移动对等网络若干关键技术的研究

论文摘要

人们对通过个人数字助理等设备实现资源的协作和共享等移动性的应用需求，为移动对等网络（即移动P2P网络）的学术研究和技术开发带来了新的机遇。本文系统地概述了移动P2P网络技术，包括研究背景、研究现状和关键技术研究分类，并从移动P2P网络的体系结构、协作激励机制、资源共享方案等关键技术的研究入手，深入研究了移动P2P网络计算技术。研究工作取得了如下创新性成果：（1）提出一种新的移动P2P路由策略路由策略是资源共享方案研究中最重要的部分。本文提出了一种新的采用有限洪泛路由查询和移动Agent路由查询相结合的路由发现策略。同时，提出了新的基于热度的蚁群寻路式路由选择算法，和综合考虑多个路由性能指标和解决路由错误的路由保持机制。本文提出的策略在控制消息的开销等方面具有优良性能。（2）路由信息的模糊知识处理算法基于上述路由策略，本文提出了一种从移动Agent所携带的模糊知识中分析和过滤出较准确和有价值路由数据的算法。该算法与目前的基于移动Agent的移动ad hoc网络路由算法相比，有效减小了平均端到端时延和路由开销等。对于因节点的移动等变化而引起的路由信息变化性、模糊性有较好的适应度。（3）提出了一种基于博弈论的协作激励机制针对移动节点的资源有限和部分节点具有自私行为的特点，本文提出了一种基于博弈论的协作激励机制。文中还详细描述和分析了协作激励机制中的网络资源分配策略，证明了该协作激励机制的博弈存在一个稳定的纳什均衡。该激励机制有效地激发了移动节点间的协作，提高了数据包转发率等。（4）移动节点间协作资源请求调度方案本文提出的请求调度方案既为协作资源的请求者设计了基于可靠性理论的协作资源请求预测算法，也为协作资源的提供者构建了基于排队论的层次型协作资源的请求执行调度模型。理论分析证明，预测算法提高了节点协作资源请求任务的执行成功率，层次型资源调度模型则提高了节点的协作共享资源的服务能力等。（5）提出了一种协作共享缓存-Cache资源即协作资源的优化策略为了合理高效地使用移动节点提供的协作共享缓存-Cache资源本身，本文提出了一种基于信息素的协作Cache资源替换算法，建立了选取适当存储空间作为协作Cache资源的数学模型和推导。该算法能有效提高协作Cache资源的使用率，并提高了移动节点从协作节点获得协作缓存-Cache资源的成功率等。论文根据可计算运输系统项目，进行了体系结构的设计以及实现了一种移动P2P网络实际应用的原型系统，并给出了关键模块和技术的具体设计等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 研究概况
• 1.2.2 典型研究成果
• 1.3 关键技术研究分类
• 1.4 论文主要工作及贡献
• 1.5 本文结构
• 第二章 移动P2P路由策略研究
• 2.1 问题描述
• 2.2 蚁群算法
• 2.3 移动P2P路由的研究概述
• 2.4 基于移动AGENT的路由性能和蚁群优化的P2P路由策略
• 2.4.1 混合式路由发现算法
• 2.4.2 蚁群寻路式的路由选择算法
• 2.5 移动P2P路由策略详述
• 2.5.1 路由发现算法
• 2.5.2 路由选择算法
• 2.5.3 路由保持算法
• 2.6 策略性能评估
• 2.6.1 正确性证明
• 2.6.2 复杂性分析
• 2.7 性能仿真
• 2.7.1 JiST/SWANS介绍
• 2.7.2 模型参数选择与分析
• 2.7.3 路由策略仿真结果
• 2.8 本章小结
• 第三章 基于移动AGENT的路由策略的模糊知识处理
• 3.1 研究背景
• 3.2 路由信息的模糊性
• 3.2.1 路由策略问题描述
• 3.2.2 路由策略模糊知识处理的分析
• 3.3 路由策略的模糊知识处理算法
• 3.3.1 模糊知识处理模型
• 3.3.2 模糊推理策略
• 3.3.3 模糊处理算法设计
• 3.4 模糊处理应用分析
• 3.5 算法有效性研究
• 3.5.1 服务性能与参数分析
• 3.5.2 性能仿真
• 3.6 本章小结
• 第四章 移动P2P的协作激励机制设计
• 4.1 问题背景
• 4.2 非合作的节点协作博弈
• 4.2.1 博弈论机制
• 4.2.2 协作激励博弈模型
• 4.3 移动P2P共享资源分配的博弈策略
• 4.3.1 资源分配的经济学分析
• 4.3.2 基于优先值的资源分配
• 4.4 协作激励机制设计
• 4.4.1 激励机制分段管理
• 4.4.2 激励机制实现
• 4.5 NASH均衡分析
• 4.6 协作激励策略性能优势分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 移动P2P的协作资源请求调度策略
• 5.1 移动P2P资源协作共享
• 5.2 已有协作资源共享方案的局限性
• 5.3 协作资源请求预测算法
• 5.3.1 可靠性模型
• 5.3.2 基于可靠性理论的协作资源请求预测算法
• 5.4 基于排队理论的协作资源请求调度
• 5.4.1 资源请求调度过程
• 5.4.2 基于混合型排队论的调度算法
• 5.4.3 调度排队模型
• 5.4.4 多策略的资源请求调度设计
• 5.5 协作共享资源调度策略讨论
• 5.5.1 调度排队模型参数研究
• 5.5.2 正确性证明
• 5.5.3 复杂性分析
• 5.6 资源请求调度策略性能比较
• 5.7 本章小结
• 第六章 移动P2P的协作CACHE优化策略
• 6.1 相关研究成果分析
• 6.1.1 传统的Cache资源策略
• 6.1.2 移动P2P的协作Cache资源策略
• 6.2 协作CACHE资源策略分析
• 6.3 一种新的协作CACHE资源策略
• 6.3.1 信息素及代价思路
• 6.3.2 替换及预测模型
• 6.3.3 协作Cache资源策略实现
• 6.4 策略有效性研究
• 6.4.1 策略性能评估
• 6.4.2 策略实验分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 移动P2P的可计算运输系统的设计与实现
• 7.1 引言
• 7.2 移动P2P的可计算运输系统—IGERT项目简介
• 7.3 系统设计需求实例
• 7.4 系统设计目标
• 7.5 系统结构设计
• 7.6 关键技术的实现
• 7.6.1 路由策略实现
• 7.6.2 移动Agent的路由策略的模糊知识处理
• 7.6.3 协作激励机制关键实现
• 7.6.4 协作资源请求调度服务
• 7.6.5 协作Cache优化实现
• 7.7 本章小结
• 第八章 全文总结
• 8.1 结论
• 8.2 进一步的工作
• 附录
• 致谢
• 参考文献
• 作者简历、在读期间发表的论文、科研工作、教学情况及获奖情况