P2P覆蓋網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究.pdf

1、當(dāng)前的P2P網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)了一些不同于傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)的特征，網(wǎng)絡(luò)通常由數(shù)以千萬(wàn)的結(jié)點(diǎn)構(gòu)成且結(jié)點(diǎn)頻繁地加入和離開(kāi)使得系統(tǒng)極具動(dòng)態(tài)性.相應(yīng)地，超級(jí)對(duì)等體(SP)的概念被引入用來(lái)提高系統(tǒng)的性能。一個(gè)超級(jí)對(duì)等體是P2P網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，它作為系統(tǒng)中客戶結(jié)點(diǎn)的服務(wù)器且這些超節(jié)點(diǎn)之間的功能是邏輯對(duì)等的。通過(guò)利用異質(zhì)性，超結(jié)點(diǎn)模式允許P2P網(wǎng)絡(luò)在不失分散特征的同時(shí)使系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效，而當(dāng)前的相關(guān)構(gòu)建協(xié)議還存在諸如拓?fù)淙菀追制葐?wèn)題。 無(wú)線傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)(WSNs)是由部署在觀測(cè)環(huán)境內(nèi)的大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式組成的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。高效地定位數(shù)據(jù)是未來(lái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本應(yīng)用。已知基于Internet P2P協(xié)議的分布式哈希表(DHT)對(duì)分布式的結(jié)點(diǎn)提供了近似最優(yōu)的查尋。使用一個(gè)基于DHT的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的查詢是一個(gè)有趣的研究課題。然而，這兩種網(wǎng)絡(luò)有各自不同的特點(diǎn)，如基于DHT的協(xié)議通?？梢元?dú)立與物理上的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，這對(duì)于能量受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)是不適合的。此外

3、，在一個(gè)能量約束的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，特別是大規(guī)模的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。維護(hù)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由信息的代價(jià)是非常昂貴的。因此，一個(gè)一般的基于DHT的Internet協(xié)議到WSNs的直接映射非常困難，需要相應(yīng)的機(jī)制予以克服。 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計(jì)問(wèn)題上，充分考慮有限的網(wǎng)絡(luò)能量，最大化延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命非常關(guān)鍵。分簇提供了一個(gè)很好的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的機(jī)制?；诜执氐膶哟问铰酚煞椒ㄔ谔岣呔W(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性方面也特別有效。在以分簇方式組織的傳感器網(wǎng)絡(luò)中

4、，傳感器節(jié)點(diǎn)的角色分為簇首和簇成員兩種。簇首作為簇的中心負(fù)責(zé)簇結(jié)構(gòu)的建立，收集簇成員的數(shù)據(jù)，經(jīng)融合處理后發(fā)送給基站(BS)。其路由分為簇內(nèi)通信和簇間通信兩部分。當(dāng)簇成員與簇首之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用單跳通信方式，這樣易于調(diào)度各成員的數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)簇首向匯點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，已有研究表明采取多跳的方式更有利于節(jié)約能量。對(duì)于分簇技術(shù)，可以選擇具有更多剩余能量的簇首及周期地旋轉(zhuǎn)簇首來(lái)平衡節(jié)點(diǎn)能量的消耗，從而達(dá)到延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。此外還

5、存在考慮利用基站能量的策略，即盡可能讓能量近似無(wú)限的基站進(jìn)行廣播、路由路徑選擇和提供維護(hù)工作等等。讓傳感節(jié)點(diǎn)僅履行諸如傳感、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)等基本任務(wù)，從而節(jié)省網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量。 本文主要研究了P2P覆蓋網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的相關(guān)問(wèn)題，并得到了一些結(jié)果。第一章的緒論簡(jiǎn)要介紹了研究背景，問(wèn)題的提出和相關(guān)工作，給出本文所做的主要工作和論文的組織結(jié)構(gòu)。第二章介紹了一種非結(jié)構(gòu)化的超級(jí)對(duì)等體覆蓋網(wǎng)ERASP。在第三章中探索了大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中