基于社區(qū)的機會網(wǎng)絡緩存機制及路由算法研究.pdf

1、機會網(wǎng)絡是一種利用節(jié)點移動帶來相遇機會進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜乱苿幼越M織網(wǎng)絡,是針對某些頻繁中斷的網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸而提出的一種有效解決方案。機會網(wǎng)絡中,源節(jié)點和目標節(jié)點往往在某一個時刻因為移動、能量、存儲等原因不在同一連通域而導致網(wǎng)絡分割,節(jié)點間無法通過傳統(tǒng)無線自組網(wǎng)(MANET:mobile ad hoc network)協(xié)議進行連接通信,因此研究機會網(wǎng)絡路由算法,探討如何在丟包率,延時等衡量網(wǎng)絡傳輸效率的關(guān)鍵因子上做出有效權(quán)衡從而保障傳輸

2、成功率的問題逐漸轉(zhuǎn)為研究熱點。
　　機會網(wǎng)絡通信的三個主要特點有:1)移動節(jié)點的高頻運動,致使網(wǎng)絡長期不連通,以及較大的數(shù)據(jù)傳輸延時;2)數(shù)據(jù)傳輸完全依賴于節(jié)點移動,因此移動模型的研究為其性能的決定性因子;3)相對于傳統(tǒng)MANET網(wǎng)絡,信息在節(jié)點緩存中滯留時間更長,緩存容量要求更高。
　　分析以上提出的機會網(wǎng)絡三大特性,可知機會網(wǎng)絡路由算法研究的難點在于如何在高時延,高不確定性的情況下保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。由于機會網(wǎng)絡的節(jié)點在

3、傳遞信息的過程中,采用的是存儲—移動—轉(zhuǎn)發(fā)的模式,因此不得不從這三方面進行全面考慮?；诖?本文對此進行了如下相應的工作,具體成果如下:
　　1)根據(jù)人類的活動方式,提出基于人類運動的社區(qū)化移動模型。目前已有的機會網(wǎng)絡基本都是基于隨機行走模型的研究,并沒有充分考慮節(jié)點移動模型對機會網(wǎng)絡性能的影響,也沒有將機會網(wǎng)絡運用到人類日常生活中。該模型模擬人類在小范圍生活區(qū)域出現(xiàn)頻率高,活動范圍小的特點,將節(jié)點活動范圍分為多個社區(qū),節(jié)點可以根

4、據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?加入或者離開該社區(qū)(社區(qū)間傳遞),也可以在社區(qū)內(nèi)部進行數(shù)據(jù)交換(社區(qū)內(nèi)傳遞)。
　　2)在成果1的基礎(chǔ)上,通過對相遇概率,相遇時間間隔等因素綜合分析,引入消息優(yōu)先級(MP:message priorities),提出了一種基于消息優(yōu)先級MP的機會網(wǎng)絡緩存優(yōu)化策略,設(shè)計了針對于社區(qū)內(nèi)和社區(qū)間的緩存模型,并以此進一步計算出消息效用值,提出了相應的緩存替換策略。
　　3)根據(jù)社區(qū)化節(jié)點移動模型,對人的密集生活區(qū)短

5、途移動和低概率遠端地區(qū)的長途移動分別進行分析,并且充分考慮影響機會網(wǎng)絡性能的4個主要影響因子(消息優(yōu)先級、目的節(jié)點匹配率、節(jié)點信任程度、中繼跳數(shù)),根據(jù)重要性分配不同的權(quán)值,對比多種方案找出最優(yōu)。繼而對中繼節(jié)點進行選擇,研究出一種可靠高效的路由轉(zhuǎn)發(fā)算法。
　　最后通過計算機進行仿真,仿真結(jié)果證明該算法有效權(quán)衡了Epidemic和PROPHET這兩種經(jīng)典機會網(wǎng)絡理由算法,使其達到相對最優(yōu),降低了傳輸平均時延和網(wǎng)絡負載,提高了緩存數(shù)據(jù)