I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 6 0 3 ~2 6 1 3   I SS N:  2 0 8 8 - 8 708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 6 0 3 - 2613          2603       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Secure and  p ro fic ient  c ro ss   l a y er  (S PCL)  Q o f ra m e w o rk     for  m o bile  a d - ho n etw o rk       Sa nto s Sa hu , S a nje ev   Sh a r m a   S c h o o o f   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Ra ji v   Ga n d h P r o d o y o g ik V ish w a v id y a la y a   Bh o p a l,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   23 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   No v   14 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   1 0 ,   2 0 1 9       c ro ss   la y e r   Qo S   f r a m e w o rk   is   a   c o m p lete   s y st e m   th a p ro v id e re q u ired   Qo S   se rv ice s   to   e a c h   n o d e   p re se n in   th e   n e tw o rk .   A ll   c o m p o n e n ts  w it h in   it   c o o p e ra te  to g e th e f o p ro v id in g   th e   re q u ired   se rv ice s.  In   e x i stin g   Qo S   f ra m e w o rk s   th e re   is  n o   se c u rit y   m e c h a n is m   p ro v id e d   w h il e   S e c u rit y   is   a   c rit ica a sp e c f o Qo S   i n   th e   M A NET   e n v i ro n m e n t.   Cro ss   la y e Qo S   f ra m e w o rk     ten d   t o   b e   v u l n e ra b l e   to   a   n u m b e o f   th re a ts  a n d   a tt a c k li k e ,   o v e r/u n d e r - re p o rti n g   o f   a v a il a b le  b a n d w id th ,   o v e r - re se rv a ti o n ,   sta te  tab le   sta rv a ti o n ,   Qo S   d e g ra d a ti o n ,     in f o rm a ti o n   d isc lo su re ,   th e f o f   se rv ice ti m in g   a tt a c k ,   f lo o d i n g   a tt a c k ,   re p la y   a tt a c k ,   a n d   d e n ial  o f   se rv ic e   (Do S a tt a c k ,     a tt a c k o n   in f o rm a ti o n   in   tran sit  a n d   a tt a c k a g a in st  ro u ti n g .   S o   it   is   n e c e ss a r y   w h e n   d e sig n in g   p r o t o c o ls  f o Q o S   f ra m e w o rk ,   th e   h a rm o n y   b e tw e e n   s e c u rit y   a n d   Qo S   m u st  b e   p re se n a o n e   im p a c ts  th e   o th e rs.  In   th is   w o rk   we   p ro p o se d   se c u re   a n d   p ro f icie n c ro ss   la y e (S P CL Qo S   f r a m e w o rk s   w h ich   p re v e n ts  f ro m   v a rio u ty p e o f   th re a ts  a n d   a tt a c k s.    T h e   p ro p o se d   S P CL   Qo S   f r a m e w o rk   a c h iev e s   b e tt e p e rf o r m a n c e   c o m p a re d   t o   e x isti n g   Qo S   f ra m e w o rk   in   m e tri c o th r o u g h p u t,   p a c k e d ro p   ra ti o ,   e n d - to - e n d   d e lay ,   a n d   a v e r a g e   ji tt e in   b o t h   c o n d it io n   w h e n   m a li c io u s n o d e   p re se n in   t h e   n e tw o rk   a n d   w h e n   m a li c io u s n o d e   n o p re se n i n   t h e   n e tw o rk .   K ey w o r d s :   C r o s s   la y er   Qo S f r a m e w o r k   MA NE T   Qo S f r a m e w o r k   SP C L   Qo f r a m e w o r k     Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   San to s h   Sa h u ,     Sch o o l o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,     R aj iv   Gan d h i P r o d o y o g i k i V is h w a v id y ala y a ,   A ir p o r t B y p a s s   R o ad   B h o p al  MP ,   B h o p al,   I n d ia     E m ail: sa n to s h s a h u @ r g t u . n et       1.   I NT RO D UCT I O N   Mo b ile  A d   h o Net w o r k   ( MA NE T )   is   co llectio n   o f   m o b ile  n o d es  co n n ec ted   b y   w ir eless   li n k s   w h ic h   ca n   b cr ea ted   o n - th e - f l y   w it h o u a n y   i n f r astru ct u r o r   ad m in is tr ati v s u p p o r [ 1 ] .   T h ese  n et w o r k s   ar ch ar ac ter ized   b y   s el f - o r g an iza tio n   an d   au to n o m y .     Qu ali t y   o f   s er v ice  ( Qo S)  is   th p er f o r m an ce   [ 2 ]   lev el  o f   s er v ice  o f f er ed   b y   t h n et w o r k   to   th u s er .   T h m ai n   co m p o n en o f   a n y   C r o s s   la y er   Qo S   f r a m e w o r k   i s   th e   Qo S   s er v ice  m o d el  w h ic h   d es cr ib es  th w a y   u s er   r eq u ir e m e n ts   ar f u l f il.  T h o th er   m a in   co m p o n e n t s   o f   th e   f r a m e w o r k   ar e,   Qo s ig n ali n g   w h ich   i s   th co m b i n atio n   o f   r eso u r ce   r eser v atio n ,   ad m is s io n   co n tr o an d   p ac k et  s ch ed u lin g .   Qo r o u tin g   [ 3 ]   w h ic h   is   u s ed   to   f i n d   all  o r   s o m o f   th f ea s ib le  r o u ts   i n   th n et w o r k .   Qo m ed iu m   ac ce s s   co n tr o l,  m a n a g th ac ce s s ib ilit y   o f   t h s h ar ed   m ed i u m   in   e f f icie n w a y   a s   s h o w n   i n   F i g u r 1 .   T h co m b i n atio n   o f   Qo s er v i ce   m o d el  an d   Qo s i g n ali n g   i s   ca lled   Qo p r o v i s io n i n g   [ 4 ] .   Qo P r o v is io n i n g   is   th e x tr f u n ctio n i n g   d o n b y   s i m p le  ad   h o n et w o r k   m o d el  to   ac h iev q u al it y   o f   s er v ice .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 6 0 3   -   2613   2604       Fig u r e   1 .   Qo f r a m e w o r k   m o d el       C r o s s   la y er   Qo f r a m e w o r k   d esig n   i s   o n o f   th s o lu tio n s   f o r   p r o v id in g   QOS  in   w ir eless   n et w o r k s .   A   cr o s s   la y er   Qo S   f r a m e w o r k   is   co m p lete  s y s te m   i n   w h ic h   all  la y er s   o f   n et w o r k   s h ar n et w o r k   i n f o r m atio n   b et w ee n   d if f er en la y er s   an d   w o r k ed   as  s in g le  s y s te m   t h at  tr ies  to   p r o v id Qo s er v ices  to   ev er y   u s er s   o r   ap p licatio n s .   A ll   co m p o n e n t s   a m o n g   t h is   tech n iq u v ir tu a ll y   g et   to g et h er   to   p r o v id in g   th e   s p ec i f ied   Qo S   s er v ices.  Her v ir tu al l y   m ea n s   th at  t h u s er   o f   cr o s s   la y er   f r a m e w o r k   ill u s io n   th at  al th la y er   o f   n et w o r k   w o r k ed   to g et h er   as  s in g le  s y s t e m .   T h er ar o n l y   f o u r   cr o s s   la y er   Qo f r a m e w o r k s   o f   M ANE T s   ar av ailab le  in   liter at u r e.   Seo u n g - B u m   L ee ,   et  a [ 4 ]   h as  p r o p o s ed   I NSI GNI A   f r a m e w o r k   th at   p r o v id es  as s o ciate   in te g r ated   ap p r o ac h   to   Qo p r o v is io n i n g   b y   co m b i n i n g   i n   b an d   s ig n al,   d ec is io n   ad m i s s io n   m a n ag e m en t,  a n d   p ac k et   p r o g r am i n g   alo n g .   