移动社交网络中基于朋友圈的路由机制的设计与实现

摘要

近年来，基于web的在线社交网络(Online Social Network，OSN)，如Facebook、Twitter等已得到广泛地应用。随着移动终端设备，如智能手机、平板电脑等的普及，OSN逐渐趋于移动化，因此一种新型的网络应用—移动社交网络(Mobile Social Network，MSN)应运而生，它甚至改变了人们的通信方式和生活模式。MSN是一个以用户为中心的移动通信系统，由于节点连接的间断性和资源的有限性，导致数据传输成为一大难题，因此如何快速高效地实现数据路由已成为MSN的重点研究问题。 本文在园区型MSN的应用场景下，研究MSN的路由机制。在该网络中，利用节点的移动性和社会性，以逐跳转发的方式保证在只有局部连接的情况下进行消息路由，因此本文设计一种基于朋友圈的路由机制。首先，根据用户的移动规律性，设计符合用户移动方式的移动模型，用于模拟用户的移动行为。其次，利用联系频率、时长、规律性特征刻画节点之间的亲密度关系，并且定义另外两个社交度量，即同质性和度中心性，利用这两个社交度量定义节点的转发效用，用于指导路由过程中下一跳转发节点的选择。随后设计基于核心边和阈值的朋友圈构造算法，并将网络划分成联系紧密的重叠朋友圈结构。此外，由于社会关系会发生变化，为保证朋友圈的真实性和及时性，设计朋友圈更新策略。并且为了减少路由过程中的网络开销，设计节点缓存策略。最后，根据以上分析，设计基于朋友圈的路由机制，采用单副本模型，并且引入萤火虫智能优化算法，利用其趋光行为和随机扰动行为在朋友圈内部和朋友圈之间智能地选择中继节点进行高效的消息路由。 利用机会网络仿真模拟器实现本文设计的路由机制，并且从消息交付率、平均跳数、网络开销、平均延迟四个方面与直接投递路由、先知路由以及社区感知机会路由进行性能对比与分析。结果表明，本文设计的路由机制有较好的性能，尤其是消息交付率均高于其它三种对比算法。从性能评价的结果可以看出，本文的路由机制可行并且有效。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1移动社交网络概述

1．1．1产生背景

1．1．2结构与组成

1．1．3研究热点

1．2MSN路由机制研究现状

1．3课题主要研究内容

第2章相关理论基础

2．1园区型MSN

2．2社会网络分析

2．2．1概述

2．2．2相关概念

2．3社区发现算法

2．3．1概述

2．3．2 CLCD算法

2．4智能优化算法

2．4．1概述

2．4．2萤火虫算法

2．5本章小结

第3章MSN路由机制设计

3．1网络模型

3．2移动模型

3．2．1移动子模型设计

3．2．2模式流程切换

3．3社交度量

3．3．1节点亲密度

3．3．2同质性

3．3．3度中心性

3．3．4转发效用

3．4朋友圈构造算法设计

3．4．1问题定义

3．4．2算法描述

3．4．3朋友圈更新策略

3．5缓存机制

3．6基于朋友圈的路由算法设计

3．6．1设计目标

3．6．2问题分析

3．6．3算法描述

3．7本章小结

第4章仿真实现与性能评价

4．1仿真环境

4．2仿真实现

4．2．1仿真平台模块

4．2．2主要函数

4．3性能评价

4．3．1仿真场景设置

4．3．2基准算法

4．3．3性能评价指标

4．3．4性能对比与分析

4．4本章小结

第5章结束语

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文