机会网络路由协议研究及仿真实现

论文摘要

各种便携设备的出现使得由移动自组网(MANET)演化而来的机会网络具有良好的应用前景。机会网络的概念来自于容迟网络(DTN)，与移动自组网相比，它视无线网络中的间断性为其固有的特性，利用节点彼此之间通讯的机会转发信息。显然地，由于机会网络中节点的随意移动性，构成端到端的路径即它们之间的转发节点不断变化，消息的转发将承受更大的延迟。因此原有的移动自组网协议不能很好地运行在机会网络上，目前机会网络的研究处在起步阶段，本文结合社会性质的特点，研究了路由协议和移动模型的设计与实现问题。概述了机会网络的概念，特点，网络结构以及一些初步应用。对最近几年提出来的一些路由算法进行了综述，接着对经典的随机移动模型以及HCMM移动模型做了介绍。现有基于社会性质的机会网络路由算法需要对每个节点附加地址信息，如果发送者不能获得接收者的地址信息，即消息未附加地址信息，将影响到路由性能。本文提出了基于历史相遇间隔的机会网络路由算法，相遇间隔代表了节点接触的停顿时间，其历史信息反映出节点关系的远近程度。算法给出了计算历史相遇间隔的方法，并把它作为路由算法的效用值。节点优先传递以邻居节点为目的地址的消息，之后按照效用值由小到大的顺序转发消息。实验结果显示，与Epidemic协议和Prophet协议相比，本算法在消息交付比率，传输平均延时以及带宽开销等方面取得较好的性能。原有社会移动模型认为不同社区节点间存在社会关系，节点依靠这种关系在社区中穿梭，但这种关系常常直接被模型初始化成数值。本文设计并实现了基于湖南大学社区的机会网络模型。模型认为消息是动态的社会关系，把它作为一种事件通知，吸引其它节点来到发送者的社区，当节点在社区间移动时，它按照固定的路线即湖南大学地图路径前进。模型在ONE机会网络模拟平台下进行了实现，结果表明该模型可靠地模拟了人类社区移动模式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 本文的研究背景及意义
• 1.2 机会网络概述
• 1.2.1 机会网络概念
• 1.2.2 机会网络特点
• 1.2.3 机会网络结构
• 1.2.4 机会网络的应用
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 相关研究综述
• 2.1 机会网络路由协议概述
• 2.1.1 洪泛转发方式
• 2.1.2 固定消息数目方式
• 2.1.3 基于节点主动运动方式
• 2.1.4 依据社会性的方式
• 2.1.5 单拷贝方式
• 2.2 机会网络移动模型
• 2.2.1 独立的理论移动模型
• 2.2.2 基于社区的移动模型
• 2.3 小结
• 第3章 基于历史相遇间隔的机会网络路由协议
• 3.1 引言
• 3.2 问题启发
• 3.3 计算历史相遇间隔
• 3.4 转发策略
• 3.4.1 发射阶段
• 3.4.2 转发阶段
• 3.4.3 缓存管理
• 3.5 实验模拟及结果分析
• 3.5.1 模拟环境设置
• 3.5.2 节点相遇判断
• 3.5.3 可视化模拟环境
• 3.5.4 实验性能指标
• 3.5.5 模拟结果与性能分析
• 3.6 小结
• 第4章 湖南大学社区机会网络模型设计与模拟实现
• 4.1 引言
• 4.2 ONE 编程环境简介
• 4.3 基于湖大社区机会网络模型设计
• 4.3.1 节点运行设计
• 4.3.2 路由方案
• 4.3.3 节点中的缓存控制
• 4.4 基于湖大社区机会网络模型实现
• 4.4.1 绘制地图
• 4.4.2 主要算法实现
• 4.4.3 实验过程
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录 B 攻读学位期间所参与的科研项目