【正文】 數(shù)energysum=0。 lasttime=simtime。i=countcyl。 } { simtime = $1。 total[countcyl]=totalleft。 totalleft=0。 node=0。 sum[countcyl]=energysum。 //第二字段的值，節(jié)點(diǎn)IDif (simtimelasttime ) { //計(jì)算每個(gè)時(shí)間段節(jié)點(diǎn)總共消耗了多少能量 energysum=0。i++) printf ( %f %f\n,time[i],sum[i])。 countcyl++。 packetsum=0。一旦簇頭節(jié)點(diǎn)選出后就廣播消息：Application/LEACH instproc advertiseClusterHead {} { global ns_ opt ADV_CH MAC_BROADCAST LINK_BROADCAST BYTES_ID $self instvar currentCH_ code_ set chID [$self nodeID] set currentCH_ $chID pp Cluster Head $currentCH_ broadcasting ADV at time [$ns_ now] set mac_dst $MAC_BROADCAST set link_dst $LINK_BROADCAST set msg [list $currentCH_] set datasize [expr $BYTES_ID * [llength $msg]] Send beacons opt(max_dist) meters so all nodes can hear. $self send $mac_dst $link_dst $ADV_CH $msg $datasize $opt(max_dist) $code_}廣播完簇頭信息后，普通節(jié)點(diǎn)就開(kāi)始選擇其要加入的簇頭，簇首節(jié)點(diǎn)等待所有節(jié)點(diǎn)加入簇后，創(chuàng)建時(shí)間調(diào)度表： Application/LEACH instproc findBestCluster {} { global ns_ opt $self instvar now_ dist_ myADVnum_ $self instvar clusterChoices_ clusterDist_ currentCH_ set nodeID [$self nodeID] set min_dist 100000 if [$self isClusterHead?] {若節(jié)點(diǎn)是簇首節(jié)點(diǎn)，則條件為真 //If node is CH, determine code and create a TDMA schedule. //opt(max_dist)是指點(diǎn)(maxX,maxY)與點(diǎn)(minX,minY)之間的距離，即包含所有節(jié)點(diǎn)的矩形的對(duì)角線 set dist_ $opt(max_dist) //若本節(jié)點(diǎn)是簇首，則設(shè)置簇首標(biāo)識(shí)符currentCH_為節(jié)點(diǎn)ID set currentCH_ $nodeID //myADVnum_初始化為0，當(dāng)接收到的消息類(lèi)型為ADV_TYPE時(shí)，值加1 set myADVnum_ [[$self mac] set myADVnum_] //There are opt(spreading) 1 codes available b/c need 1 code // for munication with the base station，opt(spreading)=8 set numCodesAvail [expr 2 * $opt(spreading) 1] //int(x) 取不大于自變量x的最大整數(shù) //fmod(x,y) 用于求x/y的余數(shù)，最大擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)僅15個(gè)，故簇首取值范圍為115 set ClusterCode [expr int(fmod($myADVnum_, $numCodesAvail)) + 1] $ns_ at [expr $now_ + $opt(ra_adv_total) + $opt(ra_join)] \ $self createSchedule } else { //若非簇首節(jié)點(diǎn)中沒(méi)有備選簇首，則直接將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送給基站 if {$clusterChoices_ == } { puts $nodeID: Warning!!! No Cluster Head ADVs were heard! set currentCH_ $opt(nn) $self SendMyDataToBS return } //普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收簇首信號(hào)的強(qiáng)度，選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的簇首加入 foreach element $clusterChoices_ { set chID [lindex $element 0] set clustID [lindex $element 2] //在按照先后順序形成的備選簇首集中，尋找簇首對(duì)應(yīng)的下標(biāo) set ind [lsearch $clusterChoices_ $element] //從多個(gè)簇首中選取采用對(duì)應(yīng)信道模型距離最短的簇首加入 set d [lindex $clusterDist_ $ind] if {$d $min_dist} { set min_dist $d set currentCH_ $chID set numCodesAvail [expr 2 * $opt(spreading) 1] set ClusterCode [expr int(fmod($ind, $numCodesAvail)) + 1] } } set dist_ $min_dist set random_access [$self getRandomNumber 0 \ [expr $opt(ra_join) $opt(ra_delay)]] $ns_ at [expr $now_ + $opt(ra_adv_total) + $random_access] \ $self informClusterHead $self GoToSleep } $self setCode $ClusterCode puts $nodeID: Current clusterhead is $currentCH_, code is $ClusterCode, \ dist is $dist_ set clusterChoices_ set clusterDist_ }如果接收到信息的節(jié)點(diǎn)是簇頭節(jié)點(diǎn)，就創(chuàng)建TDMA，否者就在普通節(jié)點(diǎn)中選擇距離某個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)作為這個(gè)簇的成員節(jié)點(diǎn)，然后普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)。 