容滯網(wǎng)絡(luò)中的概率路由協(xié)議研究和改進(jìn).pdf

1、在一些特定的環(huán)境下，如野生動物跟蹤、海洋探測、衛(wèi)星通信、偏遠(yuǎn)地區(qū)通信等，網(wǎng)絡(luò)容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分割（斷開）的現(xiàn)象，節(jié)點之間沒有穩(wěn)定的端到端連接，只能利用間歇性的連接傳遞報文，因此傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)無法適用于這些特殊的環(huán)境。為了實現(xiàn)這些場合的通信，KevinFall等科學(xué)家在2003年的SIGCOMM國際會議上提出了一種通用的覆蓋層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，稱為容滯網(wǎng)絡(luò)(DTN:DelayTolerantNetwork)。容滯網(wǎng)絡(luò)采用存儲一攜帶一轉(zhuǎn)發(fā)方案，通過節(jié)點

2、間的間歇性連接來轉(zhuǎn)發(fā)報文，實現(xiàn)在受限網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通信。
　　 容滯網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議分為單副本路由協(xié)議和多副本路由協(xié)議兩種，多副本路由協(xié)議成功遞交報文的概率比單副本路由協(xié)議更高，因而針對多副本路由協(xié)議的研究也成為了路由協(xié)議研究的熱點。概率路由協(xié)議是一種具有代表性的多副本路由協(xié)議，它通過節(jié)點與報文信宿節(jié)點之間相遇的歷史信息來表征報文成功遞交的概率。當(dāng)兩個節(jié)點相遇時，依據(jù)此概率判斷是否將報文轉(zhuǎn)發(fā)至對端節(jié)點。
　　 概率路由協(xié)議存

3、在著兩個問題:網(wǎng)絡(luò)擁塞和歷史信息偏差。采用概率路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中存在大量的報文副本，需要設(shè)置有效的擁塞控制策略緩解網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況。此外，網(wǎng)絡(luò)中沒有一個物理量能夠確切地表征報文成功遞交的可能性，只是依據(jù)節(jié)點之間相遇概率間接地推斷報文成功遞交至信宿節(jié)點概率，因此需要設(shè)置更加合理的推斷方式來提高歷史信息的準(zhǔn)確度。
　　 本文首先對容滯網(wǎng)絡(luò)的研究背景、特點、模型結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等方面進(jìn)行了介紹，進(jìn)而對幾種典型的路由協(xié)議進(jìn)行了分析和總結(jié)，重點對容

4、滯網(wǎng)絡(luò)中的概率路由協(xié)議進(jìn)行深入的分析并提出改進(jìn)方案:
　　 1.概率路由協(xié)議是一種多副本路由協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中存在著大量的報文副本。針對概率路由協(xié)議中容易產(chǎn)生擁塞的問題，通過擁塞時間估計節(jié)點的擁塞程度，并且根據(jù)節(jié)點相遇概率和節(jié)點擁塞狀況得到報文的擁塞遞交概率。當(dāng)節(jié)點相遇時根據(jù)擁塞遞交概率判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)報文，有效地避免擁塞對概率路由協(xié)議性能的影響。
　　 2.節(jié)點的相遇概率并不能準(zhǔn)確地反應(yīng)出報文遞交的概率，間接性的推斷使得歷史信息

5、缺乏準(zhǔn)確度，本文在概率路由協(xié)議的基礎(chǔ)之上加入蟻群算法的特性，路徑上的信息素濃度越大則選擇該路徑轉(zhuǎn)發(fā)報文的概率越大，路徑上的信息素濃度隨著螞蟻的通過而增加;在沒有被選擇的路徑上信息素濃度會隨著時間的推移而減小。這種改進(jìn)方案根據(jù)節(jié)點之間的相遇概率和螞蟻選擇機(jī)制得到路徑的選擇概率，當(dāng)節(jié)點相遇時根據(jù)選擇概率判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)報文，有效地提高了歷史信息的準(zhǔn)確度。
　　 3.本文使用TheONE仿真器對提出的概率路由協(xié)議改進(jìn)方案進(jìn)行了仿真實驗，并