基于MANET的協(xié)作緩存優(yōu)化策略研究.pdf

1、近年來(lái)隨著科技的不斷進(jìn)步,移動(dòng)計(jì)算和無(wú)線通信技術(shù)得到了迅速發(fā)展。與此同時(shí),人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的要求也越來(lái)越高。目前,有兩種不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的配置方式:基于基礎(chǔ)設(shè)施(例如基站)和無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施(例如MANET網(wǎng)絡(luò))。
　　 基于基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用固定的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)與移動(dòng)終端進(jìn)行交互,它廣泛應(yīng)用在無(wú)線局域網(wǎng)和全局無(wú)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(dòng)終端提供服務(wù),而且有些區(qū)域無(wú)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(dòng)終端可以自組織形成臨時(shí)網(wǎng)絡(luò),因此它在戰(zhàn)場(chǎng)、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(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議,雖然路由在MANET網(wǎng)絡(luò)中是一個(gè)重要問(wèn)題,但是數(shù)據(jù)訪問(wèn)也是非常重要的,因?yàn)槭褂肕ANET網(wǎng)絡(luò)的最終目標(biāo)是為了向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供信息訪問(wèn)。在MANET網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)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(wú)線傳輸媒介、多跳路由、動(dòng)態(tài)拓?fù)?、移?dòng)節(jié)點(diǎn)資源限制等,一些在傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作緩存技術(shù)無(wú)法應(yīng)用到MANET網(wǎng)絡(luò)中,因而亟需開(kāi)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(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)作本地緩存來(lái)提高M(jìn)ANET網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)

4、的可獲得性和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的有效性。CCOP解決了協(xié)作緩存中兩個(gè)最基本的問(wèn)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(wèn)的有效性,CCOP充分利用數(shù)據(jù)局部性原理和用戶(hù)興趣公共性原理,通過(guò)利用協(xié)作區(qū)域、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和hop-by-hop策略以最小化通信成本來(lái)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)源。對(duì)于緩存管理,CCOP通過(guò)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(xiàng),從而達(dá)到增加協(xié)作緩存有效容量的目的。
　　 為了驗(yàn)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(gè)方面建立數(shù)學(xué)分析模型,然后研究了不同因素(請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)中心距離、節(jié)點(diǎn)密度、數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式等)對(duì)這兩個(gè)性能指標(biāo)的影響。在仿真中,我們?cè)贜S2平臺(tái)上配置參數(shù)來(lái)搭建我們的仿真實(shí)驗(yàn)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(jìn)行仿真比較。數(shù)學(xué)分析和仿真結(jié)果表明CCOP在與其他