容迟网络中基于地理位置的自适应喷发路由算法

发布时间：2020-11-04 23:23

　　 容迟网络(Delay Tolerant Network,DTN)起源于星际网络,是一种作用于挑战性环境下的新型网络体系结构。它通过“存储-携带-转发”的方式将消息在节点间进行逐跳的转发。与传统的Internet等网络相比,容迟网络具有间歇性连接、时延高、资源有限、安全性差等特点。容迟网络目前已经成为无线网络中热门研究领域之一,它应用部署的环境包括野生动物监测网络、战地网络、水下传感器网等。本文首先介绍的容迟网络相关概念以及它的体系结构等,然后通过DTN的实验项目介绍国外的研究现状,并对比了国内的研究现状。然后从节点的移动模型出发,对DTN中的路由算法进行分类,并详细介绍了被动移动模型下的路由算法分类以及相关路由算法。然后对喷发等待(Spray And Wait,SAW)路由算法以及其改进算法进行了介绍。接着本文提出了基于地理位置的自适应喷发路由算法(Geography-Based Adaptive Spray,GBAS)在多方面改进SprayWait路由算法,在Spray阶段主要通过计算目的节点的活动范围来选择合适的下一跳节点,在Wait阶段将消息副本数为1的消息再次喷发,并根据投递预测值选择下一跳节点,同时为防止网络拥塞带来路由性能下降,本文算法将限制再次喷发消息副本数和建立ACK表清除冗余消息副本。最后借用ONE仿真工具实现本文提出的算法,并同Epidemic、SprayWWait和Prophet三种典型路由算法进行对比。仿真实验结果显示,本文算法有效的提高了容迟网络中的消息传输成功率,同时降低了网络开销。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.02
【部分图文】：

也可以称为报文或消息，是ＤＴＮ中统一的数据传输单元，它主要由数据、控制信息??和头部三个部分组成。捆绑层另一个重要作用是处理拥有不同底层协议区域网络，??对位于捆绑层之上的应用程序能够提供访问下层的统一的接口。图１．１是ＤＴＮ网关??逻辑结构示意图，ＤＴＮ网关用来连接两个具有不同网络体系结构的区域和在捆绑层??按需求将消息进行存储。??应用层???Ｉ?Ｉ???捆绑层（Ｂｕｎｄｌｅ?Ｌａｙｅｒ）??传输层?传输层??网络层?网络层??链路层?链路层??物理层?物理层??图１．１?ＤＴＮ网关逻辑结构示意图??图１．?２展示的是消息在ＤＴＮ网络中的传输过程，其中消息副本存储在网络中各??个ＤＴＮ节点的捆绑层中，当节点间连接断开时，ＤＴＮ节点无须从源节点中获取消息，??而是从临近的的存储节点中获取消息副本。??３??

也可以称为报文或消息，是ＤＴＮ中统一的数据传输单元，它主要由数据、控制信息??和头部三个部分组成。捆绑层另一个重要作用是处理拥有不同底层协议区域网络，??对位于捆绑层之上的应用程序能够提供访问下层的统一的接口。图１．１是ＤＴＮ网关??逻辑结构示意图，ＤＴＮ网关用来连接两个具有不同网络体系结构的区域和在捆绑层??按需求将消息进行存储。??应用层???Ｉ?Ｉ???捆绑层（Ｂｕｎｄｌｅ?Ｌａｙｅｒ）??传输层?传输层??网络层?网络层??链路层?链路层??物理层?物理层??图１．１?ＤＴＮ网关逻辑结构示意图??图１．?２展示的是消息在ＤＴＮ网络中的传输过程，其中消息副本存储在网络中各??个ＤＴＮ节点的捆绑层中，当节点间连接断开时，ＤＴＮ节点无须从源节点中获取消息，??而是从临近的的存储节点中获取消息副本。??３??

区域Ｂ??区域Ａ??图１．?２消息在ＤＴＮ中的传输示意图??在捆绑层结构中，消息束的头部中含有被称为名称元组的长度不固定的部分，??其以全球唯一的区域名和某一区域内唯一实体名共同来标识一个目的节点或目的??节点组，消息在节点中传输过程中，ＤＴＮ中的网络设备会根据该名元组标识的目的节??点进行路由决策。因为ＤＴＮ常应用于恶劣的网络环境，导致各类网络资源都有严格??限制，为了解决高丢包率和资源匮乏的情况，ＤＴＮ中提出保管传输和可靠性概念。保??管传输意思是将可靠性投递责任逐跳的递交给下一个节点，即当节点Ｂ接收了节点??Ａ投递的消息时，节点Ｂ应该保证将消息投递给目的节点，否则将在捆绑层中一直保??存消息副本，直到消息的生存周期结束或将保管传输责任递交给下一个节点。由于??ＤＴＮ中体系结构中节点分为持久性和非持久性两类
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本文编号：2870761