容迟网络中的多策略路由协议研究

发布时间：2019-07-16 09:40

【摘要】：容迟网络作为一种新兴的挑战性网络,具有节点移动性强、网络拓扑频繁割裂、极高的端到端传输时延等特征。在消息的源节点与目的节点之间很难实时维持一条稳定的端到端通路,因而容迟网络中消息的成功投递面临着极大的挑战。为了解决链路缺失问题,为容迟网络提供可靠高效的通信服务,容迟网络体系架构在应用层与传输层之间引入一层捆绑层,采用“存储-携带-转发”的路由模式,将消息逐跳地传递下去,直至遇到最终的目的节点,因而消息的成功投递极大地依赖于中继节点的选择策略。链路的缺失和极高的传输时延导致大量消息滞留在网络中,而容迟网络多数部署在极端环境下,节点的存储资源、链路带宽等都受到严格限制,导致容迟网络的消息管理机制成为一个极具挑战性的课题。本论文主要从中继节点选择机制和消息管理机制两方面入手,研究设计高效的容迟网络路由算法,论文的研究内容主要有:(1)研究节点间的交互模式,挖掘出节点间潜在的社会关系,刻画出节点所表现出的集群属性,将网络中的节点划分到不同群组;提出基于群组的洪泛模型,实现消息的定向扩散传染,降低消息的冗余程度和网络负载。(2)研究节点的移动模式,对节点间的下一次通信时间做出预测;综合考虑通信时间和消息的剩余生存周期,设计效用指标,评估出消息成功投递的概率,利用概率路由实现消息的高效投递;将消息的投递概率作为最优化指标,把消息管理机制建模为0-1背包的最优化问题,利用回溯算法和分支限界求得最优解。(3)利用节点表现出的社区属性,刻画出节点在社区间的转移模型,实现消息到目的社区的定向扩散;利用局部协作存储,实现存储资源共享,将消息缓存在目的社区,完成消息的高效投递。(4)将由节点组成的原始网络建模为由社区组成的简化网络,借助带权社区图模型,找到在社会属性上连通的端到端路径,进而将消息的路由过程划分为社区间路由和社区内路由两个阶段。大量的仿真实验验证了论文工作的合理性和高效性,提出的四种算法在提高消息投递率、降低网络负载、减少端到端时延等方面取得了极大优势,显著改善了容迟网络路由算法的性能。
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图片说明： 两跳路由模型中，当消息被传递给节点 后，从节点同的虚拟路线。对于每一条路线 ，我们用线可以将消息成功传递给节点 的可能性。同样地，拟路径 将消息成功传递给节点 的可能性。P s i( ) P( s i)× P s ( ) 路径 ，我们同样可以得到P s ( ) P s d( ) P( s d)× P s ( ) P( s d) 条路径中的任何一条都可能成功投递消息，因此我性P( s d) dP( s d) d ∏ P s i( ) i d
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图片说明： 节点的缓存空间受到严格限制，因此需要对。同时提高缓存资源的利用效率可以进一步地提高继节点将消息传递到目标群时，采取有效措施来控消息副本。假定节点 i 和节点 j 同时携带有相同的消同一个节点，则对该节点来说，其中的一个消息副 i 会遇到的大部分节点也会被节点 j 遇到，则其中的上述考虑，我们提出了一种消息冗余控制模型，来。可能会再次遇到之前相遇过的节点，因此我们利用来预测节点在将来可能会遇到的节点集。对于当前节点集N N 来表示节点 i 和节点 j 可能会共同遇到集{1,2,3}。N N |P( ) ￠ P( ) N
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.04
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本文编号：2514997