【摘要】：容遲網(wǎng)絡(luò)作為一種新興的挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò),具有節(jié)點移動性強、網(wǎng)絡(luò)拓撲頻繁割裂、極高的端到端傳輸時延等特征。在消息的源節(jié)點與目的節(jié)點之間很難實時維持一條穩(wěn)定的端到端通路,因而容遲網(wǎng)絡(luò)中消息的成功投遞面臨著極大的挑戰(zhàn)。為了解決鏈路缺失問題,為容遲網(wǎng)絡(luò)提供可靠高效的通信服務(wù),容遲網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)在應(yīng)用層與傳輸層之間引入一層捆綁層,采用“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由模式,將消息逐跳地傳遞下去,直至遇到最終的目的節(jié)點,因而消息的成功投遞極大地依賴于中繼節(jié)點的選擇策略。鏈路的缺失和極高的傳輸時延導(dǎo)致大量消息滯留在網(wǎng)絡(luò)中,而容遲網(wǎng)絡(luò)多數(shù)部署在極端環(huán)境下,節(jié)點的存儲資源、鏈路帶寬等都受到嚴格限制,導(dǎo)致容遲網(wǎng)絡(luò)的消息管理機制成為一個極具挑戰(zhàn)性的課題。本論文主要從中繼節(jié)點選擇機制和消息管理機制兩方面入手,研究設(shè)計高效的容遲網(wǎng)絡(luò)路由算法,論文的研究內(nèi)容主要有:(1)研究節(jié)點間的交互模式,挖掘出節(jié)點間潛在的社會關(guān)系,刻畫出節(jié)點所表現(xiàn)出的集群屬性,將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點劃分到不同群組;提出基于群組的洪泛模型,實現(xiàn)消息的定向擴散傳染,降低消息的冗余程度和網(wǎng)絡(luò)負載。(2)研究節(jié)點的移動模式,對節(jié)點間的下一次通信時間做出預(yù)測;綜合考慮通信時間和消息的剩余生存周期,設(shè)計效用指標,評估出消息成功投遞的概率,利用概率路由實現(xiàn)消息的高效投遞;將消息的投遞概率作為最優(yōu)化指標,把消息管理機制建模為0-1背包的最優(yōu)化問題,利用回溯算法和分支限界求得最優(yōu)解。(3)利用節(jié)點表現(xiàn)出的社區(qū)屬性,刻畫出節(jié)點在社區(qū)間的轉(zhuǎn)移模型,實現(xiàn)消息到目的社區(qū)的定向擴散;利用局部協(xié)作存儲,實現(xiàn)存儲資源共享,將消息緩存在目的社區(qū),完成消息的高效投遞。(4)將由節(jié)點組成的原始網(wǎng)絡(luò)建模為由社區(qū)組成的簡化網(wǎng)絡(luò),借助帶權(quán)社區(qū)圖模型,找到在社會屬性上連通的端到端路徑,進而將消息的路由過程劃分為社區(qū)間路由和社區(qū)內(nèi)路由兩個階段。大量的仿真實驗驗證了論文工作的合理性和高效性,提出的四種算法在提高消息投遞率、降低網(wǎng)絡(luò)負載、減少端到端時延等方面取得了極大優(yōu)勢,顯著改善了容遲網(wǎng)絡(luò)路由算法的性能。
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圖片說明： 兩跳路由模型中，當消息被傳遞給節(jié)點 后，從節(jié)點同的虛擬路線。對于每一條路線 ，我們用線可以將消息成功傳遞給節(jié)點 的可能性。同樣地，擬路徑 將消息成功傳遞給節(jié)點 的可能性。P s i( ) P( s i)× P s ( ) 路徑 ，我們同樣可以得到P s ( ) P s d( ) P( s d)× P s ( ) P( s d) 條路徑中的任何一條都可能成功投遞消息，因此我性P( s d) dP( s d) d ∏ P s i( ) i d
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圖片說明： 節(jié)點的緩存空間受到嚴格限制，因此需要對。同時提高緩存資源的利用效率可以進一步地提高繼節(jié)點將消息傳遞到目標群時，采取有效措施來控消息副本。假定節(jié)點 i 和節(jié)點 j 同時攜帶有相同的消同一個節(jié)點，則對該節(jié)點來說，其中的一個消息副 i 會遇到的大部分節(jié)點也會被節(jié)點 j 遇到，則其中的上述考慮，我們提出了一種消息冗余控制模型，來�？赡軙俅斡龅街跋嘤鲞^的節(jié)點，因此我們利用來預(yù)測節(jié)點在將來可能會遇到的節(jié)點集。對于當前節(jié)點集N N 來表示節(jié)點 i 和節(jié)點 j 可能會共同遇到集{1,2,3}。N N |P( ) ￠ P( ) N
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN915.04
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本文編號：2514997