本发明专利技术提出了一种网络漏洞修复方法、装置及存储介质，计算邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离；基于节点与其邻居共同的重叠区域面积，计算节点的冗余度；选择剩余能量最大的节点作为最优的覆盖漏洞修复节点；基于修复算法计算修复位置的漏洞修复覆盖率；采用覆盖增强算法计算漏洞修复覆盖率的目标函数的全局最优值，使覆盖效果达到最优，同时使网络性能最优。优。优。
【技术实现步骤摘要】
一种网络漏洞修复方法、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及网络漏洞修复
，具体涉及一种网络漏洞修复方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]无线传感器网络是一种分布式传感网络，它的末梢是大量的可以监测和感知外部环境的微型传感器。无线传感器网络中的节点采用无线方式通信，所以网络部署更加灵活，节点也可以设置为具有移动性，并与互联网进行连接。
[0003]无线传感器网络的系统中通常包括传感器节点(Sensor node)、汇聚节点(Sink node)和管理节点，传感器节点是无线传感器网络中基本功能单元，它是一种微型嵌入式设备，传感器主要由处理器单元、数据处理单元、通信传输单元以及能量管理单元构成，它是具有监测数据特点的采集、转换设备，并具有数据的管理、处理和传输以及节点控制等功能。汇聚节点相当于传感器网络内部与外部网络连接的桥梁，可以接受来自外部网络中的任务请求，也可以把无线传感器网络中监测获取到的信息传输到互联网中。网络管理节点具有实时管理整个网络系统的功能，终端通过管理节点获取所监测区域内的所有数据。
[0004]无线传感器网络中数据的通信质量与完整性与传感器节点的覆盖率密切相关，覆盖是指分布在网络中的节点通过在目标区域内一定的配置来感知外界环境和检测目标，是一种对外部世界的感知和监测能力，也是无线传感器网络在设计和部署规划时所要考虑的问题。因为传感器的能量大部分来源于有限的电池供应，所以它在面对大量并发数据的处理、长期存储和通讯方面时表现较弱，与此同时，网络内的每个传感器节点除了要对本地数据和信息进行收集和处理外，为了达到分布式网络的需要，还要转发从其他节点处获取的信息资源，受到传感器节点成本、结构等方面因素的限制，传感器网络中单个传感器节点的能力有限，所以合理地优化网络中节点的部署和分布结构对于整个网络更好地感知外部世界有着举足轻重的作用。再因为网络系统自身的资源有限，节点能量也有限，通过网络覆盖部署优化可以使区域内各种资源得到最大化利用。
[0005]无线传感器网络通过对外界世界的感知来达到监测特定事件和信息，这带来的极大便利使得它被应用于很多不同的领域，但是传感器节点的失效将会导致监测区域内出现覆盖漏洞。现有的大部分漏洞修补方法都是通过外界新增节点，这种方法只需知道漏洞的坐标，并根据算法移动修复节点进行修复，易于实现，不过新增节点所需的资源更多，且延后性较大。
技术实现思路
[0006]本专利技术提出了一种网络漏洞修复方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，计算邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离；
[0008]步骤2，基于节点与其邻居共同的重叠区域面积，计算节点的冗余度；
[0009]步骤3，选择剩余能量最大的节点作为最优的覆盖漏洞修复节点；
[0010]步骤4，基于修复算法计算修复位置的漏洞修复覆盖率；
[0011]步骤5，采用覆盖增强算法计算漏洞修复覆盖率的目标函数的全局最优值。
[0012]进一步地，所述步骤2具体包括如下步骤：
[0013]Step2.1:获得网络内节点的位置坐标信息，通过坐标计算得到目标节点的所有邻居节点，感知目标节点与邻居节点之间范围重叠；
[0014]Step2.2:分别计算目标节点和所有邻居节点的重叠面积，计算两圆重叠面积S
TWO
：
[0015][0016]其中，
[0017](x
i
,y
i
),(x
j
,y
j
)为平面空间中两点,d为邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离，r为圆的半径；
[0018]Step2.3:计算三圆重叠面积，计算目标节点与每个邻居节点的两个交点坐标，比较两个交点是否落在第三个圆内，来判断重叠情况；
[0019]如果两个交点都没有落在第三个圆内，则S
THREE
＝0；
[0020]如果两个交点中只有一个交点落在第三个圆内或两个交点都落在第三个圆内，则S
THREE
按如下公式计算：
[0021][0022]其中，a,b,c是重叠区域圆形三角形的边长，s是三角形周长的一半；
[0023]Step2.4:基于目标节点所有的两圆和三圆的重叠面积S
