基于社会关系的机会网络消息转发算法的研究

摘要

机会网络是一种利用网络节点之间的相遇机会进行消息转发的新型无线自组网，主要用于解决无线自组网频繁中断的问题。在机会网络中，节点通过存储、携带和转发的方式来完成消息传输，这与传统无线自组网的消息转发方式不同，所以新型路由协议的设计成为机会网络研究的重点问题。近年来利用人的社会关系以及社区特性进行路由算法的设计成为一类研究方向，如何提高其转发性能对机会网络的研究有着重要的意义。
　　如今手持移动设备的普及使机会网络中的通信节点从一定程度上代表了人类活动的社会性，可以利用节点的社会关系进行消息转发，因此社会网络分析的方法有助于该类网络路由协议的设计。本文首先以分类的形式对机会网络路由协议进行总结，并引入社会网络分析的概念。因为节点之间的社会关系有助于机会网络中路由协议的设计，所以采用MIT和Infocom06这两个真实数据集进行仿真实验。为克服Bubble Rap中基于社区的消息副本控制机制的不足，本文提出一种基于节点社会关系的低开销机会网络路由协议LCET(Low delivery Cost social-based protocol combine theEncounterTimes with destination node)。该协议不仅应用社区划分策略和效用函数进行主要的消息转发和副本控制，而且在消息 TTL即将到期时利用与目的节点相遇次数来提高消息转发效率，使其能够适应不同网络场景下的消息转发。最后在ONE仿真平台中实现了LCET路由协议，并在不同节点相遇频次的网络场景中进行仿真分析。结果表明，该协议在两种不同节点相遇次数的场景下都能保证较高的消息传输成功率，并且达到了有效降低路由开销的目的。在节点相遇频繁的网络场景下，LCET协议实现了较好的路由性能。而在节点相遇机会较少的网络场景下，该协议的传输延迟较大。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 机会网络国内外研究现状

1.3 本文的主要工作和论文结构

1.3.1 本文主要工作

1.3.2 论文结构安排

第2章 机会网络的应用及路由协议概述

2.1 机会网络的典型应用

2.1.1 车载网络

2.1.2 偏远地区网络

2.1.3 应对突发性灾害

2.1.4 手持移动设备组网

2.2 洪泛路由协议

2.2.1 自由洪泛路由协议

2.2.2 受控洪泛路由协议

2.3 基于历史信息的路由协议

2.3.1 基于节点相遇历史信息的路由协议

2.3.2 基于附加历史信息的路由协议

2.4 基于社会关系的路由协议

2.4.1 基于社区的路由协议

2.4.2 基于中心性的路由协议

2.4.3 基于其它社会特征的路由协议

2.5 本章小结

第3章 ONE仿真平台及基于社会关系的路由性能分析

3.1 社会网络分析(SNA)

3.1.1 社会网络中的中心性

3.1.2 社会网络中的社区划分方法

3.2 ONE仿真平台介绍

3.2.1 ONE图形用户界面模式

3.2.2 ONE文件批处理模式

3.2.3 节点移动模型

3.2.4 机会网络路由协议的性能评价指标

3.3 基于社会关系的路由协议性能分析

3.3.1 基于相遇历史信息的LDC协议的仿真分析

3.3.2Bubble Rap中基于消息副本控制的性能分析

3.4 本章小结

第4章 基于相遇历史与副本控制的消息转发算法的设计与实现

4.1 LCET消息转发算法的设计

4.1.1 基于节点相遇次数的消息转发方式

4.1.2 基于社区的消息副本控制策略

4.1.3 LCET中的消息转发方式

4.2 LCET协议的仿真结果与分析

4.2.1 基于Infocom06数据集的路由协议性能仿真

4.2.2 基于MIT数据集的路由协议性能仿真

4.3 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