T h s o f t   s tate  r eser v atio n   t h e m e m p lo y ed   in   t h is   f r a m e w o r k   e n s u r e s   t h at  r eso u r ce s   ar   q u ick l y   d i s ch ar g ed   at  t h t i m o f   p ath   r ec o n f ig u r atio n .   B u t,  t h is   f r a m e w o r k   s u p p o r ts   s o lel y   ad ap tiv e   ap p licatio n s ,   m a y b e,   m u l ti m ed ia  s y s te m   ap p licatio n s .   T h is   f r a m e w o r k   i s   clea r   to   a n y   m ac k   p r o to co l.   A d d itio n al l y   as  th i s   f r a m e wo r k   ass u m es   th a r o u ti n g   p r o to co p r o v id es  n e w   r o u te s   w it h i n   t h ca s o f   to p o lo g y   c h a n g e s .   I f   e n o u g h   r eso u r ce s   d o n 't  s ee m   to   b ac ce s s ib le  as  r es u lt  o f   th e v er - c h an g i n g   co n f i g u r atio n ,   t h i m p r o v ed   Qo ap p licatio n   i s   also   d o wn g r ad ed   to   b ase  Qo o r   p er h ap s   to   b est - e f f o r s er v ice.   As  t h is   f r a m e w o r k   u s es  i n - b an d   s ig n al,   r eso u r ce s   d o n ' t   s ee m   to   b r eser v ed   b ef o r th e   p ar ticu lar   in f o r m atio n   tr an s m is s io n   b e g i n s .   T h en ce   b ad g is n ' ap p r o p r iate  f o r   p er io d   ap p licatio n s   t h at  h av e   ti g h t   Qo n ec es s ities .   D .   Dh ar m ar aj u ,   et  a [ 5 ]   h a s   p r o p o s ed   I NORA  t h at ' s   h ig h er   t h an   i n s i g n ia  i n   th is   it  w il s ea r c h   m u ltip le  m et h o d s   w i th   les s er   Qo g u ar an tees.  I u s es  th e   b ad g i n - b a n d   s i g n   m ec h an i s m .   Sin ce   n o   r eso u r ce s   ar ea   u n i r eser v ed   b ef o r t h p ar ticu lar   in f o r m at io n   tr a n s m i s s io n   b e g i n s   a n d   s i n ce   i n f o r m atio n   p ac k et s   n ee d   to   b tr an s m itted   as  b est - e f f o r p ac k ets  j u s in   ca s o f   ad m is s io n   m an a g e m e n f ail u r at  th in ter m ed iate   n o d es,  th i s   m o d el  m i g h t n o t b ap p r o p r iate  f o r   ap p licatio n s   t h at  n ee d   lab o r io u s   s er v ice  g u a r an tees.   H.   Ah n   et  al  [ 6 ]   h as  p r o p o s ed   SW A f r a m e w o r k   th at  s u p p o r tin g   r ea l - ti m ap p licatio n s   b y   f o r w ar d   a   b est - e f f o r m ac   p r o to co an d   n o cr ea tin g   an y   r eso u r c r eser v atio n .   I u s es  f ee d b ac k   b ased   m o s tl y   m an a g e m e n m ec h a n is m s   to   co n tr o p er io d   o f   ti m tr af f ic   at  th ti m o f   co n g esti o n   with i n   t h n et w o r k .   As  b est - ef f o r tr af f ic  is   b u f f er   zo n f o r   p er io d   o f   ti m tr a f f ic,   t h is   m o d el  d o esn ' w o r k   w ell   in   e v e n t u alitie s   w h er ev er   m o s t   o f   t h tr af f ic   is   p er io d   o f   ti m in   n at u r e.   E v e n   i f   t h is   m o d el  i s   cli m b ab le  ( b ec au s th e   in ter m ed iate  n o d es  d o n 't  m ai n tai n   an y   p er   f lo w   o r   m ix t u r e   s tate  i n f o r m atio n ) ,   it  ca n n o g iv e   lab o r io u s   Qo S   g u ar a n tees  b ec au s o f   lack   o f   r eso u r ce   r eser v atio n   at  th in ter m ed iate  n o d es.  AN  ad m i tted   p er io d   o f   ti m f lo w   m ig h t e n co u n ter   p er io d ic   v io latio n s   in   it s   in f o r m a tio n   m ea s u r n ec e s s itie s .   V.   Viv e k ,   et  al  [ 7 ]   h as  p r o p o s ed   P R T MA C   th a t ' s   ac ce p ta b le  in   p r o v id in g   h ig h er   p er io d   o f   ti m e   tr af f ic  s u p p o r an d   r ep air   d if f e r en tiatio n   i n   h ig h   q u al it y   A W Ns  r e m i n is ce n o f   m i litar y   n et w o r k s   f a s h io n ed   b y   h ig h   s p ee d   co m b at  v e h icles,   f leet  o f   s h ip s ,   f leet  o f   air - cr a f ts   w h er ev er   t h f ac il it y   r eso u r ce   is n ' t   s er io u s   co n ce r n .   I n   A W Ns,   f a s h io n e d   b y   lo w   p o w er   a n d   r eso u r c af f ec ted   h an d - h eld   d ev ice s ,   h a v in g   ass o ciate   d eg r ee o th er   ch an n el  m i g h t n o t   b an   ec o n o m icall y   v iab le  a n s w er .   I n   ex is ti n g   Qo S   f r a m e w o r k s   th er i s   n o   s ec u r it y   m ec h a n is m   p r o v id ed   w h ile  Secu r it y   is   cr itica l   asp ec f o r   Qo S   in   t h M A NE T   en v ir o n m en t.   C r o s s   la y er   Q o f r a m e w o r k     ten d   to   b v u l n er ab le  to   n u m b er   o f   t h r ea ts   a n d   attac k s   li k e,   o v er /u n d er - r ep o r tin g   o f   av ailab le  b an d w id th ,   o v er - r e s e r v atio n ,   s tate  tab le  s tar v atio n ,   Qo d eg r ad atio n ,     in f o r m atio n   d is c lo s u r e,   th e f o f   s er v ices  ti m i n g   attac k ,   f lo o d in g   attac k ,   r ep lay   attac k ,   an d   d en ial  o f   s er v ice  ( Do S)  attac k ,     attac k s   o n   in f o r m atio n   i n   tr a n s it  an d   attac k s   ag ain s r o u ti n g .   So   it   is   n ec es s ar y   w h e n   d esig n i n g   p r o to co ls   f o r   Qo f r am e w o r k ,   th h ar m o n y   b et w ee n   s ec u r it y   a n d   Qo m u s b e   p r esen t a s   o n i m p ac ts   t h o th er s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S ec u r a n d   p r o ficien t c r o s s   la ye r   ( S P C L)   Qo S   fr a mewo r fo r   mo b ile  a d - h o c   n etw o r k   ( S a n t o s h   S a h u )   2605   2.   RE S E ARCH   M E T H O D     E m p ir ical  o r   h y p o th e s i s - te s ti n g   r esear c h   d esi g n   ( g en er al l y   k n o w n   a s   e x p er i m e n tal   r esear ch   d esi g n )   is   u s ed   i n   o u r   r esear c h .   E x p er i m en tal  r esear c h   d esi g n   ar t w o   t y p es   I n f o r m al   ex p er i m en tal  d esi g n s   a n d   Fo r m al  ex p er i m en ta d esig n s .     I n   o u r   r esear ch   w u s ed   I n f o r m al  ex p er i m en tal  d esig n s .   I n f o r m al  e x p er i m e n ta l   d esig n s   ar e   f u r t h er   clas s i f ied   i n to   t h r ee   ca te g o r ies  ( i)   B e f o r e - an d - a f ter   w it h o u co n tr o d es ig n .   ( ii)  Af ter - o n l y   w it h   co n tr o l d esi g n .   ( iii)  B ef o r e - an d - a f ter   w ith   co n tr o l d esig n .   W u s ed   B ef o r e - a n d - a f ter   w it h   co n tr o l d esi g n .   I n   r esear ch   p r o ce d u r b o th   alg o r ith m s   a n d   p s eu d o co d ar u s ed .       2 . 1 .   P ro po s ed  SPCL  Q o S f ra m e w o rk   SP C L   i s   s ec u r an d   p r o f ici en cr o s s - la y er   Qo f r a m e w o r k .   