DTN中基于拥塞程度的概率路由研究

摘要

伴随着移动无线通信技术的快速发展，许多新兴网络不断涌现出来，如星际网络、陆地移动Ad hoc网络、军事网络、无线传感器网络，它们不同于传统的基于TCP/IP协议的网络，无端到端的路径存在，且间歇性连接、网络拓扑多变、长的可变延迟、非对称数据速率等。为了实现这类特殊的网络通信，在2003年SIGCOMM国际会议上，一种新的网络体系结构被Kevin Fall等DTN研究者提出，称为容滞网络(DTN:Delay Tolerant Network)，这种网络体系结构是在传统的网络层与应用层之间加了一层聚束层(Bundle层)，通过此层中的“存储-携带-转发”方式来完成报文的转发以实现最终递交。
　　DTN中的路由算法主要有两类，一类为单拷贝路由算法，另外一类为多拷贝路由算法。多拷贝路由算法主要是通过增加报文的副本数目来实现的，即允许同一报文被多次复制转发给中继节点，通过多条路径最终递交到信宿节点。在递交率方面多拷贝路由比单拷贝路由要高且路由算法研究的重点也在多拷贝路由算法上，因此在受限的网络环境下，有效的多拷贝路由算法具有重要意义。
　　本文的主要工作如下:
　　1.首先，概率路由算法是一种基于历史信息和可传递概率的路由算法，选择与信宿节点相遇概率高的节点作为中继节点，但未考虑历史相遇时每次的连接时间，如果历史相遇概率高但每次连接时间较短，也有可能导致报文无法顺利递交过去。因此本文提出了新的递交预期值，即考虑了相遇的概率，又增加了每次相遇时的连接时间。其次，当中继节点到信宿节点的相遇概率大于当前节点到信宿节点的相遇概率时，报文递交给中继节点，但此时并未考虑中继节点的拥塞程度，当中继节点拥塞时，即使中继节点到信宿节点的相遇概率大，中继节点接收报文也有可能导致更大的拥塞发生或者直接将接收的报文丢弃。因此本文提出了节点拥塞程度的概念，增加了转发时对中继节点拥塞程度的判断。综合了新的递交预期值和中继节点拥塞程度判断，提出了一种改进的基于节点拥塞程度的概率路由算法，改善了报文的递交率和平均延迟等网络性能。
　　2.本文在基于节点拥塞程度的概率路由算法基础上，增加了相应的拥塞检测机制和拥塞控制机制;当转发报文给中继节点时，优先依次转发丢弃策略因子D值较大的报文，当中继节点拥塞时，优先依次丢弃转发策略因子D值较小的报文，直到为新报文腾出足够的缓存空间。与未加入拥塞控制的基于节点拥塞程度的概率路由算法相比，提高了报文的递交率和降低了网络的开销率。
　　3.本文使用The ONE仿真软件对所提出的一种改进的基于节点拥塞程度的概率路由算法及拥塞控制策略分别进行了仿真验证，并与其它的路由算法进行比较分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 DTN概述

1．1．1 DTN研究背景

1．1．2 DTN的基本特征

1．1．3 DTN的体系结构

1．1．4 DTN的应用

1．2 论文的选题与意义

1．3 论文的主要内容和结构

1．4 本章小结

第二章 DTN路由算法和移动模型

2．1 DTN中单拷贝路由算法

2．1．1 首次接触路由

2．1．2 直接递交路由

2．2 DTN中多拷贝路由算法

2．2．1 蔓延路由算法

2．2．2 概率路由算法

2．2．3 散发等待路由算法

2．3 移动模型

2．3．1 节点移动模型的设计规则

2．3．2 移动模型的构成

2．3．3 随机移动模型

2．4 本章小结

第三章 一种改进的基于节点拥塞程度的概率路由算法

3．1 传统的概率路由算法

3．2 改进的基于节点拥塞程度的概率路由算法

3．2．1 节点的拥塞程度

3．2．2 递交概率的改进

3．2．3 路由过程

3．3 仿真平台介纽

3．3．1 仿真工具The ONE

3．3．2 The ONE软件结构

3．3．3 仿真参数设置

3．4 路由性能评判标准

3．5 仿真结果与分析

3．6 本章小结

第四章 基于节点拥塞程度的概率路由的拥塞控制策略

4．1 引言

4．2 DTN拥塞控制策略

4．2．1 基于发送方的拥塞控制策略

4．2．2 基于接收方的拥塞控制

4．3 基于节点拥塞程度的概率路由的拥塞控制策略

4．3．1 拥塞检测机制

4．3．2 拥塞控制机制

4．4 仿真结果与分析

4．4．1 仿真工具

4．4．2 仿真参数设置

4．4．3 仿真结果与分析

4．5 本章小结

第五章 总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文