延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制算法研究與設(shè)計(jì).pdf

1、延遲容忍網(wǎng)絡(luò)（DTN，Delay Tolerant Network）是一種新興的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有高延遲、低數(shù)據(jù)率和連接頻繁中斷等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)和互操作及異步消息的可靠傳輸，DTN網(wǎng)絡(luò)提供了Bundle、保管傳輸和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等機(jī)制。DTN網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的應(yīng)用前景，如深空網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、軍用Ad hoc網(wǎng)絡(luò)、車(chē)輛Ad hoc網(wǎng)絡(luò)、全球移動(dòng)網(wǎng)、水下聲學(xué)調(diào)制通信等，受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。由于延遲容忍網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)存在巨大

2、差異，傳統(tǒng)成熟的路由算法和擁塞控制策略并不適用于延遲容忍網(wǎng)絡(luò)。因此適用于延遲容忍網(wǎng)絡(luò)路由和擁塞控制算法成為了許多學(xué)者的研究熱點(diǎn)。
　　本文圍繞延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的擁塞技術(shù)這一主題展開(kāi)研究，側(cè)重于解決擁塞避免和擁塞控制問(wèn)題。針對(duì)這兩類(lèi)問(wèn)題，提出了一些擁塞策略，主要工作如下:
　　(1)在擁塞避免策略的研究上，研究使用單份復(fù)制策略進(jìn)行路由，以減少因多份復(fù)制造成的存儲(chǔ)空間不足而導(dǎo)致?lián)砣娘L(fēng)險(xiǎn)，在節(jié)點(diǎn)選擇下一跳時(shí)，使用概率路由策略，使消息

3、到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的期望值達(dá)到最大。據(jù)此提出將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)等分成若干個(gè)區(qū)域，計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在每個(gè)區(qū)域內(nèi)的概率，并存儲(chǔ)于一個(gè)概率矩陣中。節(jié)點(diǎn)在選擇下一跳路由時(shí)，通過(guò)查詢(xún)概率矩陣來(lái)選擇最佳下一跳節(jié)點(diǎn)，由于每次選擇下一跳都是以最大概率到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)為條件，增加了消息傳輸成功率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于區(qū)域劃分的擁塞避免策略在概率矩陣的協(xié)助下，能有效選擇避免擁塞發(fā)生的路由路徑，并提高消息到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的傳輸成功率。
　　(2)在擁塞控制策略的研究上，研究

4、當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，通過(guò)釋放擁塞節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間內(nèi)的消息包裹，以避免其因剩余存儲(chǔ)空間不足而出現(xiàn)拒絕接收新消息，從而加深擁塞的現(xiàn)象。據(jù)此提出基于分布式存儲(chǔ)的擁塞控制算法，使用AMED算法作為路由算法計(jì)算路由路徑，當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，擁塞節(jié)點(diǎn)通過(guò)將自身存儲(chǔ)的消息包裹轉(zhuǎn)存到合適的鄰節(jié)點(diǎn)中，使其不再因?yàn)樽陨泶鎯?chǔ)容量過(guò)滿(mǎn)而拒絕接收新消息，從而快速緩解擁塞的程度。在擁塞解決后，再將鄰節(jié)點(diǎn)中的消息包裹取回。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于分布式存儲(chǔ)的擁塞控制策略在擁塞發(fā)生時(shí)能有效