I n   t h is   w o r k   w p r o p o s ed   s ec u r a n d   p r o f icien cr o s s   la y er   ( SP C L )   Qo f r a m e w o r k s   w h ic h   p r ev en t s   f r o m   v ar io u s   t y p es  o f   t h r ea ts   a n d   attac k s .   In   S P C L   Qo f r a m e w o r k   w e   d esig n   an d   i m p le m e n t   Neig h b o u r   No d S u r v eil lan c e   R ea T i m e   M AC   ( NNSR T - M AC )   p r o to co l   at  MA C   la y er D y n a m ic  Sec u r e   R o u t in g   ( DS R )   at   r o u ti n g   la y er ,   SP C L   I n - b a n d   s ig n ali n g   f o r   Qo S ig n ali n g   s y s te m .   A   co m p lete  la y er e d   d iag r am   o f   p r o p o s ed   SP CL   cr o s s - l a y er   Qo S   f r a m e w o r k   is   s h o w n   i n   F i g u r 2.   T h Deta il  d escr ip tio n   o f   ea c h   p r o p o s ed   m o d u le   o f   ea ch   la y er   is   g iv e n   b elo w .           Fig u r e   2 .   P r o p o s ed   SP C L   Qo S f r a m e w o r k       2 . 1 . 1 .   Secure   re a l t i m M AC  ( NNSRT - M AC)   I n   p r o p o s ed   Qo f r am e w o r k   SP C L   w p r o p o s ed   NNSR T - MA C   w h ic h   is   t h s ec u r v er s io n   o f   R ea l   T im M AC   [ 8 ] I n   NNS R T - MA C   W h e n   s o u r ce   n o d es  h av e   p ac k ets  to   s en d   th e n   i s to r t h at  p ac k e i n   b u f f er   an d   s en d   it.  Af ter   s en d i n g   p ac k et  s o u r ce   n o d w aits   f o r   f ix ed   ti m in ter v al  to   o v er h ea r   th n eig h b o u r   n o d e.   W h en   n ei g h b o u r   n o d f o r w ar d   th at   p ac k et  to   n e x h o p th e n   s o u r ce   n o d co m p ar th o v er h ea r d   p ac k e t   to   th e   b u f f er ed   p ac k et  i f   p ac k et  is   s i m ilar   th e n   s o u r ce   n o d ass u m e   t h at  t h co r r esp o n d i n g   n o d is   t h tr u s ted   n o d an d   in cr ea s th e   tr u s v alu e   b y   o n e   o f   co r r esp o n d in g   n o d in   r o u ti n g   tab le.   I f   s o u r ce   n o d d o n t     o v er h ea r   t h s e n d   p ac k e w it h in   f i x ed   i n ter v al   th e n   s o u r ce   n o d ass u m th at   t h co r r esp o n d in g   n o d is   b lac k   h o le  o r   w o r m h o le  n o d an d   b r o ad ca s t a   m e s s a g i n   w h o le  n e t w o r k   t h at  p ar ticu lar   n o d is   b lack   h o le  n o d e.   I n   NN SR T - M AC   W h en   s o u r ce   n o d es  h a v p ac k e ts   to   s e n d   th e n   it   s to r th at   p ac k et   i n   b u f f er   a n d   s en d   it.   Af ter   s e n d in g   a   p ac k et  s o u r ce   n o d w ait s   f o r   f ix ed   ti m in ter v al  to   o v er h ea r   t h n eig h b o u r   n o d e.   W h en   n ei g h b o u r   n o d f o r w ar d   th at  p ac k et  to   n ex t h o p th e n   s o u r ce   n o d co m p ar th o v er h ea r d   p ac k et  to   th e   b u f f e r ed   p ac k et  i f   p ac k et  is   s i m ilar   t h en   s o u r ce   n o d ass u m th at  t h co r r esp o n d in g   n o d is   t h tr u s ted   n o d an d   in cr ea s t h tr u s v al u b y   o n o f   co r r esp o n d in g   n o d in   r o u tin g   tab le.   I f   s o u r ce   n o d d o n     o v er h ea r   th e   s en d   p ac k et  w it h in   f i x ed   in te r v al  th e n   s o u r ce   n o d ass u m th at  th co r r esp o n d in g   n o d is   b lack   h o le  o r   w o r m h o le  n o d an d   b r o ad ca s t   m es s ag i n   w h o le  n et w o r k   t h at  p ar ticu lar   n o d is   b lack   h o le  n o d e.   W h en   t h i s   m es s ag e   is   r ec eiv ed   b y   o t h er   n o d t h e y   u p d ate  o w n   r o u ti n g   tab le  a n d   d ec r ea s th e   tr u s v al u b y   o n e   o f   co r r esp o n d in g   n o d e.   A n d   i f   n eig h b o u r   n o d ch a n g o r   alter   th f ield   o f   d ata  p ac k et s   th e n   s o u r ce   n o d f o u n d   th at  p ac k e co m p ar is o n   is   d is s i m ilar   an d   a s s u m t h at  co r r esp o n d in g   n o d i s   m alicio u s   o r   s elf i s h   n o d a n d   b r o ad ca s m es s ag e   t h at  p ar ticu lar   n o d is   m a licio u s   o r   s elf i s h .   B y   u s in g   th e   NNS R T - MA C   s y s te m   w e   p r ev en th e   n et w o r k   b y   d i f f e r en t y p es  o f   at tack s   l ik e   b lack   h o le  attac k ,   w o r m h o le   att ac k   [ 9 ] ,   Dr o p p in g   A ttac k s   etc.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 6 0 3   -   2613   2606   C o n s id er   s it u atio n   w h e n   s o u r ce   n o d its el f   a   b lack   h o le   o r   m alici o u s   n o d t h en   h o w   NN SR T - M AC   s y s te m   is   w o r k ed .   A t h i s   s it u atio n   i f   s o u r ce   n o d is   b lack   h o le  n o d th en   it  n e v er   s e n d   o r   f o r w ar d   t h p ac k et.   I f   s o u r ce   n o d is   m al icio u s   n o d th en   it  ca n   s en d s   f al s e   in f o r m atio n   to   th n ex h o p n o d e.   T h is   is   th e   li m ita tio n   o f   p r o p o s ed   NNSR T - MA C .   A lth o u g h   t h i s   p r o b le m   is   r e m o v ed   i n   n et w o r k   la y er   in   w h ic h   w ar e   u s i n g   d y n a m ic  s ec u r r o u ti n g   p r o to co l w h ich   w i ll b d escr ib ed   in   th n e x s ec tio n .     As  s h o w n   i n   F i g u r 3   s o u r ce   n o d s en d   th p ac k et  to   n ei g h b o u r   n o d A   an d   w ait  f o r   f ix ed   ti m e   in ter v a l.  Sin ce   n o d A   is   als o   th n eig h b o u r   o f   n o d s o   n o d also   lis ten   th p ac k et  th at  ar s e n d   o r   f o r w ar d ed   b y   n o d A .   No w   n o d co m p ar t h b u f f er ed   p ac k et  w i th   o v er h ea r in g   p ac k et   if   p ac k et   is   s i m ilar   th en   n o d b r o ad ca s th m e s s a g i n   w h o le  n et w o r k   th at  n o d A   is   tr u s ted   n o d e.   I f   n o d e   A   n o f o r w ar d s   th e   p ac k et  t h en   n o d S   n o o v er h ea r   th p ar tic u lar   p ac k et   w it h i n   f i x ed   ti m i n ter v a l.  T h en   n o d b r o ad ca s th e   m es s ag th at   n o d A   i s   b lack   h o le  n o d o r   w o r m h o le   n o d e .   An d   i f   n o d A   al ter   th p ac k et  t h en   f o r w ar d   it   th en   n o d f o u n d   th at  co m p ar is o n   is   d is s i m ilar   an d   b r o ad ca s m es s ag t h at  No d A   i s   m alicio u s   n o d o r   s elf i s h   n o d e.                       Fig u r e   3 .   Op er atio n   o f   th N NSR T - M AC       2 . 1 . 2 .   Dy na m ic  s ec ure  ro utin g     W h en   a   s o u r ce   n o d h av e   tr af f ic  to   s e n d .   