延迟容忍网络中移动模型驱动的终端缓存管理机制的研究

摘要

延迟容忍网络（Delay Tolerant Network，DTN）具有间歇性连接、拓扑频繁割裂、资源受限、节点密度稀疏和移动性等特征，这导致其很难在消息发送者和接受者之间实时维持一条端到端通路。消息传递通常采用“存储-携带-转发”的路由模式使得消息要长时间停留在节点缓存内。对DTN而言，如何合理有效地管理节点的缓存空间，设计高效、实用的缓存管理策略，对提高网络中消息的投递成功率、减少网络开销等是很重要的。此外，网络中节点在不规则的运动，所以研究节点的移动模型可以更好地有针对性地设计出具有较低延迟和较高资源利用率的缓存管理机制。
　　因此，本文将主要对DTN中移动模型驱动的缓存管理机制进行研究。通过考察不同移动模型的特征，即随机移动模型和车载移动模型，结合消息的生存时间和网络中副本数量等属性，本文主要从移动模型特征、缓存丢弃策略和缓存调度策略三个方面展开研究，具体内容如下:
　　1)对随机移动模型进行分析，探索节点的移动特征，结合节点的全局网络知识，在此基础上计算消息的权重值，设计消息的优先级公式，最后提出随机移动模型驱动的缓存管理机制。
　　2)结合车载移动模型的特点，利用节点自由度不高、有建筑障碍等特性，设计一个细粒度的车载移动模型驱动的缓存管理机制，通过给消息设置优先级来实现缓存管理机制。其中丢弃策略是首先丢弃优先级最低的消息，调度策略是指首先将消息按照从高到低的顺序排列，然后依次进行转发，从而提高延迟容忍网络的性能。
　　3)对提出的两种基于移动模型驱动的缓存管理机制进行仿真实验，在不同的移动场景下，运用不同的路由策略和实验数据，验证本文提出的缓存管理机制在消息投递率、平均时延、网络负载率和平均跳数方面的性能。