移动机会网络中数据转发机制与内容缓存策略研究

发布时间：2020-02-06 23:43

【摘要】：随着人们对现实环境的深入探索,发现在某些特定的网络环境或应用场景下,由于地理位置或基础设施建设等因素的限制,无法保证稳定全连通的网络状态,导致传统网路通信手段难以为继,移动机会网络利用节点移动带来的机会式通信的特性,极大的满足了这类网络环境或应用场景的需求。然而,移动机会网络的发展依旧面临着诸多挑战,如数据转发过程中投递延时优化、资源受限的节点中内容放置、节点移动状态下感知数据的时效性及连续性等问题。因此,如何保证数据的有效转发和共享内容的高效存储,是移动机会网络的核心技术问题。针对以上提到的问题及挑战,本文在相关研究的基础上,对移动机会网络中多备份路由机制与缓存策略两部分内容进行了研究,相关贡献如下:(1)面向聚集点的机会路由机制。在移动机会网络研究的框架下引入社会性分析,考虑人们在现实生活中的群聚性,将静态节点放置在网络热点区域辅助进行数据转发,对整个数据转发过程中的不同阶段进行了分类讨论并制定了相应的数据转发机制。(2)针对先前工作中采用节点累积接触率来对节点的移动性进行建模的不足,考虑节点瞬时接触率的特性,提出了一种最优的数据备份分发机制OPPO。将节点携带的备份按比例进行分配,通过对经典路由算法HS和Spray Wait的临界条件的分析,验证了OPPO机制的最优投递性能。(3)针对相关工作中仅考虑节点参与缓存策略制定的局限性,本文将静态AP(Access Point)放置在移动机会网络的中心位置,提出了一种混合网络场景下的协作缓存策略。基于节点对不同内容的偏好度,结合对节点移动规律的研究,对节点的效用值进行了评价,将网络中的节点按照其不同的效用值划分为重要节点与常规节点。同时,将内容按照其流行度大小进行分类放置,将高流行度的内容放置在重要节点和AP中,低流行度的内容放置其他节点上。从而提升网络中内容的命中率,降低内容访问的平均延时。(4)在本文研究的基础上,讨论了“缓存+路由”整体框架下的数据访问延时问题。通过引入数据卸载的应用模型,在既定的数据请求策略与路由机制下,将整个网络中的数据访问过程划分为两大类:D2D通信阶段与D2A通信阶段,并分别围绕这两个不同阶段中的数据请求延时与数据传输延时进行建模分析,最终得到“缓存+路由”整体框架下的数据访问延时。本文从移动机会网络的路由机制与缓存策略两个方面,分别围绕多备份路由机制下的数据转发机制与混合场景下的协作缓存策略展开了研究,提出了相应的模型与方法,并通过相关的理论分析与仿真实验证明了研究内容的有效性。在本文最后,针对“缓存+路由”整体网络框架下的数据访问延时作了建模分析。
【图文】：

示意图,场景,示意图,节点

图 1-1 移动机会网络场景示意图，从上图中也可以看出，选择不同的中继节点进行数据卸载与放置，以择哪些中继节点进行数据接收，都将直接影响数据传输的效率。因此，节点进行数据放置和对下一跳节点的选择，是移动机会网络研究的核心机会网络体系结构互联网架构中网络层协议如 TCP、UDP 协议，要求数据传输的双方节点靠的链路支持，然而在恶劣网络环境中，通信链路呈现出间歇性连接，高且可变，数据传输率不对称且伴随较高的误码率。因此，在该特定场数据的有效传输，在现有网络架构的应用层与传输层之间，移动机会网协议的概念，如图 1-2 所示。

示意图,网络体系结构,位置,节点

图 1-1 移动机会网络场景示意图，从上图中也可以看出，选择不同的中继节点进行数据卸载与放置，以择哪些中继节点进行数据接收，都将直接影响数据传输的效率。因此，，节点进行数据放置和对下一跳节点的选择，是移动机会网络研究的核心问动机会网络体系结构互联网架构中网络层协议如 TCP、UDP 协议，要求数据传输的双方节点靠的链路支持，然而在恶劣网络环境中，通信链路呈现出间歇性连接，高且可变，数据传输率不对称且伴随较高的误码率。因此，在该特定场景数据的有效传输，在现有网络架构的应用层与传输层之间，移动机会网协议的概念，如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN929.5

【参考文献】