基于同调理论的SDSN拓扑控制算法研究
本文关键词:基于同调理论的SDSN拓扑控制算法研究 出处:《东南大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:本学位论文的研究课题来源于国家自然科学基金"软件定义传感网的网络重配置若干算法研究"(基金号:61471164),主要工作是针对软件定义传感器网络(SDSN,Software Defined Sensor Networks)中拓扑控制算法进行研究,重点研究了基于同调理论的SDSN拓扑控制算法以及k-覆盖拓扑控制算法,根据同调理论构建SDSN的单纯复形,在保证全覆盖的基础上,尽可能多的休眠网络中冗余节点,以能够节省能量,提高网络效率。全文共分为五章,主要包含以下内容:(1)详细介绍了传统传感器网络架构特点以及现有的拓扑控制算法研究进展,阐明所研究课题的目的和意义,同时简要介绍研究工作及具体章节安排。(2)归纳阐述了软件定义网络(SDN,Software Defined Networks)技术的架构以及相对于传统网络技术的优势,提出了 SDSN网络技术架构,同时还阐述了同调理论,重点介绍了代数拓扑中同调群的概念,并利用同调群建立了 SDSN拓扑结构模型。(3)针对SDSN的特点,提出了一种不依赖于具体位置信息,基于同调理论的SDSN拓扑控制算法。通过构建SDSN的单纯复形,在保证全覆盖及其拓扑结构不发生改变的前提下,根据节点权重大小,依次休眠网络中冗余节点,直至网络中无可休眠的的节点,从而高效完成拓扑控制,节约网络能量,仿真结果表明,该拓扑控制算法至少可以节约40%的能量。(4)针对特定覆盖程度下的SDSN,在(3)的基础上,实现了基于同调理论的k-覆盖拓扑控制算法,通过选择k个不相交的原始节点子集构造出k层覆盖,然后完成每层网络节点的拓扑控制。同时这种通过k层的构建完k-覆盖的拓扑控制算法具有灵活易扩展的特点,只需要增加或减少构建层数即可完成网络覆盖的动态配置,从而充分发挥软件定义网络的作用。(5)对学位论文进行工作总结,归纳主要工作内容和研究成果,并提出了下一步研究工作展望。
[Abstract]:The research topic of this dissertation comes from the National Natural Science Foundation of China "Research on several algorithms of Network reconfiguration of Software Definitions Sensor Network" (Fund No.: 61471164). The main work is to study the topology control algorithm in SDSNN Software Defined Sensor Networks. This paper focuses on the SDSN topology control algorithm based on homology theory and the k-cover topology control algorithm. Based on the homology theory, the simplex complex of SDSN is constructed, on the basis of ensuring full coverage. There are as many redundant nodes in the network as possible to save energy and improve network efficiency. This paper is divided into five chapters. The main contents are as follows: (1) the characteristics of traditional sensor network architecture and the research progress of existing topology control algorithms are introduced in detail, and the purpose and significance of the research are expounded. At the same time a brief introduction of the research work and specific chapter arrangement. 2) the software definition of network SDN is summarized. The structure of Software Defined Networks and its advantages compared with the traditional network technology are presented in this paper. At the same time, the homology theory is expounded, the concept of homology group in algebraic topology is introduced, and the SDSN topological structure model is established by using homology group. This paper presents a SDSN topology control algorithm based on homology theory, which does not depend on the specific location information. By constructing the simple complex of SDSN, the full coverage and its topological structure are not changed. According to the weight of the nodes, the redundant nodes in the network are dormant in turn until the nodes in the network are not dormant, thus the topology control is completed efficiently and the network energy is saved. The simulation results show that. This topology control algorithm can save at least 40% of energy.) for the special coverage of SDSNs, based on the 3), the k- covering topology control algorithm based on homology theory is implemented. The k-layer coverage is constructed by selecting the original subset of k disjoint nodes. Then the topology control of each layer of network nodes is completed. At the same time, this topology control algorithm, which is constructed by k-layer, is flexible and easy to expand. We only need to increase or reduce the number of building layers to complete the dynamic configuration of the network coverage, so as to give full play to the role of the software to define the network. The main work contents and research results are summarized, and the prospect of further research work is put forward.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5;TP212.9
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,本文编号:1432948
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