DTN中基于缓冲区占用率和转发率的路由研究

摘要

Internet通信的前提是端到端的路径和持续的链路，特点是往返时延小、数据率对称和差错率低。在一些通信环境恶劣的受限网络中，网络不存在端到端的路径，不满足TCP/IP协议的要求。这时DTN（Delay Tolerant Network）的出现使得受限网络的通信有了可能性，这种网络通常递交率不高，平均延迟长，网络拓扑多变，甚至系统性能不好。DTN实现了间歇性网络的通信，为异构网络的互联做出了贡献，是一种新型的覆盖层网络体系。此外，DTN应用深入星际网络、军事网络、车载网络等，发展前景广泛。
　　在DTN中，为了解决网络递交率低和平均延时大的问题，DTN采取了多拷贝路由的策略，报文被多个节点存储并携带，从而提高了报文被递交的可能性。在二分法散发等待路由中，节点的副本数是确定的，使得报文的转发次数具有盲目性，于是研究出根据网络情况来调整报文副本数的方案变得至关重要。
　　虽然多拷贝路由比单拷贝路由的递交可能性要高，但是缓冲区容易溢出，从而诱发网络拥塞，增加网络带宽的负荷。由于蔓延路由每次发生机会连接就转发报文，网络拥塞在蔓延路由中尤为显著。因此研究出蔓延路由的缓存调度策略具有重要意义。
　　对DTN的研究可以通过改进路由算法和缓存调度策略来提高递交率，降低网络时延和开销。论文改进了路由算法和缓存调度策略，研究内容如下:
　　1.在容滞网络的散发等待路由算法中，节点的副本数是确定的，使得报文的转发次数具有一定的盲目性。针对这一问题，研究了节点的最终平均缓冲区占用率和副本数的关系，提出了一种基于缓冲区占用率的路由算法。本方案由节点的最终平均缓冲区占用率，来动态调整初始化副本数。在当节点的最终平均缓冲区占用率低的情况下，增大报文的初始化副本数，以提高递交率;在节点的最终平均缓冲区占用率高的情况下，减小报文的初始化副本数，以避免拥塞的发生。
　　2.节点的转发率与节点的活跃度、缓存能力、网络吞吐能力等特性有关。转发率越高，表明该节点对网络的贡献越大。本方案给出了转发率的概念，并提出了基于转发率的缓存调度策略。在考虑报文生命周期的同时，根据报文源节点的转发率来进行缓存调度:优先转发源节点转发率高的报文，优先丢弃源节点转发率低的报文。
　　3.论文对上述两种路由算法进行仿真评估，并与原始路由的系统性能进行比较。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 DTN概述

1．1．1 DTN的研究背景

1．1．2 DTN的基本特性

1．1．3 DTN的体系结构

1．1．4 DTN的路由技术

1．1．5 DTN的应用

1．2 论文的选题及意义

1．3 论文的主要内容和结构

1．4 本章小结

第二章 DTN中的路由协议

2．1 DTN中单拷贝路由协议

2．1．1 直接递交路由

2．1．2 首次连接路由

2．1．3 概率路由

2．2 DTN中多拷贝路由协议

2．2．1 蔓延路由

2．2．2 散发等待路由

2．4 本章小结

第三章 基于缓冲区占用率的散发等待路由算法

3．1 引言

3．2 相关工作

3．3 一种散发等待路由算法

3．3．1 节点记录的列表

3．3．2 参数计算

3．3．3 参数之间的关系

3．4 仿真结果与分析

3．4．1 仿真参数设置

3．4．2 结果与分析

3．5 结束语

第四章 DTN中基于转发率的缓存调度策略

4．1 引言

4．2 相关工作

4．2．1 路由算法

4．2．2 常用的缓存调度策略

4．3 基于转发率的缓存调度策略

4．3．1 节点的转发率

4．3．2 节点转发率的更新

4．3．3 报文的转发和丢弃

4．4 缓存调度策略的仿真

4．4．1 仿真工具及参数设置

4．4．2 仿真结果及分析

4．5．总结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文