無線移動通信網絡體系結構及其關鍵技術發展趨勢摘要雖然無線移動通信網絡技術有了較大的發展，但是其基礎設施還是顯得不足，結構體系不夠完善，這樣就造成許多安全上的問題。路由是其中的重要構件之一，強大功能的路由可以保證網絡數據的通暢，文章主要對無線移動通信網絡的體系結構的基本問題進行簡單的分析，重點探討有關路由的安全機制和策略。關鍵詞移動通信；體系結構；安全機制中圖分類號：TN91文獻標識碼：A文章編號：1671-7597（2014）01-0067-02進入21世紀以來，人類正在向信息時代邁進，在此背景之下，無線移動通信網絡技術得到快速發展，隨著技術的不斷完善，其應用的范圍越來越廣泛，幾乎所有國家都增加了對無線移動通信網絡技術開發的投入資金，基于其快速、方便的優點，其會向更加深入的方向發展。1無線移動通信網絡的體系結構無線移動通信網絡主要有以下兩種體系結構。1）集中式網絡體系結構。此結構體系的運行和組成主要依靠基站的系統。2）分布式網絡體系結構。其主要由組織通信系統組成，有較廣泛的分布結構。1.1集中式網絡體系結構一般來講，此體系結構主要依靠一個較為精確可靠的基站運行，這就需要在安裝基站的時候精確定位，盡可能保證其覆蓋范圍廣，而且有利于數據的傳輸和收集。基站通過將地面的各條有線線路連接起來，實現數據通暢傳輸，此種體系結構設計較為簡單，運行效率高，便于管理，但是其不利于無線網絡的展開，基站的安裝要求較高，而且由于地面的有線系統的存在，可能導致一條線路的損壞引起整個系統的癱瘓。1.2分布式網絡體系結構1）平面結構。在設計過程中，所有的結點都具有相同的功能和地位，結構比較簡單，源結點和目的結點有較多的聯通線路，可以實現不同的業務運用不同的路徑進行數據傳輸和接收，實現網絡體系的暢通，但是由于節點太多就會造成網絡規模的擴展受到較大影響。2）分層結構。在分層結構中，網絡被劃分為簇。簇主要由簇頭和簇成員組成，每一級網絡結構體系可以組成一個簇，在更高一層的網絡中又可以進一步分簇，以此類推，形成一個比較系統的結構體系。在此結構體系中，每一層體系較為簡單，在管理上容易實現實時監控，可以較大幅度的減輕路由的工作量，實現數據的通暢傳輸和接收，而且維護起來較容易，費用較低。但是，體系結構中所分的層次太多，也導致在選擇簇頭算法到時候較為困難，需要設計人員進行詳細的分析，再者，簇間的數據傳輸都要經過簇頭去尋找更好的路徑，實現數據傳輸的通暢，在網絡結構規模較大時，就不容易實現精確地選擇，這樣就會造成整個系統運行不暢，效率不高。2安全路由機制2.1針對路由的攻擊1）被動型攻擊。攻擊者在進行攻擊的時候，并沒有試圖改變正常的路由協議，只是通過一定的設備和技術竊取路由數據。由于大部分情況下使用的是無線信息通道，攻擊者的行為很難被發現，管理者也無法進行有效的監控。一般情況下，攻擊者會選擇那些路由請求較頻繁的節點進行竊聽，因為此處路由信息可能較重要，而且數據量較大，可以從中尋找更多有用的信息，一旦攻擊者得逞，就會給整個系統造成極大的危害，帶來嚴重的損失。被動攻擊主要由以下兩種模式：①不合作行為。在移動網絡中，節點之間的相互合作可以有效地提高網絡運行效率，而且有利于整個系統實現信息共享，保證數據傳輸和接收的通暢。如果在系統中存在不合作的節點，此節點就不會和其他節點進行合作（數據交流、信息交換、資源共享），相當于只接受網絡系統提供的服務而不服務，這樣就會嚴重影響整個網絡修通運行的安全，也會造成網絡運行效率大幅度降低，是一種比較隱蔽的威脅行為。就目前網絡技術的水平，還難以對此類問題進行有效的控制；②流量分析。一般的無線移動通信網都缺乏有效的安全保護措施，攻擊者就會利用網絡體系的這種缺點，通過那些惡意節點獲取較多有用的信息，因為網絡系統中的那些惡意節點會利用自身在整個體系中作用和位置，充分收集周圍節點中的信息和數據，進行有效分析獲取機密信息，如果路由中的多個節點進行協同合作，就會對整個系統造成安全影響。攻擊者如果進行有效地選擇節點進行攻擊，就會更加高效的完成攻擊過程，并獲得想要的信息。2）主動型攻擊。主動攻擊并不是一種隱蔽盜取數據信息的手段，攻擊者主要通過修改一些程序或者插入一些影響網絡系統正常或運行的數據流對網絡進行干預，造成整個網絡系統運行不暢或者發生較嚴重的故障，所以主動攻擊容易被操作人員發現，并及時采取有效措施。