i TWO
和S
j THREE
，计算冗余度R:
[0024][0025]进一步地，所述步骤3中，将冗余度和移动距离归一化成剩余能量，选择剩余能量最大的节点作为最优的覆盖漏洞修复节点，节点的剩余能量E：
[0026][0027]其中，E0为初始剩余能量，k
v
为每移动一米所消耗的能量，R为冗余度，d为邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离，k
s
为节点每运行一小时所消耗的能量，E为节点的初始剩余能量，t为节点工作时间。
[0028]进一步地，所述步骤4中，如果节点s
i
的剩余能量E
si
小于设定的能量阈值E
th
，则节点将执行修复算法：
[0029]节点s
i
周边被节点s
j
以角度[π
‑
α，π+α]覆盖，逐渐增加α角度，使得覆盖角度最终达到[0，2π]，将候选点s
j
(x
j
，y
j
)约束在线段s
i
s
j
上，s
j
(x
j
，y
j
)以一定的步长沿s
i
s
j
移动，自适应步长ε控制如下：
[0030][0031]式中：Φ为移动后d角度的相对增量；k∈[0，1]为动态平衡因子；T
max
为最大移动次数；T为当前移动次数；
[0032]把漏洞修复覆盖率最大化转为计算出目标函数的全局最优值，则目标函数F为：
[0033][0034]进一步地，所述步骤5中，增强算法具体包括如下步骤：
[0035]Step5.1：初始化算法系数，随机生成初始算法系数序列A＝[β1，β2，β3
…
βn]，并计算目标函数F(e)；
[0036]Step5.2：进行迭代寻优，不断迭代出更优的解；
[0037]Step5.3：进行判断，是否为集合中的最优值，若是，则进入下一步，否则返回Step5.2，对下一个参数进行计算；
[0038]Step5.4：判断本代节点覆盖率是否优于当前节点覆盖率，若是则将本代的节点覆盖率替换为当前最优节点覆盖率；否则保留当前最优节点覆盖率；
[0039]Step5.5:判断是否达到迭代终止条件，若是则结束循环过程；否则返回Step5.3。
[0040]本专利技术还提出了一种网络漏洞修复装置，用于实现上述的网络漏洞修复方法。
[0041]本专利技术还提出了一种存储介质，其上存储有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种网络漏洞修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，计算邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离；步骤2，基于节点与其邻居共同的重叠区域面积，计算节点的冗余度；步骤3，选择剩余能量最大的节点作为最优的覆盖漏洞修复节点；步骤4，基于修复算法计算修复位置的漏洞修复覆盖率；步骤5，采用覆盖增强算法计算漏洞修复覆盖率的目标函数的全局最优值。2.根据权利要求1所述的网络漏洞修复方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：Step2.1:获得网络内节点的位置坐标信息，通过坐标计算得到目标节点的所有邻居节点，感知目标节点与邻居节点之间范围重叠；Step2.2:分别计算目标节点和所有邻居节点的重叠面积，计算两圆重叠面积S
TWO
：其中，(x
i
,y
i
),(x
j
,y
j
)为平面空间中两点,d为邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离，r为圆的半径；Step2.3:计算三圆重叠面积，计算目标节点与每个邻居节点的两个交点坐标，比较两个交点是否落在第三个圆内，来判断重叠情况；如果两个交点都没有落在第三个圆内，则S
THREE
＝0；如果两个交点中只有一个交点落在第三个圆内或两个交点都落在第三个圆内，则S
THREE
按如下公式计算：其中，a,b,c是重叠区域圆形三角形的边长，s是三角形周长的一半，a
i
为交点，r
i
为圆的半径；Step2.4:基于目标节点所有的两圆和三圆的重叠面积S
iTWO
和S
jTHREE
，计算冗余度R:其中n为两圆重叠的个数，m为三圆重叠的个数。3.根据权利要求1所述的网络漏洞修复方法，其特征在于，所述步骤3中，将冗余度和移动距离归一化成剩余能量，选择剩余能量最大的节点作为最优的覆盖漏洞修复节点，节点的剩余能量E:其中,E0为初始剩余能量,k
v
为每移动一米所消耗的能量,R为冗余度，d为邻居节点修复漏洞所需的最小移动距离，k
s
为节点每运行一小时所消耗的能量，E为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉祥，
申请(专利权)人：刘玉祥，
类型：发明
国别省市：
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