容遲網(wǎng)絡(luò)單播路由技術(shù)研究.pdf

1、容遲網(wǎng)絡(luò)(DTN)指具有延遲大、錯(cuò)誤率高、間斷性連接等通信特征的網(wǎng)絡(luò)，其研究起源于上世紀(jì)美國(guó)國(guó)防研究部對(duì)星際網(wǎng)絡(luò)的研究。2003年，Kevin Fall在國(guó)際會(huì)議上正式地提出了容遲網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，吸引了很多研究人員的關(guān)注，其路由問(wèn)題一直是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　 在研究DTN網(wǎng)絡(luò)的模型中，結(jié)點(diǎn)設(shè)為處于移動(dòng)中，不存在端到端連接，網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)的通信主要依靠結(jié)點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中形成的短暫鏈路。即結(jié)點(diǎn)會(huì)將消息發(fā)送給相遇的結(jié)點(diǎn)，接收消息的結(jié)點(diǎn)會(huì)攜帶

2、該消息，直到遇到其它可以傳輸?shù)慕Y(jié)點(diǎn)，這樣周而復(fù)始，直到消息到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)。這就是容遲網(wǎng)絡(luò)采用的存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)通信模型。在這種模式的基礎(chǔ)上，研究人員提出了Epidemic、Spray and Wait等路由協(xié)議。
　　 路由協(xié)議通過(guò)發(fā)送同一消息的多個(gè)副本到網(wǎng)絡(luò)中，并且獨(dú)立傳輸相應(yīng)副本，達(dá)到增強(qiáng)路由的健壯性的目的。但是，相關(guān)路由過(guò)程中存在冗余副本問(wèn)題，即當(dāng)消息的某一個(gè)副本到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)后，其它副本仍會(huì)存在于網(wǎng)絡(luò)中，占據(jù)緩存空間，并可能

3、會(huì)繼續(xù)被轉(zhuǎn)發(fā)，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬，造成網(wǎng)絡(luò)性能的下降。
　　 容遲網(wǎng)絡(luò)中的消息副本主要依靠TTL和擁塞控制離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，冗余副本也藉此被刪除，但這兩種策略都屬于被動(dòng)的冗余消除策略，而且可能誤刪沒(méi)有到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)的消息的副本。為了更有效地進(jìn)行冗余刪除，本文提出了一種基于反饋機(jī)制的主動(dòng)冗余消除策略。該策略在路由消息的首部添加一個(gè)反饋?zhàn)侄?，反饋?zhàn)侄斡涗浺呀?jīng)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)的消息的ID。該字段由源結(jié)點(diǎn)選擇當(dāng)前已收消息的對(duì)應(yīng)ID來(lái)進(jìn)行填充。在路由消息傳輸

4、過(guò)程中，收到相應(yīng)消息的結(jié)點(diǎn)根據(jù)反饋?zhàn)侄稳z查本地緩存空間，如果發(fā)現(xiàn)本地緩存空間里消息ID與反饋?zhàn)侄沃械南嗤?，就刪除對(duì)應(yīng)的消息副本。當(dāng)結(jié)點(diǎn)再次轉(zhuǎn)發(fā)消息時(shí)，根據(jù)一定準(zhǔn)則去更新消息的反饋?zhàn)侄?，即用自己已收消息的ID去替換反饋?zhàn)侄沃械脑邢D，其出發(fā)點(diǎn)是為了更好地消除網(wǎng)絡(luò)冗余副本。在更新過(guò)程中參考的主要標(biāo)準(zhǔn)是消息到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)的時(shí)間和反饋次數(shù)。
　　 為了驗(yàn)證本文提出的策略的效果，本文使用機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)仿真器OpportunisticNet

5、work Environment(ONE)平臺(tái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。我們首先對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了擴(kuò)展，修改了消息的結(jié)構(gòu)和路由模塊，在Epidemic和Spray and Wait協(xié)議的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)冗余消除策略，與被動(dòng)冗余消除策略進(jìn)行了仿真性能比較。仿真結(jié)果顯示，和傳統(tǒng)被動(dòng)冗余消除策略相比，論文提出的主動(dòng)冗余消除策略能夠有效刪除冗余副本，并提高消息遞交率，降低網(wǎng)絡(luò)開(kāi)支。
　　 本文的主要研究工作為：
　　 (1)深入研究和分析了容遲網(wǎng)