应用于战术边缘网络的随机森林路由算法

发布时间：2021-06-01 22:03

　　战术边缘网络几乎很难保证端到端的链路,只能利用节点的移动性和存储能力来实现通信。现有的路由协议中大多只关注某一特定的路由因素（如相遇概率）且中继节点只能被动接受消息,很难适应机动性强的战术边缘网络。提出了一种动态的基于随机森林算法的路由算法（routing algorithm based Random Forest,RAbRF）,中继节点能根据系统网络的各种因素对所要转发的消息基于随机森林算法进行排序,从而选择最偏向的消息进行存储转发。RAbRF算法与基于概率的路由算法进行了仿真对比,结果表明,提出的算法能够有效改善消息传递成功率,传输时延。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

一个描述当前网络消息副本的例子

Dijkstra算法结合式(5)可计算出任意两个节点间的最短期望路径Epath=min∑Pi,j(在图2中,节点B到节点H的最短期望路径如箭头所示)。为了节约路由开销,RAbRF更愿意传递具有较小Epath的消息。为了计算任意两节点间的Epath,系统中的每个节点都需维护一个相遇概率表。因此,每个节点都会收集相遇信息,并根据式(5)计算自己与其它各节点的相遇概率,并在遇到任何其它节点时生成带有时间戳的相遇概率更新消息。这个信息在网络中以一定的频率扩散。在接收到相遇概率更新消息时,每个节点仅为每个其它节点保留最新的更新消息(确保最新的拓扑视图),并相应地执行Dijkstra算法以获得该节点到每个消息目的地的Epath。此外,通过交换相遇概率表,RAbRF确保两个相遇节点在传输任何消息之前具有相同的网络拓扑视图。

如图3和图4所示,节点的缓存对路由算法的性能起着重大的影响。在这两个路由算法中,网络的消息传递成功率和平均延迟都随着节点缓冲区的增加而增加。当缓存较小时,网络中的缓存需求无法满足,消息传输成功率很低。此时,随着缓存的增加,消息的传递成功率显著提高。但是,当缓存增加到一定的大小时,由于网络中消息副本的分布不合理,IProphet路由算法的消息传递成功率的增长速度显著降低。但在RAbRF中消息传递的成功率仍然保持较高的增长速度。如图4所示,随着缓存大小的增加,越来越多的消息将执行存储转发方案,并且在它们的生命周期到期之前不会被丢弃。这导致了两种算法平均消息传递延迟的增加。同时,由于充分考虑了消息从当前节点到目的节点的最短预期路径,RAbRF的平均延迟明显小于IProphet的。图4 不同节点缓存下消息传输时延

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于节点社会性的机会网络喷雾等待路由协议[J]. 赵宇红,尹自立,张晓琳.  计算机仿真. 2018(07)
[2]机会网络模拟器ONE及其扩展研究[J]. 王朕,王新华,隋敬麒.  计算机应用研究. 2012(01)



本文编号：3210238