[发明专利]QoS感知强化学习预防入侵系统

说明书

公开了方法、系统和装置。描述了一种被配置用于执行与通信系统中的多个无线设备WD相关联的网络路由的网络节点。该网络节点包括被配置为从控制平面收集与多个图相关联的多个图状态的处理电路。多个图中的每个图具有与多个WD中的一个WD相关联的至少一个图节点。基于所收集的多个图状态，使用自学习来确定至少一个动作以更新多个图中的至少一个图中的至少一个路由。向控制器发送至少一个动作，以用于指示至少一个WD基于至少一个动作来更新至少一个网络路由。

技术领域

本公开涉及无线通信，并且具体地，涉及至少基于无线传感器网络中的基于服务质量QoS感知的路由的秩攻击预防和/或预防性安全控制。

背景技术

6LowPAN网络

无线传感器网络(WSN)被认为是物联网(IoT)的重要应用。通常，WSN可以被认为是低功率和有损网络(LLN)，例如在关键和大规模场景(例如，大规模分布式和异构网络)中，对其部署提出了一些约束。资源受限的限制可以防止在操作经受严格的可靠性和性能要求的场景中部署WSN。同时，缺乏灵活性源于WSN对政策变化的僵化，使这些网络难以适配。在WSN中使用IP技术直接和双向访问无线设备的可能性可以大幅减少上述困难，但会出现与互连复杂性有关的一些其他问题。

在WSN中，一个目标是提供端到端通信，这允许在不需要网关使用网络适配技术的情况下访问无线设备，以提高无线传输的效率和质量。在该上下文中，已经开发了6LoWPAN标准(低功率无线个人局域网上的IPv6)以帮助避免这种适配技术，从而使到达具有IPv6地址的WSN设备成为可能。然而，由于常见因素(例如，受限的带宽、节点故障等)，多跳6LowPAN中的无线链路不稳定，因此不可靠。这些困难会严重影响整个网络的性能。

基于IP的网络中的路由决策是由分布式协议(例如，路由信息协议(RIP)、开放最短路径优先(OSPF)、边界网关协议(BGP))做出的，该分布式协议可以用于维护拓扑，同时减少整个网络中的控制开销。与和单个基站进行通信的典型无线设备/节点相比，低功率设备的无线电范围减小，使得多跳网格允许系统(WSN)扩展到更大的区域。不幸的是，通过引入多跳，使链路不确定性在整个跳距离上加重，并且可以增加分组沿途被丢弃的机会。此外，已经采用RPL协议来管理6LowPAN网络中的路由，其中，RPL协议将在下面进行详细描述。

RPL协议

RPL是由因特网工程任务组(IETF)设计的IPv6路由协议作为建议标准。RPL将网络拓扑组织为DAG(有向无环图)。DAG可以被划分为一个或多个面向目的地的DAG(DODAG)，其中，每个DODAG具有根(汇聚)节点。多个汇聚节点通过骨干网络连接，该骨干网络由将它们连接到互联网的边界路由器组成。RPL是主动路由协议，一旦RPL网络初始化，该主动路由协议就基于预先定义的目标函数(OF)开始寻找路由。OF用于根据业务要求将业务递送到不同的路由。这些要求被编码在OF中，并在路由操作期间被RPL使用。RPL使用三种不同类型的控制消息，即DIO(DODAG信息对象)、DIS(DODAG信息征求)和DAO(DODAG通告对象)，如图1中所示。

汇聚节点(例如，节点A)以由涓流算法确定的规则间隔发送DIO消息。DIO消息向传感器节点提供使它们能够发现RPL实例、学习配置参数、以及选择优选父集的信息。对于父集的选择，RPL使用OF，OF由一个或多个路由度量组成。DIS消息由新传感器节点或浮动DODAG用于从其附近的另一节点征求DIO信息以加入DODAG。DAO消息由传感器节点传播到汇聚节点以更新DODAG的拓扑视图。因此，DODAG拓扑结构的形成由汇聚节点来维护。RPL操作包括邻居发现、路由生成、DAG构造、数据路径验证、以及基于秩值的环路检测。

秩值是DODAG内的节点的位置的标量表示。6LowPAN具有可能需要新路由度量和约束的独特特性，新路由度量和约束可以由RPL用于路径计算。这些度量/约束可以被分类为两种基本类型：(1)节点度量和相关约束(例如，跳数、能量状态)，以及(2)链路度量和相关约束(例如，吞吐量、时延、分组丢失)。