延時可容忍網(wǎng)絡(luò)路由算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求也越來越細(xì)化，從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中不斷分離出新的網(wǎng)絡(luò)類型來。其中有一類被稱為挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)，例如外層空間通信網(wǎng)絡(luò)、稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)、移動傳感器網(wǎng)絡(luò)等，其特點(diǎn)是不滿足端到端路徑存在和低延時等傳統(tǒng)Internet中的基本假設(shè)，因此已有的路由協(xié)議不適用于此類環(huán)境。在這種情況下，人們提出了延時可容忍網(wǎng)絡(luò)(Delay-1blerant Network，DTN)的概念，為此類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境研究適用的體系結(jié)構(gòu)，包括了路由

2、、安全、系統(tǒng)擴(kuò)展等各方面的考慮，其中又以路由問題最為關(guān)鍵。 長延時、網(wǎng)絡(luò)分割和節(jié)點(diǎn)能力低下是DTN路由問題中最大的困擾，也是與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)路由問題的區(qū)別所在。研究者在這方面做了大量的工作，提出了很多種路由算法，大體上可以分為基于多報文和基于單報文兩種類型。前者會向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多個報文副本，以應(yīng)對可能發(fā)生的報文丟失，但也會因此引入數(shù)據(jù)冗余問題，并且難以解決。后者在網(wǎng)絡(luò)中只使用一份報文進(jìn)行傳輸，從根本上避免了這個問題，近年來受到越來越多的關(guān)

3、注，發(fā)展前景看好?；谝陨峡紤]，本文將焦點(diǎn)集中在單報文路由中最具實(shí)用性和研究價值的一類使用統(tǒng)計(jì)信息的路由算法上，將如何提高路由性能作為研究重點(diǎn)，創(chuàng)新性地做了以下研究： 本文第三章對此種類型已有算法做了深入分析，發(fā)現(xiàn)沒有考慮拓?fù)鋱D上代價值的突然歸零是MED(Minimum Expected Delay)算法的最大問題，而其改進(jìn)算法MED-PC(MED PerContact)及變種MEED(Minimal Estimated Exp

4、ected Delay)算法又存在計(jì)算量大等嚴(yán)重缺陷。在此基礎(chǔ)上本文依照新的改進(jìn)思路提出AMED(Advanced Minimum Expected Delay)算法，可以在完全避免后兩者缺陷的基礎(chǔ)上大幅提升MED算法性能。隨后的仿真實(shí)驗(yàn)對此進(jìn)行了驗(yàn)證。 本文第四章將AMED算法推廣到節(jié)點(diǎn)行為相關(guān)性很強(qiáng)和很弱的兩種特殊場景。利用前者有大量本地連接(指拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中臨時出現(xiàn)的局部連通圖)存在的特點(diǎn)擴(kuò)展AMED算法中下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的選擇

5、范圍，并以此提出AMED-LC(AMED with Local Connection)算法。利用后者中節(jié)點(diǎn)相遇近似滿足獨(dú)立泊松過程(或者間歇性泊松過程)的特點(diǎn)，提出將延時期望的概念從考慮單條路徑時的延時期望轉(zhuǎn)變?yōu)榭紤]所有可能路徑后的延時期望，然后對此概念下的節(jié)點(diǎn)延時期望進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并以此為基礎(chǔ)結(jié)合AMED算法提出迭代形式的AMED-IP(AMED with Independent Poisson Drocess)算法。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了