B ef o r ac t u al  d ata  t r an s m is s io n   s o u r ce   n o d tr an s m it   tr ia l   d ata  p ac k et.   D y n a m ic   s ec u r r o u tin g   f i n d s   a v ailab le  p at h s   f o r   th d esti n atio n .   An d   cr ea te   r o u tin g   tab le,   ad d   tr u s f ie ld   in   r o u ti n g   tab le.   I n i tialize  tr u s v al u b y   ze r o .   A f ter   f i n d in g   t h p at h s s to r t h av ailab le  p at h   i n   p ath   v ec to r .   L et   r o u ti n g   al g o r ith m   s elec t   p i (S - A - B - C - D)   p ath   v ec to r   as   an   e f f ic ien t   p ath   to   s e n d in g   T R I A L _ D A T A   p ac k e t.  E ac h   in ter m ed iate  n o d th at  r ec ei v T R I AL _ D A T A   p ac k et  ch ec k   th at  n u m b er   o f   h o p is   g r ea ter   th an   t w o   h o p th en   it  s e n d   b ac k   T R I A L _ AC to   n eig h b o u r   o f   n ei g h b o r   n o d e.   I f   n eig h b o u r   o f   n eig h b o r   n o d r ec eiv es  T R I A L _ A C th e n   ch ec k   th at  T R I AL _ AC r ec eiv ed   b y   t h e m   i s   f r o m   p ath   v ec to r   p s   n o d an d   is   th n ei g h b o u r   o f   n ei g h b o r   n o d e.     Fo r   ex a m p le  as  s h o w n   i n   F i g u r 4   s o u r ce   n o d S f ir s t se n d   a   T R I A L _ D A T A   p ac k et  t h r o u g h   ef f icie n t   p ath   S - A - B - C - D.   No w   w h en   n o d B   r ec eiv ed   T R I A L _ D A T A   p ac k et  t h en   it  ch ec k s   t h at  n u m b er   o f   h o p e   co u n o f   p ac k e is   g r ea ter   th an   t w o   th e n   it  s e n d   T R I AL _ AC t o   n o d th r o u g h   n o d A.   I f   n o d r ec eiv es   T R I A L _ AC t h e n   c h ec k   th at   T R I A L _ AC r ec ei v ed   b y   t h e m   i s   f r o m   p at h   v ec to r   p s   n o d an d   is   f r o m   n o d B.   T h en   n o d S   f lo o d   m es s ag th at   n o d is   tr u s ted   n o d o r   an   a u t h o r ized   n o d e.   A ll   n o d es  t h at  r ec ei v ed   f lo o d   m e s s a g in cr ea s t h tr u s v a lu e   b y   o n in   r o u ti n g   t ab le  o f   co r r esp o n d in g   n o d e.   I f   No d r ec ei v ed   T R I A L _ AC f r o m   a n o th er   n o d th en   n o d ass u m es  t h a n o d A   is   m alic io u s   n o d o r   s elf is h   n o d an d   f lo o d   m e s s a g t h at   n o d is   m al icio u s   n o d o r   u n au t h o r i ze d   n o d e.   A ll  n o d es  t h at   r ec eiv f lo o d   m e s s a g e   d ec r ea s th tr u s v al u b y   o n in   r o u ti n g   tab le  at  co r r esp o n d in g   n o d e.   I f   n o d d o es  n o r ec ei v a n y   T R I A L _ AC w it h i n   ti m in te r v al  th e n   n o d S a s s u m e s   th at  n o d A   is   m alic io u s   n o d o r   u n au t h o r ized   n o d e.   A ll   n o d es  th at   r ec eiv f lo o d   m es s ag e   d ec r ea s th e   tr u s v al u b y   o n i n   r o u t in g   tab le  at   co r r esp o n d in g   n o d e.   Fo r   s elec ti n g   ef f icie n t   p ath   v ec to r   DSR   p r ef er   th e   n o d t h at  h a v m o r tr u s v al u e.   Us i n g   th is   p r o to co w p r ev en v ar io u s   t y p es  o f   a tta ck s   li k o v er - re s er v a tio n   [ 1 0 ] ,   s tate  tab le  s tar v atio n ,   o v er /u n d er - r ep o r tin g   o f   av ailab le  b an d w id th ,   Qo d eg r ad atio n ,   im p er s o n atio n ,   in f o r m atio n   d is clo s u r e,   th e f o f   s er v ices  ti m i n g   attac k ,   f lo o d in g   attac k ,   r ep la y   attac k ,   an d   d en ial  o f   s er v ice  ( Do S)  attac k   [ 1 1 ] ,     att ac k s   o n   in f o r m atio n   i n   tr an s it  a n d   attac k s   a g ai n s t r o u t in g .           Fig u r e   4 .   Op er atio n   o f   th d y n a m ic  s ec u r r o u ti n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S ec u r a n d   p r o ficien t c r o s s   la ye r   ( S P C L)   Qo S   fr a mewo r fo r   mo b ile  a d - h o c   n etw o r k   ( S a n t o s h   S a h u )   2607   2 . 1 . 3 SPCL In - ba nd   Sig na li ng   Sy s t e m   SP C L   I n - b an d   Si g n alin g   S y s t e m   is   d iv id ed   in to   th r ee   m o d u les;   SP C L   ad m is s io n   co n tr o m o d u le ,   SP C L   R eser v a tio n   m o d u le  an d   P ac k et  Sch ed u li n g   Mo d u le.           a.   SP C L   A d m is s io n   C o n tr o l M o d u le   SP C L   ad m is s io n   co n tr o m o d u le  m a n a g es  t h ad m itted   d ata   tr af f ic.     A cc o r d in g   to   t h eir   s o u r ce   tr af f ic   is   clas s if ied   in   to   t w o   ca te g o r ies  lo ca g e n er ated   tr af f ic  an d   ca r r y   f o r w ar d ed   tr af f ic.   Ag ai n   d ata  tr af f ic  i s   t w o   t y p es   b est   ef f o r tr a f f ic  a n d   r ea ti m tr a f f ic.   I f   tr a f f ic  i s   lo ca ll y   g en er ated   a n d   b est   ef f o r t h en   SP C L   ad m is s io n   co n tr o m o d u le  f o r w ar d s   th tr af f ic  to   SP C L   p ac k et  s ch ed u li n g   m o d u le.   I f   lo ca l g e n er ated   tr a f f ic  i s   r ea ti m th e n   SP C L   ad m i s s io n   co n tr o m o d u le  ca lls   t h SP C L   r eser v at io n   m o d u le  to   r ese r v th e   p ath .   I f   p ath   is   alr ea d y   r eser v ed   t h e n   SP C L   ad m is s io n   co n tr o m o d u le   f o r w ar d s   th e   tr af f ic   to   t h SP C L   p ac k et  s c h ed u l in g   m o d u le.   I f   p ath   i s   f r ee   t h e n   it t r an s m its   t h r ea l ti m tr af f ic  t o   th s ec u r ed   an d   ef f icie n t r es er v ed   p ath .     I f   tr af f ic   co m es   f r o m   o th er   n o d is   b est  e f f o r th e n   SP C L   ad m is s io n   co n tr o m o d u le  f ir s t   c h ec k s   t h at   w h at  is   th d esti n atio n   o f   d ata  p ac k et  if   d esti n atio n   is   h i m s elf   t h en   it  f o r w ar d   th d ata  p ac k et  to   th u p p er   la y er s .   Up p er   la y er s   ta k ap p r o p r iate  ac tio n   ac co r d in g   to   d ata  p ac k et.   I f   d esti n atio n   is   a n o th er   n o d th en   it   f o r w ar d s   t h d ata  p ac k et   to   th SP C L   p ac k et  s c h ed u li n g   m o d u le.   I f   tr a f f ic  co m es  f r o m   o t h er   n o d is   r ea ti m e   tr af f ic;  it  f o llo w s   t h alr ea d y   r eser v ed   p ath   th a w as  r eser v ed   b y   th s o u r ce   n o d o f   r e al  ti m tr a f f ic  t h en   SP C L   ad m i s s io n   co n tr o m o d u le  i m m ed iatel y   f o r w ar d   th r ea ti m tr af f ic  to   n ex h o p n o d e.   I f   r ec eiv ed   n o d is   d esti n atio n   n o d th e n   it  f o r w ar d s   t h r ea ti m tr af f ic  to   th u p p er   la y er s .   