2.2移動通信網絡體系的安全目標1）能用性。廣大用戶能夠充分享受網絡所提供的服務，即使在網絡受到攻擊的時候也可以享受優質的服務。2）機密性。就是要保障用戶的個人私密信息不外泄。3）完整性。不管在何種情況下，網絡系統要能夠保證信息在傳輸和接收過程中不發生中斷和丟失。4）認證。為了保證網絡通信的安全性，網絡中的節點要進行認證來確保通信對端身份的可靠性。5）不可否認性。就是要使網絡中的節點對自己發送出的信息全程負責。2.3安全機制和策略2.3.1消息鑒別機制1）消息鑒別碼。一般情況，可以在兩個節點之間設置一個共享密鑰K，然后在進行數據信息交換和共享的時候，通過計算消息散列（hK）值來生成和檢驗消息鑒別碼。此種方式計算簡單，設計程序較容易，且可以有效控制，便于運用到整個網絡系統中來，但是由于網絡體系中節點較多，所以需要設置的密鑰數目也較多，例如網絡中有n個節點的，就需要設置n（n-1）/2個密鑰，這不利于簡化整個系統的管理。2）數字簽名。在網絡中，由于公鑰結構的存在，只要客戶知道公鑰密碼算法，就可以是的雙方數字簽名的有效性，數字簽名就是基于此而發展起來的。有其特點可以知道，非常適合網絡中一對多的的環境，但是因為是公鑰結構，就會使得簽名和驗證的計算量比較大，增加了網絡體系的負擔，而且如果攻擊者發送較多的假信息，就會給整個結構帶來較大的影響，大大降低了網絡運行的效率。2.3.2聲譽機制由以上可以知道，在網絡結構中，常常有很多異常節點對網絡運行造成較大影響，降低了信息傳輸效率，為了更好地解決這類問題，可以建立聲譽機制，其作用主要有以下幾個方面。1）建立合理的評估機制，將系統中的節點分類并進行打分（分為信任和不信任兩級）。2）及時對節點進行檢查，并引導其正常工作。3）將那些異常節點從網絡中孤立起來，不讓其在網絡中發揮作用。3無線移動通信網絡的關鍵技術分析3.1第三代移動技術隨著移動網絡通信技術的快速發展，3G主流技術的應用越來越普遍，而且其功能也不斷完善，隨著時間的推移，必將實現大規模的發展和應用。進入21世紀以來，網絡技術和3G技術的有效結合使得網絡數據業務增幅較大，改善現有的3G技術已經成為發展的新趨勢，在此情況下，LTE技術成為了寬帶無線移動通信技術開發與產業推廣的新方向。一般認為，LTE技術是3G向4G技術過渡中的主流技術，其具有其他系統不具備的一些優勢功能，可以較大幅度提高網絡峰值速度，降低整個系統延誤的時間，而且可以對目前的網絡技術中空中對接技術進行改進，實現跨越式發展。世界上已經有一些發達國家采用此項新技術，大大改善了其網絡的通暢性能，我國也正在加緊研究，不斷改善網絡技術，引進更加先進的主流技術，以實現突破性發展。3.2無線局域網技術無線局域網（WLAN）的技術標準為802.11，可實現十幾兆至幾十兆的無線接入。我國目前發展的主要是802.1lb標準的WLAN網絡，支持11Mbps的無線接入。但是無線局域網技術具有自身一些特點：漫游性、安全性、以及計費方式等限制，這就會造成投入大而收益較小，可能會挫傷一些運營商的信息，不利于其發展。然而無線局域網具有高吞吐量、低成本、簡單易用的特點，非常適合在室內熱點地區為蜂窩網分流，隨著網絡技術的不斷發展，WLAN技術的應用將會越來越廣泛和深入，在一些熱點領域發揮其優勢，充分體現網絡技術的吸引力，為廣大客戶提供更好的網絡服務。3.3寬帶無線接入技術作為一項新興的寬帶無線接入技術，WiMAX具有QoS保障、傳輸速率高、業務豐富多樣等優點，并能提供面向互聯網的高速連接，數據傳輸距離最遠可達50km。目前，該領域在全球的發展呈現出向高帶寬快速躍進、覆蓋范圍逐步擴張的趨勢。隨著科研人員的努力，相信在不久的將來會開發出更加先進的網絡技術，進而推動整個無線移動通信產業的發展。4結束語通過以上的分析可以知道，在無線移動通信網絡中，目前還存在較多的問題沒有解決，而且整個系統中有些功能也不夠完善，這些都嚴重影響了無線移動通信網絡體系的運行，也給廣大用戶帶來了一些麻煩。為了更好地解決此類問題，科研人員就需要積極與相關部門進行有效的協商，合理調配頻譜資源，實現移動通信網絡的通暢運行，更好地服務社會。在新的環境下，要充分引