仿真過(guò)程與結(jié)果分析本實(shí)驗(yàn)采用VMware7++，具體過(guò)程如下：（1）下載VMware7虛擬機(jī)，版本雖有不少但這個(gè)版本相對(duì)而言比較穩(wěn)定；（2）從，按照；（3）更新系統(tǒng)；（4）安裝幾個(gè)編譯必備的包；（5），輸入如下命令解壓：$ tar zxvf ，然后運(yùn)行安裝命令；（6）因?yàn)間cc版本太高報(bào)錯(cuò)，解決辦法：把77行處的：SHLIB_LD=ld shared，改為SHLIB_LD=gcc shared，保存退出將6304行處的：SHLIB_LD=ld shared，改為SHLIB_LD=gcc shared，保存退出（7）添加變量（8）重新打開(kāi)終端輸入ns，若出現(xiàn)%就說(shuō)明ns裝好了，也可輸入一段tcl腳本進(jìn)行測(cè)試；（9）熟悉Ubuntu桌面后，就可以著手準(zhǔn)備Leach協(xié)議的安裝了；（10）進(jìn)入U(xiǎn)buntu桌面，根據(jù)://。NS2通過(guò)Trace文件來(lái)保存整個(gè)模擬過(guò)程，仿真完成后，用戶可以對(duì)Trace文件進(jìn)行分析研究；（5）編寫(xiě)其他的輔助過(guò)程，設(shè)定模擬結(jié)束時(shí)間，OTCL腳本即編寫(xiě)完成；（6）用NS2解釋執(zhí)行剛才編寫(xiě)的OTCL腳本；（7）對(duì)Trace文件進(jìn)行分析，得出有用的數(shù)據(jù)；（8）調(diào)整配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)量模型，重新進(jìn)行上述模擬過(guò)程；（9）用GAWK工具對(duì)Trace文件進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，得出有用的數(shù)據(jù)，并用GNUPLOT、XGRAPHY畫(huà)分析圖；（10）分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。其中：（1）Node：NS2中統(tǒng)一用節(jié)點(diǎn)對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的各種終端、服務(wù)器、交換機(jī)和路由器等進(jìn)行抽象描述。并且該協(xié)議分別實(shí)現(xiàn)了基站對(duì)候選簇頭節(jié)點(diǎn)的合法性認(rèn)證及普通節(jié)點(diǎn)對(duì)候選簇頭節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證，這就保證了每個(gè)節(jié)點(diǎn)加入合法的候選簇頭節(jié)點(diǎn)，確保了數(shù)據(jù)的完整性。 理論分析SELEACH的總體設(shè)計(jì)思想為：基站在獲取了節(jié)點(diǎn)的信息后劃分區(qū)域，這時(shí)候每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的ID號(hào)，假設(shè)初始化的時(shí)候網(wǎng)絡(luò)是安全的，此時(shí)還未遭受任何攻擊且網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)均為合法節(jié)點(diǎn)。這一階段結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)又重新開(kāi)始下一輪的簇構(gòu)建。簇的建立階段又分為廣告階段、簇初始化階段、時(shí)隙創(chuàng)建階段，在廣告階段，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)生成0~1之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)被選為簇頭的概率是相等的，如果該隨機(jī)數(shù)小于某個(gè)閾值T（n），算法隨機(jī)選擇某個(gè)節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)，如圖中黑點(diǎn)所示，成為簇頭的節(jié)點(diǎn)向周?chē)?jié)點(diǎn)（圖中白點(diǎn)）廣播自己是簇頭節(jié)點(diǎn)的消息，周?chē)?jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的信息強(qiáng)度把請(qǐng)求加入消息告訴要加入簇的簇頭，簇頭根據(jù)申請(qǐng)加入本簇的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，創(chuàng)建—個(gè)TDMA時(shí)隙表，并將其廣播給簇內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)；在數(shù)據(jù)傳輸階段，非簇頭節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)發(fā)送給自己所在簇的簇頭，簇頭把經(jīng)過(guò)融合處理后的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)發(fā)給匯聚節(jié)點(diǎn)。位置的信任值T根據(jù)A、C、 P之間的關(guān)系計(jì)算得出，一旦某節(jié)點(diǎn)位置的信任值低于特定的信任閾值，則轉(zhuǎn)發(fā)信息包時(shí)將忽略該位置。假設(shè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都向天線發(fā)送消息，以網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)簡(jiǎn)單的簇為例，該簇的簇成員有NN2和簇頭N0，且N1和N2擁有的傳感域在相同范圍內(nèi)相同。另外，網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)被攻陷而受到任何影響，因?yàn)楸还ハ莸墓?jié)點(diǎn)僅僅只泄露自身的信息。