移动自组网中基于分簇的通用一致性协议

摘要

一致性问题是移动自组网的基础性问题，利用不可靠故障检测器解决一致性问题有很多的方案，按照适用范围可以分为具体协议和通用协议。这两种协议具有不同的特性，各有优缺点。具体协议种类多，单个协议可以解决复杂的问题，性能优良，适用范围限制比较严格;相反通用协议种类少，性能差，几乎没有适用条件的限制。如何解决这种矛盾是设计一致性协议需要考虑的重要问题。
　　 本文提出了解决移动自组网一致性问题的基于分簇的通用一致性协议(VersatileClustering-BasedConsensus，VCBC)，VCBC协议可以作为解决移动自组网中一致性问题的通用解决方案。VCBC协议分为检测与分簇层和一致性实施层。检测与分簇层在对移动自组网分簇的同时，利用附加的不可靠故障检测器一起向一致性实施层提供网络的当前状态，分簇可以合并消息，减少网络中的消息数量，节省网络资源;一致性实施层利用检测与分簇层提供的层次化网络采用一种通用的模型来解决移动自组网中一致性问题。通过NS-2的仿真结果可以看出VCBC协议在NR、NH和ET三个方面都优于VCP协议。
　　 VCBC协议的通用性体现在消息交换模式和可崩溃节点数目两个方面;消息交换模式可以是全集中、全分布和混合式的，可崩溃的节点的数目可以是小于全部节点数目的任何数值。通过对消息交换模式和可崩溃节点数目的不同约束，可以导出一系列等价的一致性协议，因此VCBC协议可以作为移动自组网中一致性问题的通解决方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 本文主要研究内容

1．4 论文章节安排

第二章 相关研究

2．1 移动自组网

2．2 节点故障与故障检测

2．2．1 节点故障

2．2．2 拜占庭故障检测器

2．2．3 不可靠故障检测器

2．3 一致性问题

2．3．1 网络模型

2．3．2 问题定义

2．4 利用FD的一致性协议

2．4．1 FD的选用

2．4．2 S类与?S类故障检测器

2．4．3 VCP协议簇

2．4．4 HCS与HCD协议

2．4．5 HC协议

2．5 通用一致性协议分析

2．5．1 多轮的两阶段协议

2．5．2 与消息交换模式相关的通用性

2．5．3 与FD相关的通用性

2．5．4 协议的结束

2．5．5 协议分析

2．6 本章小结

第三章 通用一致性协议框架

3．1 设计原则和目标

3．2 通用协议框架

3．3 检测与分簇层

3．4 一致性实施层

3．5 通用性说明

3．5．1 与消息交换模式相关的通用性

3．5．2 与节点崩溃数目相关的通用性

3．6 本章小结

第四章 通用一致性协议的实现

4．1 DC层实现

4．1．1 数据说明

4．1．2 协议描述

4．2 RC层实现

4．2．1 数据说明

4．2．2 协议描述

4．3 正确性

4．3．1 终止性

4．3．2 有效性

4．3．3 统一性

4．4 协议应用说明

4．5 本章小结

第五章 性能分析

5．1 仿真工具概述

5．2 仿真参数设置

5．3 试验及结果分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文