Up p er   lay er s   ta k e   ap p r o p r iate  ac tio n   ac co r d in g   r ea l ti m tr a f f ic.   b.   SP C L   R eser v a tio n   m o d u le   SP C L   r e s er v atio n   m o d u le  i s   u s ed   f o r   r ea l   ti m tr a f f ic   to   r eser v t h p at h   i n   s ec u r ed   m an n er .   T o   r eser v t h p ath   SP C L   r eser v a tio n   m o d u le  s e n d s   th M A X_ B W   m e s s a g e n d - to - en d   to   ea ch   tr u s ted   a v ailab le   p ath .   E ac h   n o d es  o f   tr u s ted   a v ailab le  p at h   m en t io n   o w n   m ax i m u m   a v ailab le  b a n d w id th   in   t h e   M AX_ B W   m es s ag e   n o w   d e s ti n atio n   n o d s en d   b ac k   AV A I L _ B W   m e s s ag to   th e   s o u r ce   n o d o f   r ea ti m tr a f f ic.   No w   SP C L   r eser v atio n   m o d u le   ca l cu late  t h e   MI N_ B W     o f   ea c h   av ailab le  p at h .   Fo r   e x a m p le   P ath   P MI N_ B W   MI [ MA X_ B W   o f   N 1 ,   M AX_ B W   o f   N 2,   …….   M AX_ B W   o f     N i, …]   No w   s e n d   R E SE R V A T I ON  m e s s a g e   o n   th at  p ath   w h ic h   s ati s f ies  t h d esire d   co n d itio n   f o r   r ea tim tr af f ic.   No d es  th a r ec eiv e d   R E SERV A T I ON  m es s ag c h an g o w n   s tat u s   f r o m   id le  to   r eser v e.   I f   s o m n o d d en y   th R E SERV A T I ON  th en   it  f o llo w   t h e   an o th er   p at h .   I f   n o   p a th   is   a v a ilab le  f o r   r eser v at io n   t h e n   it  wait  f o r   s p ec i f ic  ti m e   p er io d   af ter   t h at  it  r etr y   to   r eser v th p at h .   A f ter   co m p letio n   o f   r eser v atio n   p r o ce s s   cr ea te  r eser v atio n   tab le.   No SP C L   A d m is s io n   C o n tr o Mo d u le   tr an s m its   r ea l   ti m e   tr af f ic   u s i n g   r eser v ed   p a th .   T h r eser v e   p ath   m a y   e f f ic ien o r   n o b u t   it  i s   s ec u r ed .   c.   SP C L   P ac k et  Sc h ed u lin g   m o d u le   SP C L   p ac k et  s c h ed u lin g   m o d u le  is   u s ed   m ain l y   f o r   b est  ef f o r tr af f ic.   I m ai n tai n s   a   q u eu f o r   s ch ed u lin g .   SP C L   p ac k et   s c h ed u lin g   m o d u le   as s ig n   th e   p r io r it y   to   d i f f er en t   t y p es   o f   tr a f f ics   lik e   g iv e   f ir s t   p r io r ity   to   lo ca r ea t i m e   tr af f ic ,   t w o   p r io r it y   to   o u ts id r e al  ti m tr a f f ic,   t h r ee   p r io r it y   to   lo ca b est  e f f o r t   tr af f ic ,   f o u r   p r io r ity   to   o u ts id b est   ef f o r t   tr af f ic .   Af ter   ass ig n   t h p r io r ity   u s p r io r it y   b ased   r o u n d   r o b in   alg o r ith m   [ 1 2 ]   to   f o r w ar d   th e   d ata  p ac k ets o r   r ea l ti m tr a f f ic  if   n o d is   n o t r eser v ed .   I f   n o d is   r eser v ed   th e n   w ait  u n til  n o d e   b ec o m f r ee .       2 . 2 .   P s eudo   co de  o a lg o rit h m   o f   SPCL  Q o S f ra m ew o r k     2 . 2 . 1 .   Neig hb o ur  no de  s urv ei lla nce  re a l t i m M AC  ( NNSRT - M AC)   Use  NNS R T - M A C   p r o to co l a t M AC   la y er .   a.   Sto r r ec en tl y   s e n p ac k ets  i n   b u f f er   an d   co m p ar i n g   ea c o v er h ea r d   p ac k et  w it h   t h e   p ac k et  in   th e   b u f f er   to   s ee   if   t h er is   m atc h .       I f   y es ; th e n   d o   n o th i n g       E ls e;  f lo o d   m es s a g th at  co r r esp o n d in g   n o d is   s el f i s h   n o d o r   m alic io u s   n o d   b.   A ll   n o d es  t h at  r ec ei v f lo o d   m es s ag e   d ec r ea s th tr u s v a lu b y   o n i n   r o u ti n g   tab le  at  co r r esp o n d in g   n o d e.   c.   Af ter   co m p ar is o n   r e m o v r ec e n tl y   p ac k et  f r o m   b u f f er .           2 . 2 . 2 .   Dy na m ic  s ec ure  ro utin g   ( DSR)   a.   L et  as s u m t h at  So u r ce   n o d S h as tr a f f ic  to   s en d   b.   Firstl y   s o u r ce   tr an s m it T R I AL _ DA T A   p ac k et  b e f o r ac tu al  d ata  tr an s m is s io n   to   th d est in atio n .         1.   No w   T R I AL _ D A T A   p ac k et  is   g iv e n   to   p ac k et  f o r w ar d in g   m o d u le”.   2.   D y n a m ic   s o u r ce   r o u ti n g   f i n d s   av ailab le   p ath s   f o r   t h d esti n atio n .   An d   cr ea te  r o u tin g   tab le,   ad d   tr u s t   f ield   in   r o u t in g   tab le.   I n itial ize   tr u s v alu b y   ze r o .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 6 0 3   -   2613   2608     N o d e   N e x t   n o d e   H o p   c o u n t   T r u st   v a l u e   A   B   1   0   B   D   3   0     3.   Af ter   f in d i n g   t h p ath s   s to r t h av ailab le  p at h   in   p at h   v ec to r   P 1 ,   P 2 ,   P 3 ………. p n   lik   P 1   [ N 1,   N 2 ,   N ……  N i ……. . ]   P 2   [ N 1,   N 2 ,   N ……  N i   ……. . ]   .   .   .   P n   [ N 1,   N 2 ,   N 3 ……  N i   ………]   4.   L et  r o u ti n g   alg o r it h m   s elec t p i   p ath   v ec to r   as a n   e f f icien t p ath   to   s en d i n g   T R I AL _ D A T A   p ac k et.     5.   E ac h   in ter m ed iate  n o d th a t r ec eiv T R I AL _ D A T A   p ac k et  c h ec k   co n d it io n     I f   p ath   v ec to r   p n o d n o .   j   is   ( j>2 )   th en   s e n d   t w o   h o p   b ac k   T R I A L _ AC K.   6.   I f   n o d ( j - 2 )   r ec eiv es T R I A L _ AC t h en   c h ec k   t h at                 {   ( A )   T R I A L _ AC r ec eiv ed   b y   t h e m   is   f r o m   p ath   v ec to r   p s   n o d n o   j   o r   n o t   ( B )   I f   y es ; th e n   n o d ( j - 2 )   f lo o d   m ess a g th at  n o d j - 1   is   tr u s te d   n o d o r   an   au th o r ized   n o d e.     ( C )   A ll  n o d es  t h at  r ec eiv f lo o d   m es s ag i n cr ea s t h tr u s v alu b y   o n i n   r o u ti n g   tab le  at   co r r esp o n d in g   n o d e.                  }     E ls     {   ( A )   No d ( j - 2 )   f lo o d   m es s ag t h at  n o d j - 1   is   m a licio u s   n o d o r   u n a u t h o r ized   n o d   ( B )   A ll   n o d es  t h at  r ec ei v f lo o d   m es s ag d ec r ea s th tr u s t   v al u b y   o n in   r o u tin g   ta b le  at   co r r esp o n d in g   n o d e.     }   7.   I f   n o d ( j - 2 )   d o es n o t r ec eiv es  T R I A L _ AC t h en     ( A )   No d ( j - 2 )   f lo o d   m es s ag t h at  n o d j - 1   is   m a licio u s   n o d o r   u n a u t h o r ized   n o d e   ( B )   A ll   n o d es  t h at  r ec ei v f lo o d   m es s ag d ec r ea s th tr u s t   v al u b y   o n in   r o u tin g   ta b le  at   co r r esp o n d in g   n o d e.     2 . 