延迟容忍网络中终端节点缓存管理算法的研究

发布时间：2017-05-25 11:11

  本文关键词：延迟容忍网络中终端节点缓存管理算法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：延迟容忍网络(Delay Tolerant Network, DTN)是一种新型的自组织网络。这种网络具有高延迟、高动态拓扑、间歇性连通以及节点资源有限等特点,网络中的节点转发消息采用“存储-携带-转发”的数据传输模式。为了提高消息转发的成功率,往往同一个消息的多个副本会同时在网络中传播。消息被长时间携带和多个副本存在于网络中必然会引起对存储空间、网络带宽等资源的激烈争夺。在现有研究中,并没有对节点的缓存容量大小做出定性的理论分析,对节点缓存分配策略的研究也一直在不断进行,对节点缓存消息的生命周期该如何确定也没有得到很好讨论。因此如何设计适应延迟容忍网络环境且具较低延迟和较高资源利用率的缓存策略对提升DTN网络的整体性能具有重要意义。本文中主要考察的场景是大量移动终端节点等移动设备组成的延迟容忍自组网络,考察在网络不便利或者网络费用高昂的情况下提供数据共享服务的过程中进行的数据存储、携带和转发的过程,主要从终端节点缓存容量、缓存消息生存时间和缓存替换算法三个方面展开研究,具体内容如下：1)对节点的缓存容量进行理论分析,利用排队论估算一个移动节点进入网络中开展消息转发业务时所需要的缓存容量,提供节点合理规划存储资源的使用,评估可行性,避免因缓存过大造成的资源浪费,在有限的资源下最优化网络的缓存性能。2)根据缓存容量的理论推导,结合消息时效性的要求,利用消息的平均传播深度提出了消息生存时间的设置方法,从而提高了延迟容忍网络性能。3)分析现有的缓存管理机制,提出基于ACK记录表的已投递消息删除算法MSGDS,接着采用TRACK队列,给出描述消息转发轨迹的TRACK队列更新算法,基于节点间的信息交换来近似估计网络中的消息副本数,结合消息的时效性,提出了消息的选择替换算法MSGRS。4)对本文提出的缓存容量、消息生存时间进行仿真实验。对本文提出的消息删除替换算法进行了场景仿真,通过不同缓存算法的对比评估本文提出的缓存策略在延迟和转发率上的优劣。
【关键词】：延迟容忍网络(DTN) 缓存管理 消息记录表 TRACK队列
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 DTN网络10-11
• 1.2 研究DTN中缓存管理方法的必要性11
• 1.3 研究内容与主要工作11-12
• 1.4 论文组织结构12-14
• 第二章 研究背景14-19
• 2.1 DTN网络转发机制14
• 2.2 DTN网络缓存管理机制14-17
• 2.3 节点移动模型17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 DTN中缓存容量与数据TTL的研究19-26
• 3.1 DTN中的多副本转发模型19-20
• 3.2 DTN缓存容量的研究20-23
• 3.2.1 缓存容量的研究场景20-21
• 3.2.2 缓存容量的理论分析21-23
• 3.3 DTN中消息生存时间的研究23-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 DTN中缓存的管理机制26-37
• 4.1 消息生存时间与消息删除机制26-30
• 4.1.1 ACK消息记录表26-28
• 4.1.2 消息删除机制28-30
• 4.2 消息替换机制30-36
• 4.2.1 TRACK队列记录30-32
• 4.2.2 TRACK队列更新算法32-33
• 4.2.3 消息替换算法33-36
• 4.3 本章小结36-37
• 第五章 实验仿真及性能分析37-45
• 5.1 实验环境介绍37
• 5.2 实验结果及性能分析37-44
• 5.2.1 实验性能指标37
• 5.2.2 模拟与分析37-44
• 5.2.3 实验结果总结分析44
• 5.3 本章总结44-45
• 第六章 论文总结与未来工作45-47
• 6.1 论文总结45
• 6.2 未来工作45-47
• 致谢47-48
• 硕士期间发表论文48-50
• 参考文献50-52

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本文编号：393534