機會網絡中路由機制與緩存管理策略研究.pdf

1、機會網絡是一種在源節(jié)點與目的節(jié)點不總是存在穩(wěn)定通路下，通過網絡中節(jié)點的隨機移動來實現(xiàn)節(jié)點間通信的無線自組織網絡，其被廣泛應用在野生動物追蹤、外太空、軍事戰(zhàn)場和偏遠地區(qū)傳輸?shù)染W絡。由于機會網絡節(jié)點的移動，導致了節(jié)點間鏈路常常斷開，現(xiàn)有的基于無線網絡的路由和緩存管理方法不適用于機會網絡，因此，解決路由和緩存管理問題是機會網絡研究中一項關鍵技術。近年研究人員提出了許多路由和緩存管理方法，但很多關鍵的問題還有待于解決，研究出有效路由和緩存管理方

2、法在當前仍是一項富有挑戰(zhàn)性的工作。論文在分析現(xiàn)有方法的基礎上，針對機會網絡中的問題，提出了一些新的路由機制和緩存管理策略。論文主要取得了以下研究成果：
　　 ①通過數(shù)據統(tǒng)計和數(shù)值計算，從節(jié)點間連接時間特性出發(fā)，分析現(xiàn)實環(huán)境中的機會網絡鏈路統(tǒng)計特性。利用曲線擬合得到節(jié)點間連接時間的分布函數(shù)和變化規(guī)律，并通過仿真驗證得出機會網絡中無線鏈路的持續(xù)連接時間分布函數(shù)服從指數(shù)分布。
　　 ②在分析現(xiàn)有概率路由不足的基礎上，把節(jié)點間接

3、觸頻率和接觸持續(xù)時間用于估算轉發(fā)概率，提出了一種改進概率估算路由算法。在該算法中，當節(jié)點轉發(fā)數(shù)據包時，按轉發(fā)概率由大到小的順序進行轉發(fā)。通過仿真得知，該算法在數(shù)據交付率、網絡資源消耗等性能均比概率路由和傳染路由有所提高。
　　 ③針對傳統(tǒng)最短路徑算法不適用于機會網絡的社群模型，提出了一種改進的Floyd最短路徑算法，該路由算法的設計既考慮到機會網絡節(jié)點間的空間因素，還考慮了無線鏈路的時間因素。仿真結果表明，與現(xiàn)有的FC(Firs

4、t Contact)，MED(Minimum Expected Delay)路由算法相比，該算法可以更有效地得到機會網絡中時延最短的路徑。
　　 ④在機會網絡中，節(jié)點間時常斷開，有一些節(jié)點的移動使得節(jié)點被分成幾個斷開的子集。為了克服這種現(xiàn)象，采用一種特殊的MF(Message Ferry)節(jié)點，在一條特定軌跡上做定向移動，為節(jié)點間提供通信機會。同時，針對交通模型中節(jié)點數(shù)據產生率和位置不同，提出了一種路由算法，該算法采用MF節(jié)點根

5、據社會交通模型中的各類節(jié)點不同的位置和數(shù)據產生率選擇不同的訪問策略。
　　 ⑤在分析機會網絡現(xiàn)有緩存管理策略的原理及性能的基礎上，提出了一種在傳統(tǒng)的傳染路由協(xié)議下基于單位時間內數(shù)據包復制次數(shù)的緩存管理策略。當節(jié)點在接收新數(shù)據包發(fā)生擁塞時，并依次丟棄單位時間內復制次數(shù)最大的數(shù)據包，從而緩解擁塞。同時，本文利用最優(yōu)化理論提出了一種基于數(shù)據包副本數(shù)的最優(yōu)化緩存調度策略，該策略是通過最優(yōu)化數(shù)據包的轉發(fā)和丟棄順序，達到管理緩存的目的。在該