2 . 3 .   SPCL In - ba nd   s ig na li ng   s y s t e m   SP C L   I n - b an d   Si g n alin g   S y s t e m   is   d iv id ed   in to   th r ee   m o d u les;   SP C L   ad m is s io n   co n tr o m o d u le ,   SP C L   R eser v a tio n   m o d u le  an d   P ac k et  Sch ed u li n g   Mo d u le.             a.   SPCL Ad m is s io n Co ntr o l M o du le   1.   C h ec k s   t h at  i s   tr af f ic  f r o m   lo ca l g en er ated   o r   r ec eiv ed   f r o m   o th er   n o d e.   2.   If   tr af f ic  is   lo ca ll y   g e n er ated   t h en   c h ec k s   t h at           Is   n o d e   alr ea d y   r eser v ed   o r   n o t            ( i)   I f   alr ea d y   r eser v ed   t h en   r ef er   to   SP C L   p ac k et  s c h ed u lin g   m o d u le”                 ( ii)  I f   n o ; th e n   ch ec k   t h at                                              I s   tr af f ic  is   b est e f f o r o r   r ea l tim e                                          I f   b est ef f o r t t h en                      {   ( a)   SP C L   A d m is s io n   C o n tr o l M o d u le ”  s elec t sec u r an d   ef f ici en t p ath   to   s e n d   d ata  p ac k et.                        }                               I f   tr af f ic  i s   R ea l ti m th en                               {   ( a)   R ef er   to   SP C L   A d m is s io n   C o n tr o l M o d u le”        }                  }   3.   I f   tr af f ic  co m e s   f r o m   o t h er   n o d th en   SP C L   A d m is s io n   C o n tr o l M o d u le”  ch ec k s   t h at    ( i)   I s   th is   p ac k et  is   o w n   o r   n o        I f   y e s ; t h en   r e f er   it to   u p p er   la y er s .   Up p er   la y er s   tak ap p r o p r iate  ac tio n   ac co r d in g   to   d ata  p ac k et.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S ec u r a n d   p r o ficien t c r o s s   la ye r   ( S P C L)   Qo S   fr a mewo r fo r   mo b ile  a d - h o c   n etw o r k   ( S a n t o s h   S a h u )   2609   ( ii)   I f   n o ; th e n   c h ec k   t h at        I s   tr af f ic  i s   b est ef f o r t o r   r ea l ti m e                                   ( A )     I f   b est ef f o r t th e n   ch ec k   th a t                                       {                                     I s   alr ea d y   r eser v ed   o r   n o t                                               {   ( a)   I f   y e s ; t h en   r e f er   to   SP C L   p ac k et  s ch ed u li n g   m o d u le”      ( b )   I f   n o ; th en   SP C L   A d m is s i o n   C o n tr o l M o d u le”  s elec s ec u r an d   ef f icie n t p ath   to   s e n d   d ata  p ac k et.                        }                }         }   ( B )   I f   tr af f ic  is   R ea l ti m th e n   c h e ck   th at                                {                                    I s   alr ea d y   r eser v ed   o r   n o t                                      {                             ( a)   I f   y es; t h en   d e n y   tr an s m i s s io n   o r   r eser v atio n                                           ( b )   I f   n o ; th en                                               {                       ( a)   R ef er   to   SP C L   A d m is s io n   C o n tr o l M o d u le”                         }                                    }                                                                }     b.   SPCL Re s er v a t io n M o du le   1.     R eser v th R eso u r ce   u s i n g   f o llo w i n g   s tep s   ( i)   Sen d   M A X_ B W   m ess a g e n d - to - e n d   to   ea ch   av ai lab le  p ath s   ( ii)   E ac h   n o d es o f   p ath   r et u r n   o w n   av ai lab le  m a x i m u m   b an d w id t h   in   t h       M A X_ B W   m es s ag e.   ( iii)   No w   ca lc u late  m in i m u m   b an d   w id t h   o f     ea ch   a v ailab le  p ath s     lik e   P ath   P MI N_ B W   M I [ M A X_ B W   o f   N 1 ,   M A X_ B W   o f   N2 …….   MA X_ B W   o f     N i, …]     P ath   P MI N_ B W   M I [ M A X_ B W   o f   N 1 ,   M A X_ B W   o f   N2 …….   MA X_ B W   o f     N i, …]   .   .   .   P ath   P MI N_ B W   M I [ M A X_ B W   o f   N 1 ,   M A X_ B W   o f   N2 …….   MA X_ B W   o f     N i, …]   2 .     Sen d   R E SERV A T I ON  m e s s a g o n   th at  p at h   w h ich   s atis f ies th d esire d   co n d itio n   f o r   r ea l ti m tr a f f ic.   3 .     A f ter   co m p letio n   o f   r eser v atio n   cr ea te  r eser v atio n   tab le.   4   No w   P ac k et  f o r w ar d i n g   m o d u le  tr an s m it d ata  p ac k et  to   u s i n g   r eser v ed   p ath .   I m a y   ef f icien t o r   n o t.     c.   SPCL P a c k et   Sched uli ng   M o du le   1.    A s s i g n   p r io r ities   to   th d if f er en t tr af f ics i n   q u e u e         {   ( i)   Ass i g n   o n e   p r io r it y   to   lo ca l r ea l ti m tr a f f ic.   ( ii)   Ass i g n   t w o   p r io r it y   to   lo ca l r ea l ti m tr a f f ic.   ( iii)   Ass i g n   th r ee   p r io r it y   to   lo ca l b est ef f o r t tr af f ic.   ( iv )   Ass i g n   f o u r   p r io r it y   to   o u ts id b est tr af f ic .         }   2 .   C o n tin u o u s l y   c h ec k   th at  i s   r eso u r ce   b ec o m f r ee   o r   n o t       I f   y es;      {   ( a)   Use  p r io r it y   b ase r o u n d   r o b i n   alg o r it h m   ( b )   R ef er   tr a f f ic  ac co r d in g   to   p r io r it y     to   SP C L   A d m is s io n   C o n tr o l M o d u le”       }   3 .    I f   n o                      W ait  u n til r eso u r ce   b ec o m f r ee           }     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 6 0 3   -   2613   2610   2 . 3 .   Si m ula t io n e nv iro n m e nt   D ata  is   ac q u ir ed   b y   p er f o r m i n g   s i m u latio n   e x p er i m e n t s   u s in g   f ix ed   s o m e   v ar iab les   an d   v ar y   o t h er   v ar iab les.  SP C L   Qo f r a m e w o r k   is   i m p le m en ted   in   n et w o r k   s i m u lato r   NS - 2   [ 1 3 ]   in   R ed   h at  en ter p r is ed itio n   6 .5 .   I n   th is   p ap er ,   w e   ar co m p ar in g   t h p er f o r m a n ce   o f   SP C L   Qo f r a m e w o r k   w it h   ex i s tin g   Qo S   f r a m e w o r k s   i n   ter m s   o f   th r o u g h p u t   [ 1 4 ] ,   p ac k et  d eliv er y   r atio   an d   e n d - to - en d   d ela y .   T h s i m u la tio n   p ar am eter s   ar s h o w n   in   T ab le   1 .       T ab le  1 .   P ar am eter s   ar s et  d u r in g   s i m u lat io n   S .   N .   P a r a me t e r   V a l u e   1.   S i mu l a t o r   NS - 2 . 3 5   2.   