时延容忍网络拥塞控制技术研究

摘要

随着无线网络的发展，其应用场景也在不断的拓宽和发展。在很多无线网络环境中会经常出现过大的网络延时和网络断开现象，很大程度限制了网络的通信质量。因此提出了时延容忍网络(Delay-Tolerant Network, DTN)这一采用面向消息的可靠覆盖层网络体系结构，为受限网络提供了适用的解决方案。DTN网络的环境相对苛刻，传统的Internet网络中的拥塞控制技术不能很好的适用于DTN网络。为了提高DTN网络的通信质量，需要对DTN网络进行合理的拥塞控制。
　　针对上述问题，在阐述了DTN网络的体系结构的基础上，研究了其传输机制，并根据其网络特性提出了缓存管理策略和负载控制算法，以此减少和预防网络拥塞。
　　在保证控制的实时性和适用性的基础上，提出了一种基于节点状态的缓存管理策略。该策略通过活跃度的检测和量化，合理的划分节点的状态，并进一步对其缓存进行多队列排序和保管替换等管理。保证了消息的传输的有效性，降低了传输延时，提高了资源的利用率，减少了网络拥塞。
　　同时，根据网络的负载状况，提出并设计了一种自适应负载控制算法。一方面，根据节点的拥塞状况制定合理的转发策略，为消息选择合适的中继节点;另一方面，通过节点的缓存情况动态的调整负载控制因子，对节点传输速率进行自适应的调控。实验结果表明，该算法减少了传输的延时，保证了节点资源的合理分配，平衡了各节点的传输能力和网络负载，从而有效地预防了网络拥塞。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究现状

1．3 论文主要研究内容

1．4 论文组织结构

第2章 基本理论及相关研究

2．1 时延容忍网络的基本概念

2．1．1 时延容忍网络体系结构

2．1．2 时延容忍网络特性

2．1．3 保管传输机制

2．2 时延容忍网络路由研究

2．2．1 路由算法分类

2．2．2 路由算法与网络拥塞

2．3 网络拥塞的检测和控制

2．3．1 拥塞控制理论

2．3．2 拥塞检测技术

2．3．3 DTN拥塞控制关键技术

2．4 本章小结

第3章 基于节点状态的缓存管理策略

3．1 缓存管理研究概述

3．2 缓存管理模型框架

3．3 节点活跃度感知

3．3．1 节点活动周期划分

3．3．2 节点活跃度预测

3．4 状态感知下的队列管理

3．4．1 节点消息更新

3．4．2 多队列排序

3．4．3 尾部替换策略

3．5 本章小结

第4章 自适应负载控制算法研究

4．1 负载均衡路由算法

4．1．1 拥塞检测

4．1．2 路由转发策略

4．1．3 算法流程

4．2 基于负载的速率控制

4．2．1 算法概述

4．2．2 负载动态检测

4．2．3 自适应速率调整

4．3 本章小结

第5章 实验仿真与结果分析

5．1 仿真工具

5．2 仿真场景

5．3 性能指标

5．4 仿真及结果分析

5．4．1 缓存管理仿真及分析

5．4．1 负载控制仿真及分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