機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與緩存調(diào)度研究.pdf

1、處理器速度、移動(dòng)通信和電池壽命的的快速發(fā)展促使計(jì)算機(jī)完成了從完全連接到完全移動(dòng)的演變，在最極端的情況下，所有節(jié)點(diǎn)都是移動(dòng)的，只有利用可獲得的機(jī)會(huì)：傳統(tǒng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施和中間節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，才能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信，這就是機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，大量低成本、具備短距離無(wú)線通信能力的智能設(shè)備的出現(xiàn)，讓機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)在一些極端通信環(huán)境中有著巨大的應(yīng)用潛力。機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信主要有以下特點(diǎn)：①由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化，節(jié)點(diǎn)對(duì)之間不能建立端到端的通信路

2、徑，從而引起數(shù)據(jù)通信的低速率和高時(shí)延；②數(shù)據(jù)成功傳輸主要依靠節(jié)點(diǎn)移動(dòng)帶來(lái)的相遇機(jī)會(huì)，因而根據(jù)節(jié)點(diǎn)相遇機(jī)會(huì)制定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略成為影響數(shù)據(jù)傳輸性能的重要技術(shù)；③網(wǎng)絡(luò)資源有限，對(duì)節(jié)點(diǎn)緩存空間的需求矛盾較為突出，由于大量數(shù)據(jù)沒(méi)有得到及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)而長(zhǎng)時(shí)間滯留在網(wǎng)絡(luò)中，過(guò)度消耗節(jié)點(diǎn)的緩存資源，因此對(duì)緩存容量的利用率要求更為嚴(yán)格。
　　在機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)面臨的挑戰(zhàn)性問(wèn)題為：節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的不可預(yù)知性和網(wǎng)絡(luò)資源的有限。因此在網(wǎng)絡(luò)資源有限的情況下，有效的數(shù)

3、據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略、緩存調(diào)度管理是保證數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)膬蓚€(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。圍繞這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，本文主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　首先，本文提出了一種基于效用的代表轉(zhuǎn)發(fā)策略，該策略根據(jù)節(jié)點(diǎn)中心度、節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)度和相似度計(jì)算出綜合效用值，用來(lái)表征節(jié)點(diǎn)間未來(lái)的相遇概率，攜帶消息的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依據(jù)效用值選擇最佳的相遇節(jié)點(diǎn)作為代表來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)消息，仿真結(jié)果表明該算法能更準(zhǔn)確地為消息選擇下一跳攜帶節(jié)點(diǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的消息投遞成功率。
　　其次，針對(duì)節(jié)點(diǎn)靜

4、止的機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中存在的網(wǎng)絡(luò)分割現(xiàn)象，提出了靜態(tài)多擺渡路徑設(shè)計(jì)方案。該方案引入了局部擺渡(Local Ferry)和全局?jǐn)[渡(Global Ferry)兩種移動(dòng)實(shí)體負(fù)責(zé)不同地區(qū)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)通信，為不能直接通信的靜止節(jié)點(diǎn)之間提供消息轉(zhuǎn)發(fā)。并且通過(guò)控制局部擺渡和全局?jǐn)[渡的移動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)在線同步協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)消息，以提高分裂機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的消息投遞成功率，降低消息投遞時(shí)延。
　　然后，針對(duì)移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中存在的網(wǎng)絡(luò)分割現(xiàn)象，提出了局部擺渡節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)路徑設(shè)計(jì)

5、算法。該算法在滿足節(jié)點(diǎn)丟棄消息最小化的條件下，采用流量感知啟發(fā)式算法為局部擺渡節(jié)點(diǎn)計(jì)算出最優(yōu)移動(dòng)路徑，引入固定的中繼節(jié)點(diǎn)完成局部擺渡和全局?jǐn)[渡節(jié)點(diǎn)之間的異步協(xié)作通信，仿真結(jié)果表明該算法提高了分裂機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸性能。
　　最后，針對(duì)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的間斷連接性導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)間通信時(shí)間有限，節(jié)點(diǎn)不能將緩存中的消息在一次相遇機(jī)會(huì)中全部轉(zhuǎn)發(fā)，提出了基于接觸頻率的緩存調(diào)度算法。該算法通過(guò)計(jì)算相遇節(jié)點(diǎn)與消息的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的歷史接觸頻率，以此確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)