A r e a   (   L e n g t h * W i d t h )   5 0 0 * 5 0 0   3.   C h a n n e l   t y p e     W i r e l e ss C h a n n e l   4.   R a d i o   P r o p a g a t i o n   M o d e l     Tw o   R a y   G r o u n d   [ 1 5 ]   5.   I n t e r f a c e   q u e u e   T y p e     D r o p   T a i l /   P r i Q u e u e   6.   A n t e n n a   O mn i   d i r e c t i o n a l   A n t e n n a   7.   M A C   P r o t o c o l   N e i g h b o u r   N o d e   S u r v e i l l a n c e   R e a l   T i me   M A C   ( N N S R T - M A C )   8.   R o u t i n g   P r o t o c o l   D S R ( d y n a mi c   se c u r e   r o u t i n g )   9.   S i g n a l i n g   sy st e m   S P C L   I n - b a n d   S i g n a l i n g   S y st e m   0.   A d mi ssi o n   c o n t r o l   mo d u l e   S P C L   A d mi ssi o n   c o n t r o l   mo d u l e     1 1 .   R e se r v a t i o n   M o d u l e   S P C L   R e s e r v a t i o n   M o d u l e   1 2 .   P a c k e t   S c h e d u l i n g   mo d u l e     S P C L   P a c k e t   S c h e d u l i n g   M o d u l e   1 3 .   P a c k e t   S c h e d u l i n g   A l g o r i t h m   p r i o r i t y   b a se d   r o u n d   r o b i n   a l g o r i t h m   1 4 .   Ty p e   o f   t r a f f i c     C B R   [ 1 6 ]   1 5 .   S i mu l a t i o n   T i me   3 0 0   se c   1 6 .   N o .   o f   N o d e s   60   1 7 .   N o d e   S p e e d ,   M o b i l i t y     t y p e   3 0   m/ s ,   R a d o m (i n   me t e r / se c o n d )   1 8 .   N o .   o f   M a l i c i o u s   N o d e s   10   1 9 .   Q o S   F r a mew o r k   S P C L ,   I N S I G N I A ,   I N O R A ,   P R T M A C       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   W h av d esi g n   t w o   t y p e s   o f   s ce n ar io s   w i th o u m alicio u s   n o d an d   p r esen ce   o f   ten   m al ici o u s   n o d es.   Fu r t h er ,   w w i ll  co m p ar e   t h p er f o r m a n ce   o f   SP C L   w it h   I NSI GNI A ,   I NO R A ,   a n d   P R T MA C   Qo S   f r a m e w o r k   in   ter m s   o f   m etr i cs  th r o u g h p u t,  e n d   to   en d   d ela y ,   p ac k et  d eli v er y   r atio   an d   av er ag j itter   b y   p lo ttin g   t h g r ap h .     3 . 1 .   P er f o r m a nce  a na ly s is   o f   s ce na rio   w hen  m a licio us   no de  n o t   present  in t he  net w o rk     3 . 1 . 1 .   T hro ug hp ut   Fig u r 5   r ep r esen ts   th e   th r o u g h p u o f   t h Qo S   f r a m e w o r k .   T h t h r o u g h p u t   o f   an y   n et w o r k   is   d eg r ad ed   as  s p ee d   o f   a   n o d in cr ea s ed .   Her w e   co m p ar t h a v er ag o f   al t h r o u g h p u ts   o f   all   s p ee d s .   T h e   th r o u g h p u o f   SP C L   f r a m e w o r k   ar in cr ea s ed   1 1 . 7 3 co m p ar to   P R T MA C ,   3 3 . 1 4   co m p ar to   I NORA   a n d   4 8 . 7 7   co m p ar to   I NSI GNI A   f r a m e w o r k s .     3 . 1 . 2 .   E nd - To - E n d De la y   Ma x i m u m   E n d - To - E n d   Dela y   ca n   lead   to   lo w   p er f o r m a n ce   o f   t h M A NE T   an d   m i n i m u m   E n d - To - E n d   Dela y   is   t h i n d icatio n   o f   h i g h   ef f ic ien c y   a n d   s p ee d   o f   th n et w o r k .   Fig u r 6   s h o w s   E n d   to   E n d   d ela y   i n   m illi s ec o n d s .   E n d   to   E n d   d elay   o f   SP C L   f r a m e w o r k   i s   d ec r ea s ed   b y   9 . 7 5 % c o m p ar to   P R T MA C ,   1 9 . 0 7 % b y   I NOR A   an d   2 4 . 1 3 % b y   I NSI GNI A   f r a m e w o r k .           Fig u r 5 .   T h r o u g h p u t o f   Qo S f r a m e w o r k s       Fig u r 6 .   T h r o u g h p u t o f   Qo S f r a m e w o r k s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S ec u r a n d   p r o ficien t c r o s s   la ye r   ( S P C L)   Qo S   fr a mewo r fo r   mo b ile  a d - h o c   n etw o r k   ( S a n t o s h   S a h u )   2611   3 . 1 . 3 .   P a ck et   deliv er y   ra t io   Deliv er y   r atio   ( P DR )   is   th p ac k ets  t h at  ar s u cc es s f u ll y   d eliv er ed   to   d esti n atio n   d iv i d b y   to tal   n u m b er   o f   p ac k e s e n d .     Fig u r 7   s h o w s   g r ap h   b et w ee n   P DR   an d   n o d s p ee d .   P DR   o f   SP C L   f r a m e w o r k   is   in cr ea s ed   1 0 . 1 1 co m p ar ed   to   P R T MA C ,   1 5 . 4 6 b y   I NOR a n d   1 8 . 9 2 co m p ar to   I NSI GNI A   f r a m e w o r k .     3 . 1 . 4 .   Av er a g e   j it t er   J itter   is   th d ela y   v ar ia n ce   in   t h ti m b et w ee n   p ac k e ts   ar r iv in g .   I s h o u ld   b less   f o r   b etter   p er f o r m a n ce .   Av er ag j itter   o f   SP C L   f r a m e w o r k   is   lo w e r   th a n   o t h er   f r a m e w o r k s   as  s h o w n   i n   F i g u r 8 .   Av er ag e   j itter   o f   SP C L   f r a m e w o r k   is   d ec r ea s ed   b y   1 3 . 8 6 %   co m p ar to   P R T MA C ,   2 7 . 1 7 b y   I NO R A   a n d   3 8 . 4 7 b y   I NSI GNI A   f r a m e w o r k .           Fig u r 7 .   P ac k et  Deliv er y   R ati o   o f   Qo S f r a m e w o r k s       Fig u r 8 .   Av er ag J itter   o f   Qo S f r a m e w o r k s       3 . 2 .   P er f o r m a nce  a na ly s is   o f   s ce na rio   w hen t en  m a licio us   no de  present  in t he  net w o rk     3 . 2 . 1 .   T hro ug hp ut   T h th r o u g h p u o f   Qo f r a m e w o r k s   is   d eg r ad ed   d u to   th p r esen ce   o f   m alic io u s   n o d e.   B u s till   SP C L   h as  b etter   th r o u g h p u th an   o t h er   Qo f r a m e w o r k s   as  s h o w n   in   F ig u r 9 .   T h th r o u g h p u o f   SP C L   f r a m e w o r k   ar in cr ea s ed   0 8 . 4 7 co m p ar to   P R T M A C ,   4 4 . 5 2   c o m p ar to   I NOR A   an d   5 5 . 2 8   co m p ar to   I NSI GNI A   f r a m e w o r k s .     3 . 2 . 2 .   E nd - To - E n d De la y   As  w k n o w   t h at  e n d   to   en d   d ela y   o f   n et w o r k   is   i n cr ea s ed   as  m alicio u s   n o d p r esen in   th n et w o r k .   B u if   w co m p ar it  w i th   o t h er   f r a m e w o r k s   t h SP C L   h a s   co m p ar e   to   lo w er   en d   to   en d   d elay   s h o w n   in   F ig u r 1 0 .   E n d   to   E n d   d elay   o f   SP C L   f r a m e w o r k   is   d ec r ea s ed   b y   7 . 6 6 co m p ar to   P R T MA C ,   0 6 . 2 2 b y   I NOR A   an d   1 8 . 6 8 % b y   I NSI GNI A   f r a m e w o r k .           Fig u r 9 .   T h r o u g h p u t o f   Qo S f r a m e w o r k s       Fig u r 1 0 .   T h r o u g h p u t o f   Qo S   f r a m e w o r k s       3 . 2 . 3 .   P a ck et   deliv er y   ra t io   P DR   also   a f f ec ted   b y   m al icio u s   n o d f o r   b etter   p er f o r m a n c P DR   m u s b h i g h .   