DTN中考虑节点连接时间的概率路由的研究

论文摘要

随着通信技术的迅速发展,很多的通信设备都必须要配置移动能力才能够更好地进行工作,例如,无线传感器网络、军事网络、野生动物追踪网络等。这些网络的主要特征是大延迟、非对称数据速率以及间歇性的连接等。对这种特殊网络环境下的通信,当前的因特网体系结构和协议不能够很好地适应它们。它们不是使用TCP/IP协议,而是有自己专用的协议,即聚束层协议。为了实现这种类型网络之间的互联,提出了一种新型的网络体系结构和应用接口,即容迟网络(Delay Tolerant Networks,简称DTN)。本文主要讨论DTN路由算法,在之前的研究中有很多是关于DTN路由算法的,其中比较有代表性的主要有蔓延路由、概率路由等。蔓延路由是一种洪泛算法。在缓存空间有限的情况下,会产生很大的开销且极易产生网络拥塞。概率路由通常情况下能提供较高的投递率,投递延迟也比较小,但是开销较大。在概率路由中,报文的转发与否是通过比较相遇概率的大小来决定的。然而,在DTN中节点是移动的且报文传输速率是有限的,报文的成功传输需要一定的时间。因此仅仅通过相遇概率的大小来决定报文的转发具有一定的局限性。鉴于连接时间对报文能否成功传输有重要影响,本文提出考虑节点连接时间的概率路由算法,该算法基于节点连接时间和历史相遇频率两个因素来估计递交概率,从而大大提高了报文成功递交的概率,减小了报文传输中断的发生。仿真结果表明,与传统的概率路由相比该路由算法具有较高的报文递交率和较低的网络开销率。本文的主要工作和创新点如下：1.传统概率路由基于历史相遇频率对相遇概率进行计算与更新。鉴于连接时间对报文能否成功传输有重要影响,本文提出报文递交概率的概念,报文递交概率是基于历史相遇频率以及节点连接时间来共同估计的,增加了概率估计的合理性。2.在报文递交概率的基础上,提出考虑节点连接时间的概率路由算法。该算法通过比较报文递交概率的大小来决定报文的转发,从而大大提高了报文被成功递交的概率,减小了报文传输中断的发生。3.引入The ONE仿真工具,在The ONE仿真平台上构建新的仿真环境,将传统的路由协议和改进后的路由协议进行仿真的比较,得出仿真结果,并对仿真结果进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 DTN的概述
• 1.1.1 传统因特网
• 1.1.2 DTN的研究背景
• 1.1.3 DTN的主要特点
• 1.1.4 DTN的应用
• 1.2 论文的选题及意义
• 1.3 本文的主要工作和结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 DTN的体系结构及关键知识概述
• 2.1 DTN的体系结构
• 2.2 DTN的关键知识
• 2.2.1 聚束层概述
• 2.2.2 聚束和聚束封装
• 2.2.3 DTN节点
• 2.2.4 监管传输
• 2.2.5 聚束的服务类别
• 2.2.6 安全性
• 2.3 本章小结
• 第三章 DTN的路由协议
• 3.1 概述
• 3.2 基于冗余的路由
• 3.3 基于效用的路由
• 3.3.1 基于相遇预测的路由
• 3.3.2 基于链路状态的路由
• 3.4 基于冗余—效用混合的路由
• 3.5 基于节点主动运动的路由
• 3.6 DTN的具体路由
• 3.6.1 蔓延路由（Epidemic Routing）
• 3.6.2 散发等待路由（Spay and Wait Routing）
• 3.6.3 概率路由（PROPHET）
• 3.7 本章小结
• 第四章 DTN中考虑节点连接时间的概率路由的研究
• 4.1 考虑节点连接时间的概率路由
• 4.1.1 想法的提出
• 4.1.2 报文递交概率的定义
• 4.1.3 节点报文递交概率的变化
• 4.1.4 报文的转发策略
• 4.2 仿真平台简介
• 4.2.1 The ONE概述
• 4.2.2 The ONE的功能特点
• 4.3 仿真及仿真结果评估
• 4.3.1 仿真目的
• 4.3.2 仿真环境设置
• 4.3.3 网络性能评估参数
• 4.3.4 仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 附图表
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文