基于节点运动区域特征的DTN拥塞控制路由算法研究

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luck1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着网络技术的纵深发展和人类探索未知世界的进一步深入,传统网络体系结构已无法满足诸如深空深海探测、偏远地区数据采集等特殊应用场景的需求。为实现极端环境下异构网络间的正常通信,容延容断网络(Delay/DisruptionTolerant Network,DTN)作为一种新兴的网络体系结构被提出,并一直受到国内外网络及通信领域研究学者的广泛关注。DTN相关技术主要研究在网络拓扑动态变化、节点间缺乏端到端持续连接的情况下,如何提高消息成功投递率、减少投递开销、降低投递延迟,以保障节点间的正常通信。而在上述极端网络环境中,网络存储资源相对有限,各节点通信需求的持续增长又将会进一步激化存储供需矛盾,从而导致网络拥塞。拥塞在网络中的蔓延最终将严重影响消息成功投递率等DTN主要性能指标。如何在网络存储资源有限的情况下,合理地协调消息传递,控制网络拥塞,是提高DTN整体性能的关键,也是本文研究的重点。本文的主要贡献和创新点为,在充分考虑偏远地区通信网等真实DTN环境中节点运动具有区域性特征的情况下,针对基于相遇概率历史记录路由算法PROPHET,分别从发送方角度、接收方角度以及节点合作角度提出了对应的拥塞控制路由算法。并通过实验验证了算法在解决具体环境中网络拥塞问题方面的正确性和有效性。现将主要贡献和创新点总结如下:1、从发送方角度控制拥塞提出了基于蚁群优化的拥塞控制路由算法ACD。首先利用蚁群优化中信息素的概念,将节点在某一消息投递方向上所处的跳数,映射为其在该方向上的中转作用。经过多次消息投递,评估出各节点在各消息投递方向上所起中转作用的大小(信息素)。同时,借鉴蚁群优化中启发值的概念,将节点当前存储拥塞状况即剩余存储空间比例(启发值)联合信息素,共同组成不同消息投递方向上各节点被选为中转节点的综合评定值。规定节点相遇时由综合评定值大的节点执行对应方向上的消息中转任务。实验证明,该算法在扩大消息中转节点选择范围,提高消息成功投递率的同时,分散了与消息投递目标高概率相遇节点以往在该投递方向上的消息中转压力,并在充分考虑节点存储使用情况下,有效地控制了网络拥塞。2、从接收方角度控制拥塞提出了基于节点区域运动删除消息的拥塞控制路由算法RMD。在考虑节点运动具有区域性特征情况下,当节点相遇,接收方剩余存储空间不足以接收新到消息时,选择删除投递区域与节点运动区域不相符的消息。其在解除当前拥塞的同时,减少了此类消息对网络有限存储资源地无效占据,避免了因同一原因导致拥塞地再次发生,提高了节点存储空间的循环利用率。并在此基础上进一步提出了基于鸽巢原理和节点区域运动的拥塞控制路由算法PRMD。首先运用鸽巢原理解释了拥塞的发生原因及其控制方法。而后借助势力的概念,在降低其计算的复杂性后,分别将节点相对于某一消息投递方向的相遇势力和中转势力简化为相遇权重和中转权重。我们规定只有当相遇权重大于中转权重时,接收方才承担该投递方向上的消息中转任务。算法实现了不同方向中转任务对节点存储空间的共享占用,主动地避免了拥塞的发生。实验证明,PRMD算法充分地考虑了各节点在各投递方向上的实际投递和存储释放能力,提出了接收方被动删除消息和主动选择性接收消息的标准,有效地提高了消息成功投递率,降低了网络拥塞率。3、从节点合作角度控制拥塞提出了基于社会心理学和博弈论的拥塞控制路由算法CRSG。首先利用社会心理学中社会关系和群体理论,分析了如何平衡保障节点间正常通信与抑制节点肆意中转行为之间的矛盾关系。而后根据博弈论纳什均衡中责任平均划分的原则,按照收发双方对节点拥塞应承担相同的责任,计算出双方对节点存储共享占用的平衡点。再将该平衡点作为各节点占用网络存储资源的阀值,从制度上规范了各节点行为,也避免了对节点自私属性的识别。从而减少了属性识别给节点增加的计算、存储负担和网络对专业识别设备的需要。实验证明,算法有效地抑制了节点自私行为,促进了节点间的通信合作,达到了控制网络拥塞,提高消息成功投递率的目的。
其他文献
介绍了铁路客车空调通风试验台的功能 ,对新型静压送风道进行了性能试验 ,根据试验结果 ,分析了静压送风道的送风均匀性和阻力损失 ,找出了现有客车上已用的静压送风道送风不
北京的4月,杨柳轻拂,繁花锦簇.4月23日上午11时左右,在毗邻紫竹院公园南侧的一栋五层小楼前,站满了着装整齐的员工.在高高飘扬的国旗和公司旗下,随着国有企业监事会主席路耀
文件共享对等网络(Peer-to-Peer File-Sharing Networks)因为能大大方便用户共享文件、具有相当的规模性和可靠性、能有效解决客户/服务器网络的服务瓶颈问题而大受欢迎。然
目的分析胃癌根治术后接受辅助化疗期间,病人血红蛋白下降的影响因素。方法收集中国科学技术大学附属第一医院2015年1月至2017年1月接受铂类/紫杉类联合氟脲嘧啶类方案辅助化
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
在新时代的发展中,传统媒体已经不能满足人们的需求,需要积极与新媒体进行融合创新。本文的分析中,首先阐述传统媒体、新媒体融合发展的趋势。然后结合笔者的经验,探究相互之
<正> 电机绝缘的寿命,除因外部偶然破损,轴承烧死或风道阻塞使温度异常升高,垫片刺伤,雷击过电压等引起的破坏外,主要是由它的老化来决定的。绝缘老化可由电气、机械、环境等
QoS多播路由是QoS网络体系中一个非常重要的组件,它的目的是寻找一棵满足QoS约束的最优多播树,使得在满足每个组成员的QoS需求的同时,可以更加有效的提高网络资源利用率,改善
目的探讨低剂量容积螺旋穿梭技术(VHS)4D运动轨迹成像在髌股关节紊乱检查中的优势及应用价值。方法选择2017年1月至2019年3月经宝鸡市中医医院临床确诊的48例髌股关节紊乱病
随着互联网技术的飞速发展,人们进入了连接一切的互联网时代。作为新兴崛起的一种互联网应用,社交网络满足了人们固有的社交需求,成为了人们分享信息的重要平台。社交网络信