26.3.2. Протоколы маршрутизации беспроводной сенсорной сети
Существующие протоколы маршрутизации сетей MANET не могут быть использованы в беспроводных сенсорных сетях WSN по причине следующих особенностей
функционирования WSN [103].
Ограничение потребления энергии. Сенсор в силу своего малого размера может быть оборудован только источником питания ограниченного размером. В определенных приложениях сенсорных сетей, например решение тактических задач в тылу врага, сенсор является необслуживаемым устройством и замена источника питания в нем невозможна. Особое внимание в протоколах маршутизации сенсорных сетей уделяется снижению частоты передачи/приема информации.
Ограниченная масштабируемость. Повышение количества сенсоров в сети может привести к перегрузке маршрутных таблиц, блокировке сенсоров и, соответственно, выходу из строя сети.
На рис. 26.5 приведены диаграммы для иллюстрации одного из таких протоколов маршутизации в сенсорных сетях-SPIN (Sensor Protocols for Information via Neotivation). SPIN относится к адаптивным протоколам, в котором для болеее экономичного потребления электроэнергии первоначально отправляются не полные данные, а только их основные характеристики. Полные данные передаются при их затребовании. SPIN использует три типа сообщений: ADV, REQ и DATA. Прежде, чем отправить сообщение DATA сенсор отправляет широковещательно сообщение ADV, содержащее краткое описание полного сообщения DATA. Если соседний узел заинтересован в получении DATA, он отправляет в ответ запрос REQ на него. После получения DATA этот соседний узел повторяет, как показано на рис. 5, предоставляя другим узлам получить копии сообщения DATA.
Рис. 26.5. Диаграмма протокола маршутизации в сенсорных сетях SPIN
При этом следует отметить, что в сенсорных сетях возможности по защите от атак DoS нарушения маршрутизации значительно меньше, чем в сетях MANET. В частности, это относится к ограничениям не только энергопотребления, но и аппаратным ограничениям (объем памяти порядка нескольких Кбайт, длина пакета порядка 30 байт). В результате в сенсорных сетях представляется практически сложно реализовать такие механизмы, как асимметричную криптографию, шифрование по алгоритму AES. Поэтому для сенсорных сетей разработаны два протокола безопасности [107]: протокол шифрования SNEP (sensor network encryption protocol) и протокол μTESLA. SNEP обеспечивает конфиденциальность данных, аутентификацию двух участников обмена данными, целостность данных и защиту от повтора. μTESLA обеспечивает аутентификацию для широковещательных сообщений.
26.3.3. Протоколы защиты маршрутизации mesh-сети
Для того чтобы рассмотреть безопасность протоколов маршрутизации mesh-сети следует учесть, что в общем случае эту сеть можно рассматривать из инфраструктурной части и сети Ad Hoc. В качестве инфраструктурной части может быть сотовая сеть связи, IP-cеть, Wi-Fi в режиме инфраструктуры. В этих сетях отсутствуют проблемы безопасности протоколов маршрутизации. В самоорганизующихся сетях Ad Hoc защита протоколов маршрутизации аналогична тем, которые имеют место в сетях MANET [108]. Выше, в разделе 26.3.1 приводится пример такого безопасного протокола SAODV, который обеспечивает подлинность источника сообщений маршрутизации и их целостность.