具有拥塞控制的DTN传染路由方法研究

摘要

延迟容忍网络作为一种新兴的采用点到点存储转发路由的新型网络体系结构，近年来得到了广大学者及研究者的关注和研究。DTN网络明显区别于传统网络，具有时延高、间歇性连接、资源受限等特点，因此它的路由协议必须采用“存储-携带-转发”的数据转发模式。其中，一般通过增加消息副本数来提高消息传输成功率，以及降低消息转发时延。然而，大量的冗余副本会导致节点发生拥塞，进而造成网络的资源利用率降低，甚至发生网络拥塞使得整体性能低下。因此研究如何降低节点资源消耗从而延长网络整体寿命就显得非常必要。本文着力于研究具有高效的拥塞控制策略的多副本路由方法，主要内容有:
　　首先，针对节点存储空间有限造成的网络拥塞问题，本文提出一种基于节点存储状态的拥塞控制方法。主要思想是根据节点的存储空间利用率将存储状态划分为正常、半拥塞和拥塞三种状态，节点根据自身的拥塞状况调整自己的拥塞控制机制，从而有效地均衡节点负载，避免了下一跳节点为拥塞节点，也实现了网络资源的合理利用，降低了网络拥塞发生的概率。
　　其次，考虑到DTN网络拓扑结构随机动态变化，本文在NSS-CC方法的基础上改进传染路由算法，最终提出一种具有拥塞控制的DTN多副本路由方法ER2C。在ER2C路由中，引入了一种动态存储状态模型，即节点可以感知网络状况从而动态调整节点半拥塞状态的门限。此外，为了解决节点存储空间不足时如何接收新信息的问题，本文又提出多属性丢包策略。ER2C路由可以适应不同拥塞程度的网络环境，更具普适性。
　　最后，利用仿真工具The ONE比较NSS-CC与DO、DF、DY、DL在传染路由算法中的网络性能，并在三种不同拥塞程度的网络环境下对ER2C路由算法仿真实验，将它与Epidemic、PROPHET路由算法在消息递交率、平均传输时延、平均转发次数、网络负载四个方面进行比较。仿真结果表明，ER2C方法可以更好地适应网络环境的变化，并具有稳定的路由性能。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1 DTN路由研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1 DTN路由机制研究

1．2．2 DTN拥塞控制研究

1．2．3现有考虑拥塞控制的DTN路由的不足

1．3论文的研究内容及目标

1．4论文的后续结构

第2章基于节点存储状态的拥塞控制方法

2．1问题的提出

2．2节点存储状态模型

2．3下一跳中继节点的选择

2．3．1 多属性决策模型

2．3．2节点交互过程

2．4基于节点存储状态的拥塞控制方法

2．4．2 NSS-CC实现的体系架构

2．4．3 NSS-CC算法描述

2．5本章小结

第3章面向拥塞控制的DTN传染路由方法

3．1问题的提出

3．2传染路由

3．3 ER2C路由方法主要思想

3．3．1 多属性丢包策略

3．3．2动态存储状态模型

3．3．3 ER2C路由模型

3．4(α，β)-Epidemic路由方法实现

3．4．1算法流程

3．4．2部分伪代码实现

3．5本章小结

第4章实验仿真与分析

4．1实验目的与意义

4．2仿真环境介绍

4．3传染路由中各拥塞策略的性能分析

4．3．1不同节点总数下性能分析

4．3．2不同节点缓存大小下性能分析

4．3．3不同消息生成速率下性能分析

4．4 ER2C路由算法的性能分析

4．4．1 无拥塞或轻度拥塞网络下性能分析

4．4．2中度拥塞网络下性能分析

4．4．3重度拥塞网络下性能分析

4．5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