容遲網(wǎng)絡(luò)中路由算法和緩存管理機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)日新月異的發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了許多具有挑戰(zhàn)性的通信網(wǎng)絡(luò)場景，例如星際網(wǎng)絡(luò)、野生動物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以及戰(zhàn)時通信網(wǎng)絡(luò)等。這類網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)緩存、帶寬等資源有限，并且節(jié)點(diǎn)通常具有移動性，導(dǎo)致鏈路頻繁斷裂、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化、消息傳遞時延增大、誤碼率升高，形成了一類區(qū)別于傳統(tǒng)Internet網(wǎng)絡(luò)的新型網(wǎng)絡(luò)，稱為容遲網(wǎng)絡(luò)（DTN：Delay Tolerant Networks）。
　　DTN中幾乎不存在一條持續(xù)穩(wěn)定的端到端鏈路，無法滿足T

2、CP/IP協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)的基本假設(shè)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的消息路由機(jī)制和緩存管理機(jī)制無法運(yùn)用到DTN中來，所以需要針對DTN網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)新的路由和緩存管理機(jī)制。DTN在利用永久性存儲提供保管傳輸服務(wù)的基礎(chǔ)上，采用“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的消息交換技術(shù)，在一定程度上克服了挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)面臨的間歇性連接、非對稱數(shù)據(jù)速率以及高誤碼率等問題。
　　本文分別從路由角度和緩存管理角度對DTN相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究：
　　（1）針對DTN消息傳遞率低、傳輸時延

3、高的問題，提出一種基于歷史相遇信息的容遲網(wǎng)絡(luò)路由算法HIBR（History InformationBased Routing）。利用節(jié)點(diǎn)之間歷史相遇頻率和歷史相遇持續(xù)時間定義節(jié)點(diǎn)間的親密度，根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的親密度選取消息的中繼節(jié)點(diǎn)；利用節(jié)點(diǎn)在最近一段時間內(nèi)相遇的節(jié)點(diǎn)個數(shù)定義節(jié)點(diǎn)的活躍度，根據(jù)節(jié)點(diǎn)活躍度在中繼節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行消息副本數(shù)分配。HIBR算法提高了網(wǎng)絡(luò)中消息的傳遞率，降低了消息傳遞時延。
　?。?）針對DTN節(jié)點(diǎn)緩存受限，導(dǎo)致網(wǎng)

4、絡(luò)擁塞、消息傳遞率低的問題，提出一種基于消息優(yōu)先級的緩存管理算法PBBM（Priority Based Buffer Management）。在Prophet算法基礎(chǔ)上定義了消息質(zhì)量與節(jié)點(diǎn)質(zhì)量，然后綜合消息質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)質(zhì)量定義消息優(yōu)先級，在進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)時，優(yōu)先發(fā)送優(yōu)先級較高的消息；在節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞時，優(yōu)先丟棄節(jié)點(diǎn)緩存中優(yōu)先級最低的消息。PBBM算法提高了節(jié)點(diǎn)緩存資源受限場景中消息的傳遞率，降低了消息傳遞時延，同時算法具有良好的靈活性。