基于延迟容忍网络拥塞控制的转发算法和副本管理策略研究

摘要

随着无线网络技术的快速发展和手持电子设备的日新月异,某些环境下传统的基于端到端的完整路径的通讯模式显然已经不再适用。一种新的网络体系应运而生。延迟容忍网络(delay tolerant network)具有适应节点移动和网络连接间断特性。自从2003年DTN体系结构诞生以来,经过近十年的发展,DTN路由已然成为独立的研究领域。随后,人们发现了延迟容忍网络的社会特性具有重要的实用价值。 社会学家、哈佛大学的心理学教授率先提出了六度分离理论:生活在我们世界上的每个社会成员只需要很少的中间人就可以和其他任意一个社会成员建立起联系。由此可知,在具有社会特性的延迟容忍网络中,用户发送的大部分的信息只需经过较少的跳数就可完成交付。并且使用移动智能手机的用户之间的交流并不是没有规律可循的;相反,由于用户频繁往返于工作与生活场所,信息多是在同事、朋友、家人等具有一定关系社交圈之间进行转发。 本文针对广泛使用的转发算法和副本管理两个方面,提出了结合拥塞感知和兴趣副本管理策略的转发算法。该算法基于社会性,考虑了节点和自我网络的缓存和延迟特性。基于这些特性的效用覆盖范围广泛,考虑全面,十分适合延迟容忍网络。除此之外,该算法还采用了基于兴趣标签的副本管理策略。由于兴趣标签针对性强,避免了无关信息的复制,只接收节点感兴趣的信息,因而这种策略不仅可以节省资源,还可以控制网络中副本数量,有效缓解拥塞状况。本文运用ONE模拟器模拟实验。实验就缓存可用率、延迟、交付率三个方面与三种经典算法进行比较。实验结果充分显示本文提出的算法比较优异,对延迟容忍网络的信息转发具有一定的意义。总的来说,拥塞感知算法在缓解网络拥塞,提高消息交付率和减少延迟方面发挥了很好的作用。本文的主要工作包括以下几个方面: 1.简单介绍有关延迟容忍网络的产生背景、特性,着重分析了经典路由算法和具有社会性的新算法。列举了延迟容忍网络中比较重要的拥塞控制算法和副本管理策略。 2.根据延迟容忍网络的社会特性,提出了本文的具有拥塞感知和副本管理策略的算法;其中拥塞感知算法中综合了多种不同的效用度量,而副本管理策略则采用兴趣标签来管理副本;最后运用实验将该算法和三种经典算法做比较,实验结果显示拥塞感知算法具有一定的效用。 3.总结做出的所有工作,提出下一步研究的方向和重点。

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第一章 绪论

1.1 延迟容忍网络

1.2 DTN中的拥塞控制及副本管理

1.3 本文的主要工作及组织结构

第二章 DTN中的转发算法及拥塞控制研究

2.1 DTN中的转发算法

2.2 拥塞控制研究

第三章 DTN中的副本管理算法及研究

3.1 DTN中的副本管理策略

3.2 DRADG协议

3.3 冗余副本策略

第四章 拥塞感知算法

4.1 基于社会性的拥塞感知转发算法

4.2 基于社会性的副本管理策略

第五章 实验

5.1 实验环境

5.2 实验结果及分析

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论著

致谢