基于并发式数据转发的DTN拥塞避免算法研究

摘要

近年来，延迟容忍网络(DTN)是网络领域中一个热点研究问题，DTN和传统的网络有很多不同，例如，DTN经常面临长时间的中断转发（例如，星际网络通信）或间歇性连接所引起的高延迟。除此之外，DTN和传统的网络相比不能保证源节点与目的节点之间存在长时间的端至端连接。由于网络中的节点都处于移动状态，所以网络中的节点所含有的能量及缓存资源都是有限的。这些明显的网络特征就在设计网络的一些核心功能时带来了很大的挑战。例如，路由机制和拥塞控制机制等。因此，如何设计高效的DTN拥塞算法成为了DTN研究的重点问题之一。
　　在对现有拥塞算法进行研究分析的基础上，本文提出三种拥塞避免算法。这三种算法可以从三个不同角度有效地避免DTN中所产生的拥塞现象。本文的主要工作如下：
　　首先，提出了一种基于令牌控制数据并发转发的拥塞避免算法。该算法通过对网络中节点周期性分组，对每个分组中的节点分配令牌，通过时间片轮转的调度方法调度分组中的令牌，使分组间的节点能够实现数据的并发转发。并且对网络中节点进行优先级的划分，使高优先级的节点具有更长的时间进行消息转发。该算法可以有效的避免网络中拥塞现象的发生。
　　其次，针对概率路由算法，提出了一种面向概率路由的少副本的拥塞避免算法。在概率路由的基础上，该算法首先设定节点中消息的优先级，根据消息之间的不同优先级，确定单个消息能够在网络中生成消息副本数阈值，通过限制每个消息的副本数来限制网络中总的消息副本数。该算法实现了拥塞现象避免的同时，还考虑了网络中消息的交付率。
　　最后，综合基于令牌控制数据并发转发的拥塞避免算法和面向概率路由的少副本的拥塞避免算法优点的基础上，提出了面向概率路由的数据并发转发的拥塞避免算法。该算法在概率路由算法基础上，通过限制网络中单个消息所能生成的副本数，减少网络中消息的总消息量，并对网络中的节点周期性分组，采用周期性动态分配令牌的策略，对网络中节点进行令牌分配。通过实现时间片轮转的调度方法调度分组中的令牌，使分组间的节点能够实现数据的并发转发，并且对网络分组中的节点进行优先级的划分，使优先级高的节点具有长时间转发消息。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．3 本文的研究内容及预期成果

1．4 论文后续部分组织结构

第2章 一种基于令牌控制数据并发转发的拥塞避免算法TBC

2．1 问题的提出

2．1．1 DTN的体系结构

2．1．2 传统的拥塞避免算法

2．2 TBC算法的基本思想及实现

2．2．1 TBC算法的基本思想

2．2．2 TBC算法具体实现

2．3 仿真实验

2．3．1 实验目的

2．3．2 实验指标

2．3．3 实验环境

2．3．4 实验结果分析

2．4 本章小结

第3章 一种面向概率路由的少副本的拥塞避免算法PROC

3．1 问题的提出

3．2 PROC算法的基本思想及实现

3．2．1 PROC算法基本思想

3．2．2 PROC算法具体实现

3．3 仿真实验

3．3．1 实验目的

3．3．2 实验指标

3．3．3 实验环境

3．3．4 实验结果分析

3．4 本章小结

第4章 一种面向概率路由的数据并发转发的拥塞避免算法TCCTP

4．1 问题的提出

4．2 TCCTP算法基本思想及算法实现

4．2．1 路由拥塞避免阶段算法基本思想

4．2．2 网络拥塞避免阶段算法基本思想

4．2．3 路由拥塞避免阶段算法具体实现

4．2．4 网络拥塞避免阶段算法具体实现

4．3 仿真实验

4．3．1 实验目的

4．3．2 实验指标

4．3．3 实验环境

4．3．4 实验结果分析

4．4 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