环境,诊断网络内部异常的原因,网络管理人员必须从监控工具中获取并分析网络状态信息。然而传统的网络监控方法并不适用于以内容为中心的IC-Io T。一直以来,传统网络管理中最常用的协议是简单网络管理协议,随着下一代物联网将摒弃以IP为核心的协议栈结构,朝着以信息为中心的方向发展,而传统的简单网络管理协议仍然基于TCP/IP协议工作,必将不适用于内容中心网络管理。因此本课题以信息中心物联网为背景,在简单网络管理协议的原理基础上提出一种网络节点状态监测方案,以更好的适应未来网络的发展。基于上述问题,本文的主要工作如下:1)本文提出了一种新的管理信息库结构用于记录各种网络节点状态信息并采用ICN命名格式。2)在此架构上本文采用跟踪方法获得所需的网络状态信息,当管理站向代理站发出一个状态数据兴趣包时,每个数据块中都有一个数据跟踪表存储过去的请求记录,可以根据它来定位所需的状态数据的位置。3)本文提出了一种基于数据块重要性的自适应数据放置策略,使具有较高重要度的信息更接近管理中心以获得更有效的获取。4)关注数据内容本身是信息中心网络和传统IP网络最本质的差别所在,因此在设计网络节点状态监测方案中的安全防护机制时,本文也希望基于内容名称建立网络管理站和代理之间的信任,通过加密来保证数据的机密性,并限制管理用户的访问时间达到访问控制的目的,同时利用哈希链有效减少身份验证开销,充分考虑了管理用户的请求连续性。5)通过搭建网络仿真测试环境评估了上述跟踪路由机制、自适应数据放置策略以及访问控制安全防护带来的时延影响,仿真结果表明了本文提出的方案的可行性。