支持存储携带转发机制的移动自组织网络路由协议

摘要

移动自组织网络（MANET，Mobile wireless Adhoc Network）在很多领域得到广泛的应用，如车载网络、灾难救援和野生动物监测等。MANET路由协议往往是针对全连通的环境而设计的，然而节点的移动性对路由协议的设计造成很大的挑战。在极端情况下如果网络发生间歇性中断，那么会造成MANET网络性能急剧下降。容迟容断网络（DTN，Delay/Disruptiontolerant Network）通过采用存储-携带-转发的路由方式解决间歇性连接场景下路由失败问题。然而 DTN体系结构增加了Bundle接口造成上层应用程序开发困难，而且DTN路由协议采取复制的策略在全连通的场景下导致网络资源的过高消耗。现实中许多应用场景往往同时具有间歇性连接和全连通的特性，单纯采用某种协议并不能取得很好的性能，本文主要研究针对此种网络环境的路由协议。
　　本文对DTN体系结构和路由机制进行了分析，提出了在传统MANET路由协议基础上实现DTN存储-携带-转发机制的SCFP路由协议（routing protocol with store-carry-forwarding mechanism）。SCFP路由协议针对全连通和间歇性连接场景提出了一种新的路由度量，充分考虑了全连通场景下链路延迟、节点的存储能力以及间歇性场景下节点之间下次接触的等待延迟。在数据转发过程中SCFP协议摒弃了传统MANET网络中确定的下一跳的路由方式而采用机会转发的方式从而更好的对抗无线网络的不确定性，提高数据传输的可靠性。在网络发生间歇性中断的情况下，SCFP实现数据的网络层存储，在网络连接恢复时能够实现数据的重新转发。
　　本文在实验床上和NS2上实现了SCFP协议。设计了一个间歇性和全连通共存的场景，在该场景下测试了SCFP协议性能，并和MANET网络中的DSR协议以及DTN实现版本IBR-DTN的路由协议进行对比。同时利用NS2仿真平台对SCFP协议进行仿真。实验和仿真结果表明，SCFP协议相比较DTN网络路由协议在全连通场景下能够获得较高吞吐率，相比较MANET网络路由协议在间歇性连接场景下能够提高投递率，因而在间歇连接和全连通的网络场景中能够提高网络性能。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 基于DTN和MANET整合方法

1.2.2 自适应切换方法

1.3 论文工作

1.4 论文结构

第2章 SCFP设计与实现

2.1 SCFP总体设计

2.1.1 总体设计

2.1.2 实现原理

2.2 路由度量设计

2.3 基于优先级的机会转发机制

2.3.1 机会转发思想和优势

2.3.2 机会转发

2.3.3 优先级表的构建

2.3.4 邻居探测机制

2.4 网络层存储与转发

2.4.1 网络层数据存储

2.4.2 网络层存储数据的转发

2.5 本章小结

第3章 性能评价

3.1 实验床搭建与性能分析

3.1.1 实验床配置

3.1.2 拓扑搭建

3.1.3 实验结果及性能分析

3.2 NS2仿真与性能分析

3.2.1 仿真场景设计

3.2.2 实验结果与性能分析

3.3 本章小结

第4章 总结与展望

4.1 本文总结

4.2 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