一种社会性DTN中的高效路由算法

发布时间：2017-05-02 08:17

  本文关键词：一种社会性DTN中的高效路由算法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：延迟容忍网络（delay tolerant networks，DTNs）起源于对星际网络的研究。DTN拓扑结构不具有稳定性且通讯节点的通讯范围受到一定的限制，同时，在这种网络中，只能实现消息的尽可能传输，并且消息的传输具有高时延、高误码率等特点。其典型的应用场景有军事自组织网络，野生动物追踪，偏远地区网络, PSNs（pocket switchednetworks）等。其研究内容集中于拥塞策略、路由、能量等。 传感器设备由人携带，即网络节点是人，使得延迟容忍网络具有了社会性。基于社会性的延迟网络路由算法更接近真实应用场景并有效提高了路由性能成为当前研究的热点。DTN采用“存储-携带-转发”模式，不能保证消息的成功投递，只能尽可能的提高消息成功投递的效率。 除此之外，论文阐述了DTN架构、其基本概念和术语以及分类方法。基于DTN路由中的消息副本数量的不同以及输入信息的差异，分别介绍了DTN分类方法。 其次，介绍DTN常用的社会性。在路由方法中常用的社会性有节点的接触和关系强度、社区、相似度和中心性、自私性和友谊等。挖掘并利用DTN具有的社会性能更好的制定转发策略，提高投递成功率。 然后介绍延迟容忍网络中的经典路由方法。重点介绍了Bubble Rap、SimBet、基于自私性和友谊的DTN路由方法、以及Homing Spread、CS-DTN、SMART等。主要阐述了这些路由方法所采用的网络社会性以及其消息的转发策略。本节最后给出了以上路由方法的定性比较。 论文提出基于重叠社区挖掘的高效社会性路由方法ROCD(routing based onoverlapping community detection)，该算法首先根据接触时间、接触频率以及接触均匀度来衡量点之间的社会关系。接触时间越长、接触频率越高和接触发生越均匀的节点之间具有更强的社会关系，可以作为消息转发的中继节点。给出了重叠社区挖掘算法,根据社会关系挖掘出社区结构并给出了路由方法的裁剪策略。利用社会关系和社区结构制定相应的消息转发策略。 ROCD的主要创新点有： 1.挖掘DTN中内嵌的社会属性，将DTN与社会网络研究相结合； 2.考虑了接触发生的均匀度并利用惩罚因子来衡量接触的均匀度，更全面更精确的衡量了DTN中社会关系； 3.在社区发现时，筛选社会关系较强的节点对直接作为树形结构的叶子，使得挖掘出的社会呈现自然重叠结构。 4.结合树形结构和社区结构设计ROCD，使得该算法呈现层次结构。 文章还介绍了The ONE模拟器的运行方式、重要的模块和重要的类。其核心类在core文件中实现，包括Message.java用来实现在节点处生成消息或者传输消息类。routing文件包含了DTN路由模型。Inteface文件提供了通讯接口，其中SimpleBroadcastInterface接口提供了均匀比特率服务，是ROCD所使用的接口，可以用来模拟蓝牙服务。除此之外，The ONE中还包含gui、data、realtrace，，report等文件。同时，在试验中使用了MIT真实数据集。其中包含了100个学生在2004-2005学年的通讯数据。在本文的实验中，我们使用了该数据的一部分，即蓝牙通讯数据。 在The ONE中对ROCD、Bubble Rap和SimBet进行了性能比较。实验结果表明相对于Bubble Rap和SimBet, ROCD在投递成功率和平均时延方面有较好的表现。
【关键词】：延迟容忍网络（DTNs） 社会网络 社区发现 社会性 路由
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 延迟容忍网络11-13
• 1.2 基本概念和术语13-14
• 1.3 延迟容忍网络路由分类14-15
• 1.4 论文的主要工作和内容15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 延迟容忍网络社会性分析17-21
• 2.1 节点间的接触和关系强度17-18
• 2.2 社区18-19
• 2.3 相似度和中心性19
• 2.4 自私性19
• 2.5 友谊19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第3章 社会性路由方法介绍21-27
• 3.1 经典的基于社会性的路由方法21-22
• 3.1.1 SimBet 和 Bubble Rap21
• 3.1.2 基于自私性的 DTN 路由21-22
• 3.1.3 基于友谊的 DTN 路由22
• 3.2 最新基于社会性的路由方法22-24
• 3.2.1 Homing spread 路由方法22-23
• 3.2.2 CS-DTN23
• 3.2.3 SMART23-24
• 3.3 路由算法比较24-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第4章 一种新的路由策略 ROCD27-49
• 4.1 路由方法介绍27-34
• 4.1.1 节点的社会关系分析27-29
• 4.1.2 社区挖掘29-32
• 4.1.3 转发策略32-34
• 4.2 实验环境介绍34-46
• 4.3 仿真结果及分析46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 总结与展望49-51
• 参考文献51-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 徐佳;王汝传;孙力娟;肖甫;;容迟网络路由技术研究[J];计算机研究与发展;2011年S2期

2 彭敏;洪佩琳;薛开平;卢汉成;;基于投递概率预测的DTN高效路由[J];计算机学报;2011年01期

3 张振京;金志刚;舒炎泰;;基于节点运动预测的社会性DTN高效路由[J];计算机学报;2013年03期

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本文编号：340613