动态网络中领导者选举算法及其应用

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zql0913
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随着无线通信技术的发展和智能设备的出现,动态网络在各个领域得到了广泛应用。设备之间通过广播相互通信会产生大量冗余信息以及能量的浪费。本文中,我们研究动态网络里的两个突出问题:一个是如何延长网络生存周期;二是如何节省节点能量。领导者选举算法作为基本算法之一,可以在一定程度上解决上述问题。因此,设计合理高效的领导者选举算法是非常有必要的。领导者选举,是指在分布式系统或网络中选出一个进程或者节点控制整个系统或网络。本文在对现有的领导者选举算法进行了研究与分析后,首先,在动态网络中提出了VLE、NMDLE和PSMLE算法。动态网络中的节点具有移动性,即网络中节点的位置随时可能发生移动,从而导致网络拓改变甚至出现网络不连通的情况。利用现有的知识,要在动态网络中解决领导者选举问题,必须要知道节点ID和位置等先验信息。然后,利用节点移动性,我们在动态网络中给出了改进的领导者选举算法MLE+ES算法。另外,我们通过理论和仿真证明了算法的准确性和有效性。详细而言,我们首先设计了一种分布式的领导者选举算法(Voronoi based multi-leader election algorithm,VLE),然后考虑节点移动性模型和睡眠机制,给出基于节点移动的分布式的领导者选举算法(Node moving based distributed multi-leader election algorithm,NMDLE)。最后,为了进一步实现节省能量的目的,我们给出了分布式的基于周期睡眠机制的领导者选举算法(Periodic sleeping mechanism based multi-leader election algorithm,PSMLE)。另外,通过发送不同类型的消息,使收到消息的节点产生状态的转变,从而实现领导者选举,我们设计了(Multi-leader election algorithm)MLE和(Energy saving algorithm)ES算法,充分利用节点移动性这一特性,实现网络连通以及降低能耗的目的。
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