机会网络中基于地理位置的路由算法和拥塞控制的研究

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移动机会网络是一种新型的端到端之间实现网络通信的自组织网络,由于它在一定程度上容忍网络传输中的延迟,因此也被称作容忍延迟网络(Delay Tolerant Network)。与传统的基于TCP/IP协议的自组织网络相比,它不需要在源节点与目的节点之间搭建和维护一条完整路径,而是利用节点规律或随机的移动带来的相遇机会来实现消息的传输,因此机会网络采用新型的转发模式“存储-携带-转发”机制来完成网络通信。由于机会网络的特殊性,节点在大多时候处于资源严重受限的状态,机会网络因而也是一个拓扑割裂频繁、链路间歇性、传输时延极高的自组织网络。但在许多极端环境中,机会网络的合理部署反而能带来更好的效果。例如军事网络、星际网络、海洋探测网络、野生动物传感器追踪网络等,因此近年来针对移动机会网络的相关研究是无线网络的热门方向之一。移动机会网络节点的带宽和存储能力与传统网络相比显得尤为不足,消息如何进行合理路由转发以及如何控制网络中的消息泛滥是机会网络研究的重点。为此,本文提出了一种基于节点地理位置信息的多策略机会网络路由算法和一种基于消息价值的拥塞控制和缓存策略,具体的内容如下:(1)提出一种基于地理位置信息进行数据分组转发的机会网络路由算法。通过定义节点的地理效用以及消息命中率来合理筛选下一跳节点。当节点之间发生接触后,会通过对方效用表中的地理效用来计算目标节点所在的大致区域,如果无法计算则通过消息命中率的优先级进行中继节点的进一步选择。该机会网络路由算法在ONE仿真平台的模拟实验中,与传统的机会网络路由算法相比,拥有更好的路由综合性能。(2)提出一种基于消息价值的拥塞控制和缓存管理机制。通过引入消息价值的概念和利用排队管理删除机制来控制网络中可能存在的消息冗余。与传统的针对机会网络拥塞控制的丢弃策略相比,该算法利用消息价值设置了消息处理或丢弃相应的排序机制,通过仿真和实验对比分析,该算法在减轻网络负载程度上较常用的经典拥塞控制策略DF、DO算法有着更良好的表现,对避免网络拥塞的形成做出了综合效用上的改进。
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