基于MANET的協(xié)作緩存優(yōu)化策略研究.pdf

1、近年來隨著科技的不斷進步,移動計算和無線通信技術(shù)得到了迅速發(fā)展。與此同時,人們對移動通信技術(shù)的要求也越來越高。目前,有兩種不同移動網(wǎng)絡(luò)的配置方式:基于基礎(chǔ)設(shè)施(例如基站)和無基礎(chǔ)設(shè)施(例如MANET網(wǎng)絡(luò))。
　　 基于基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)使用固定的服務(wù)訪問點與移動終端進行交互,它廣泛應(yīng)用在無線局域網(wǎng)和全局無線網(wǎng),但是它也存在一些限制,例如它只能為在基站通信范圍內(nèi)的移動終端提供服務(wù),而且有些區(qū)域無法架設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施或者基礎(chǔ)設(shè)施昂貴。然而

2、MANET網(wǎng)絡(luò)不需要基站,移動終端可以自組織形成臨時網(wǎng)絡(luò),因此它在戰(zhàn)場、災(zāi)難救援等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,因此MANET網(wǎng)絡(luò)得到了很多研究人員的廣泛關(guān)注。
　　 但是在MANET網(wǎng)絡(luò)中,絕大多數(shù)研究集中在開發(fā)動態(tài)路由協(xié)議,雖然路由在MANET網(wǎng)絡(luò)中是一個重要問題,但是數(shù)據(jù)訪問也是非常重要的,因為使用MANET網(wǎng)絡(luò)的最終目標(biāo)是為了向移動節(jié)點提供信息訪問。在MANET網(wǎng)絡(luò)中,對于高效的數(shù)據(jù)分發(fā)和共享而言,協(xié)作緩存是一種非常有效的技術(shù),然

3、而由于MANET網(wǎng)絡(luò)自身特性如無線傳輸媒介、多跳路由、動態(tài)拓撲、移動節(jié)點資源限制等,一些在傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作緩存技術(shù)無法應(yīng)用到MANET網(wǎng)絡(luò)中,因而亟需開發(fā)出適用于MANET網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作緩存技術(shù)。
　　 在本文中,我們首先分析了MANET網(wǎng)絡(luò)的一些特性,然后研究了一些MANET網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的協(xié)作緩存技術(shù),最后我們提出了一種新的協(xié)作緩存優(yōu)化策略(CCOP),CCOP能夠通過移動節(jié)點間相互協(xié)作本地緩存來提高MANET網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)

4、的可獲得性和數(shù)據(jù)訪問的有效性。CCOP解決了協(xié)作緩存中兩個最基本的問題:緩存發(fā)現(xiàn)和緩存管理。為了提高數(shù)據(jù)的可獲得性和數(shù)據(jù)訪問的有效性,CCOP充分利用數(shù)據(jù)局部性原理和用戶興趣公共性原理,通過利用協(xié)作區(qū)域、關(guān)鍵節(jié)點和hop-by-hop策略以最小化通信成本來發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)源。對于緩存管理,CCOP通過最小化協(xié)作區(qū)域中的緩存復(fù)本,使得協(xié)作區(qū)域可以緩存更多的不同的數(shù)據(jù)項,從而達到增加協(xié)作緩存有效容量的目的。
　　 為了驗證CCOP的性能,我

5、們使用了數(shù)學(xué)分析和仿真兩種方法。在數(shù)學(xué)分析中,我們首先從響應(yīng)延遲和能量消耗兩個方面建立數(shù)學(xué)分析模型,然后研究了不同因素(請求節(jié)點到數(shù)據(jù)中心距離、節(jié)點密度、數(shù)據(jù)訪問模式等)對這兩個性能指標(biāo)的影響。在仿真中,我們在NS2平臺上配置參數(shù)來搭建我們的仿真實驗環(huán)境,然后讓CCOP與其他現(xiàn)存協(xié)作緩存策略(SimpleCache和hop-by-hop,基于協(xié)作區(qū)域策略)在平均響應(yīng)延遲和平均能量消耗上進行仿真比較。數(shù)學(xué)分析和仿真結(jié)果表明CCOP在與其他