節(jié)點(diǎn)將收集到的路由信息匯集到基站，基站通過(guò)分析處理選出最優(yōu)路徑，然后將選出的最優(yōu)路徑通知給節(jié)點(diǎn)（最優(yōu)路徑不止一條）。簇頭節(jié)點(diǎn)由網(wǎng)絡(luò)中所需簇頭數(shù)以及每個(gè)節(jié)點(diǎn)已成為簇頭的次數(shù)來(lái)決定。181。目前分簇路由已成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由研究的一個(gè)方向。此類(lèi)協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且對(duì)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)和存儲(chǔ)需求都比較低，此外部分傳感器節(jié)點(diǎn)被俘獲，對(duì)剩余整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全造成的影響較小。這樣網(wǎng)絡(luò)的安全才能得到保障。（1）Dos攻擊：攻擊者可以采用不同的身份，或直接向某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，使節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常地處理數(shù)據(jù)包，最終耗盡能量等資源；（2）黑洞攻擊（Sinkhole Attack）：指攻擊者利用入侵節(jié)點(diǎn)吸引從一個(gè)區(qū)域來(lái)的幾乎所有的數(shù)據(jù)流，利用收發(fā)能力強(qiáng)、傳播距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，與基站形成單跳路徑通信，使得該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)誤以為其為匯聚節(jié)點(diǎn)，并且向該節(jié)點(diǎn)發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包，攻擊節(jié)點(diǎn)便可以吸收附近較大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)流，從而在該區(qū)域形成了數(shù)據(jù)黑洞。（9）安全定位（secure localization）只有獲得了準(zhǔn)確的位置信息，才能防范外部偽造或篡改定位信息。（2）完整性（integrity）傳輸消息過(guò)程中，信息從產(chǎn)生到應(yīng)用不能被篡改，即未被修改、添加等，且接收者應(yīng)能辨別接收到的消息是否發(fā)生改變。概述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念及體系結(jié)構(gòu)，繼而對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 2.、醫(yī)療健康 為了使醫(yī)生能夠及時(shí)處理被監(jiān)護(hù)病人的病情，可以在病人身上安置用于傳輸心跳和血壓等數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)。由于節(jié)點(diǎn)的身份在網(wǎng)絡(luò)中是對(duì)等的，未指定要以哪個(gè)為中心，所以傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證機(jī)制不能簡(jiǎn)單地加以復(fù)制應(yīng)用到此網(wǎng)絡(luò)中。應(yīng)用層根據(jù)不同的需求，可以添加不同的應(yīng)用程序，例如能源控制、移動(dòng)性監(jiān)管、時(shí)間同步、遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)定位、安全配置管理、QoS，包括含監(jiān)測(cè)任務(wù)的一系列應(yīng)用軟件。數(shù)據(jù)鏈路層的功能是保證傳感器網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到點(diǎn)或一點(diǎn)到多點(diǎn)通信鏈路的可靠性，用于解決信道的多路傳輸問(wèn)題。計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量有限雖然傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)含CPU和RAM，但是一定程度上它們的微處理能力和存儲(chǔ)空間都受限，由此看來(lái)其計(jì)算能力也相當(dāng)有限。一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：傳感器節(jié)點(diǎn)、Sink節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)以及用戶界面等[7]，如圖11所示。首先，傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算能力、存儲(chǔ)能力和通信能力有限，一定程度上制約了節(jié)點(diǎn)能夠采用的加解密算法以及認(rèn)證措施；其次，由于傳感器節(jié)點(diǎn)沒(méi)有人工參與管理與維護(hù)，使得其容易受到各種各樣的物理攻擊；最后，由于WSNs采用的是無(wú)線通信的方式，較傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)其給無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了更加嚴(yán)重的安全問(wèn)題，使得網(wǎng)絡(luò)遭到欺騙、竊聽(tīng)以及非法訪問(wèn)等攻擊的可能性增大。SNEP用以實(shí)現(xiàn)通信的點(diǎn)到點(diǎn)認(rèn)證、新鮮性、機(jī)密性和完整性，而μTESLA用以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的廣播認(rèn)證；S．Tanachaiwiwat等人提出了SLEACH協(xié)議，它是在SPINS安全機(jī)制的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)后再應(yīng)用到LEACH路由協(xié)議中的，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用唯一的共享密鑰與基站聯(lián)系，SLEACH協(xié)議通過(guò)MAC(消息驗(yàn)證碼)提供消息認(rèn)證，MAC使用唯一的共享密鑰解密