Her P D R   o f   SP C L   Qo f r a m e w o r k   i s   b etter   f o r   v ar y i n g   n o d s p ee d   as  s h o w n   in   F i g u r 1 1 .   P DR   o f   SP C L   f r a m e w o r k   is   in cr ea s ed   1 7 . 5 0 co m p ar ed   to   P R T MA C ,   2 5 . 3 9 b y   I NOR a n d   2 9 . 4 3 co m p ar to   I NSI GNI A   f r a m e w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 6 0 3   -   2613   2612   3 . 2 . 4 .   Av er a g e   j it t er   J itter   is   th e   d ela y   v ar ian ce   in   p ac k et  d eliv er y   s o   j itter   m u s t   b lo w er   f o r   b etter   p er f o r m a n ce .   I f   w co m p ar a v er ag e   j itter   o f   SP C L   Qo S   f r a m e w o r k   w it h   o t h er   Qo f r a m e w o r k ,   i i s   lo w er   f o r   ev er y   n o d s p ee d   as  s h o w n   in   F i g u r 1 2 .   A v er ag j itter   o f   SP C L   f r a m e w o r k   is   d ec r ea s ed   b y   1 1 . 1 6 co m p ar to   P R T MA C ,   2 8 . 0 7 b y   I NO R A   an d   1 1 . 5 3 % b y   I NSI GNI A   f r a m e w o r k .           Fig u r 1 1 .   P ac k et  Deliv er y   R a tio   Qo S f r a m e w o r k s       Fig u r 1 2 .   A v er a g J itter   o f   Qo S f r a m e w o r k s       4.   CO NCLU SI O N   SP C L   Qo f r a m e w o r k   h as  v a r io u s   f ea tu r es   th at   it  d if f er   f r o m   o th er   e x is tin g   Qo f r a m e wo r k s .   T h p r o p o s ed   NNSR T - M A C   la y er   p r o to c o d etec ts   th m al icio u s   n o d es,  p r ev en f r o m   v ar io u s   t y p es  o f   th r ea ts /at tack s   a n d   m ain tain   t h p er f o r m a n ce   lev el   o f   s h ar ed   m ed iu m .   Qo s i g n alli n g   s c h e m e   is   v er y   s i m p l e   an d   ef f ec t iv e   tak in g   le s s   ti m to   r eser v t h r e s o u r ce   a n d   s e n d   p ac k et   to   p ac k et   s c h ed u li n g   m o d u le  w h ic h   u s e   p r io r ity   b ased   r o u n d   r o b in   alg o r ith m   f o r   f o r w ar d in g   th p ac k ets.  T h p r o p o s ed   DSR   r o u tin g   al g o r ith m   f in d s   th e f f icien t p ath   d y n a m ica ll y   in   s ec u r ed   m an n er .   T h SP C L   QOS  f r a m e w o r k   s u p p o r ts   ad ap tiv an d   r ea ti m tr af f ic  i n   s af e   an d   e f f icie n w a y .     k e y   co n tr ib u t io n   o f   o u r   f r a m e w o r k   i s   t h at   it  u s e s   v er y   s i m p le  m et h o d s   f o r   s ec u r it y   r ath er   t h an   co m p le x   alg o r ith m   e x is t s   in   s ec u r it y .   Usi n g   t h is   f r a m e w o r k   w p r ev en v ar io u s   t y p es  o f   attac k s   l ik o v er - r eser v atio n ,   s tate  tab le  s tar v a tio n ,   o v er /u n d er - r ep o r tin g   o f   a v ailab le   b an d w id t h ,   Qo S   d eg r ad atio n ,   i m p er s o n atio n ,   in f o r m atio n   d is clo s u r e,   th e f o f   s er v ice s   ti m in g   attac k ,   f lo o d in g   attac k ,   r ep la y   attac k ,   a n d   d en ial  o f   s er v ice  ( Do S)  attac k ,     att ac k s   o n   i n f o r m atio n   in   tr an s it  a n d   attac k s   a g ain s t r o u t in g .   SP C L   Qo S f r a m e w o r k   g i v es   b etter   r esu lt s   i n   ter m s   o f   th r o u g h p u t,  p ac k et  d eliv e r y   r atio   a n d   en d - to - en d   d ela y   i n   b o t h   s itu a tio n s   w h e n   m a licio u s   n o d p r esen t a n d   ab s en t i n   t h n et w o r k .       RE F E R E NC E S     [1 ]   C.   K.  T o h ,   A d   h o c   m o b il e   w irele ss   n e tw o rk s: p ro to c o ls a n d   sy ste m s ,”   P e a rso n   Ed u c a ti o n ,   2 0 0 1 .   [2 ]   T .   B.   R e d d y ,   e a l . ,   Qu a li t y   o f   s e rv ice   p ro v isio n i n g   in   a d   h o c   w ir e les n e t w o rk s:   a   su rv e y   o issu e s   a n d   so lu ti o n s , ”  Ad   Ho c   Ne tw o rk s v o l/ issu e 4 (1 ),   pp.   83 - 1 2 4 ,   2 0 0 6 .   [3 ]   M c Ne rn e y ,   e a l. ,   A   2 - d im e n sio n a a p p ro a c h   to   Q o S   p ro v is io n i n g   in   a d v e rsa rial  m o b i le  a d   h o c   n e tw o rk   e n v iro n m e n ts ,”   Pro c e e d in g o t h e   1 5 th   ACM   in ter n a ti o n a c o n f e re n c e   o n   M o d e li n g ,   a n a lys is  a n d   simu l a ti o n   o f   wire les s a n d   mo b il e   sy ste ms ,   p p .   1 4 3 - 1 5 0 ,   2 0 1 2 .   [4 ]   S.   B.   L e e ,   e a l. INSIG NI A An   I P - b a se d   q u a li ty   o f   se r v ice   f ra m e w o rk   f o m o b il e   a d   h o c   n e tw o rk s,   J o u rn a o f   Pa ra ll e a n d   Distri b u ted   Co m p u ti n g ,   v o l/ issu e 6 0 ( 4 ) ,   p p .   3 7 4 - 4 0 6 2 0 0 0 .   [5 ]   D.  Dh a rm a r a ju ,   e a l. INO RA –– A   u n if ied   sig n a ll in g   a n d   r o u ti n g   m e c h a n is m   f o Qo S su p p o rt  in   m o b il e   a d   h o c   n e tw o rk s,   Pro c e e d in g s o IC PP W   2 0 0 2 p p .   8 6 - 93 2 0 0 2 .   [6 ]   H.  A h n ,   e a l. S u p p o r ti n g   se rv ice   d iff e re n ti a ti o n   f o re a l - ti m e   a n d   b e st - e ff o rt  traff ic  in   sta tele ss   w irele ss   a d   h o c   n e tw o rk s,   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   M o b il e   C o mp u t in g ,   v o l/ issu e 1 ( 3 ) ,   p p .   1 9 2 - 2 0 7 2 0 0 2   [7 ]   V .   V iv e k ,   e a l . A   n o v e o u t - of - b a n d   sig n a li n g   m e c h a n ism   f o e n h a n c e d   re a t im e   su p p o rt  in   tac ti c a a d   h o c   w irele ss   n e tw o rk s,   Pro c e e d in g o IEE E   RT A S 2 0 0 4 2 0 0 4 .   [8 ]   B.   S .   M a n o j   a n d   C.   S .   R .   M u rt h y ,   Re a l - ti m e   tra ff ic  su p p o r f o a d   h o c   w irele ss   n e t w o rk s ,   Pro c e e d in g o IEE ICON 2 0 0 2 ,   p p .   3 3 5 - 3 4 0 2 0 0 2 .   [9 ]   S,  T rip a th a n d   A .   K.  Ja in ,   S e c u re   Ro u ti n g   P r o to c o f o In teg ra ted   UMT S   a n d   WL A A d   Ho c   Ne t wo rk s ,”   Bu ll e ti n   o El e c trica En g in e e rin g   a n d   In f o rm a ti c s ,   v o l/ iss u e 5 ( 4 ),   p p .   4 6 9 - 488 2 0 1 6 .   [1 0 ]   C.   Zo u rid a k i,   e a l. ,   A n a ly sis  o f   A tt a c k a n d   De fe n se   M e c h a n ism f o Qo S   S ig n a li n g   P ro to c o ls   in   M A NET s ,”   W ire les s In fo rm a ti o n   S y ste ms ,   p p .   6 1 - 70 ,   2 0 0 5 .   [1 1 ]   K.  P e lec h ri n is,  e a l. ,   De n ial  o f   se rv ice   a tt a c k s in   w irele s s   n e tw o rk s: T h e   c a s e   o f   ja m m e r s ,”   IEE Co mm u n ic a ti o n su rv e y &   tu to ria ls ,   v o l/ issu e 13 ( 2 ),   p p .   2 4 5 - 2 5 7 2 0 1 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.