基于预算机制的非结构化P2P网络分段搜索策略

在非结构化P2P网络中,降低消息冗余,提高搜索的效率,一直是资源搜索的关键问题.目前非结构化P2P网络均采用生存时间（Time-To-Live）机制控制搜索算法的深度,但是同时产生了大量的冗余消息,严重影响了网络的利用率.为了能够在保持高搜索效率的前提下减少冗余消息的数量,提出了一种基于预算机制的非结构化P2P网络分段搜索策略DBudgetSearch.DBudgetSearch将搜索过程分为两个阶段,并在每个阶段中使用预算机制来控制消息转发的数量和导向,根据邻居节点的连接度大小来选择消息的转发对象.分析和试验结果表明,DBudgetSearch导向性好,算法搜索效率高,能够有效减少冗余消息.     

消息内容保护的间断连接移动自组织网络转发机制

移动自组织网络资源有限,且节点之间共享无线信道并以协作的方式完成消息转发,导致所传输消息的机密性较为脆弱。为保护消息内容的机密性,该文提出一种间断连接移动自组织网络中的消息转发机制。各节点对原始消息进行切割,并利用多副本消息转发过程的冗余性和节点相似性控制各片段消息在不相交的路径上进行转发,进而由网络中的摆渡节点收集、检验并还原、加密得到仅目的节点能够解密的完整消息,确保转发过程中消息的机密性、完整性。数值分析表明所提机制在保障网络性能前提下,能有效保护消息的机密性。     

容迟网络中一种改进型ProPHET路由算法研究

由于ProPHET路由没有限制网络中消息数量,因此其网络开销很高。文章提出了新的消息转发度量化函数,并据此给出一种改进的概率路由算法P-DFM（ProPHET Based on DFM）。该算法利用节点与目的节点的接触概率和节点间的相遇频率来计算节点的消息转发度,通过比较节点的DFM决定转发消息的副本数目。采用TheONE对Epidemic路由、ProPHET路由及P-DFM路由进行仿真,结果表明提出的P-DFM算法有效地提高了消息投递率,降低了网络开销的成本。     

机会网络中消息冗余度动态估计的缓存管理策略

机会网络以存储-携带-转发的方式实现节点间通信,高效的节点缓存管理策略能够充分利用有限的缓存空间。该文提出了一种基于消息冗余度动态估计的自适应缓存管理机制,利用消息携带节点的活跃程度和当前网络状态下消息副本数量,预测给定消息的投递状态,节点以消息冗余程度为参数确定消息的转发以及携带优先级。结果表明,所提出的节点活跃度和消息副本数的估计方法比较准确,同时所提出的缓存管理策略能有效提高消息成功投递率,降低网络平均时延和网络负载率。     

基于无线传感网络的安全策略研究

针对无线传感网络中拓扑结构变化时考虑安全需求不够的问题,提出一种节点加入和退出网络的安全策略。该策略把节省节点能耗和降低计算负荷作为设计目标,采用预设密钥和证书方案和转发节点请求的方法,有效地降低节点的耗能和计算量。同时对节点退出进行了定义、分类和研究,增强了网络的安全性和减少了退出节点在网络中的冗余。最后经过安全性分析和性能分析,该策略具有适用面广、耗能低和计算量小的优势。     

基于预期延迟值的扩散转发路由算法

针对现有延迟容忍网络路由算法在消息传递过程中分发不灵活的问题,提出基于节点通话历史记录计算预期通断时长以及消息传递延迟值,并根据结果选择节点、分配副本数进行消息转发的路由算法（MDESF）。在算法不同阶段,根据节点的活跃度选择中继节点,再分配传递消息的副本数目,加快分发,降低延迟。同时为保证消息及时传递,在单副本阶段选择最优节点转发。本算法同时提出内存管理策略,提高消息转发成功率。仿真实验表明,该算法相对其他同类算法在投递率、交付时延和网络拥塞比率方面综合表现更优。     

基于运动状态的延迟容忍移动传感器网络数据传输策略

针对延迟容忍移动传感器网络(DTMSN, delay tolerant mobile sensor networks)提出一种基于节点运动状态的数据传输(MSD, motion state-based delivery)策略.MSD使用2个通信频率,传感器节点利用基站在频率f1上的广播信号完成自身运动状态和传输概率的计算,并以此作为利用频率f2进行消息转发的依据.为了提高性能,MSD中利用消息生存时间和自身消息优先传输机制来完成消息队列的管理.仿真结果表明,与现有的几种DTMSN数据传输策略相比,MSD能够以较低的通信开销和传输延迟达到较高的数据传输成功率.     

大规模对等网络中可达性分析及短路效应解决方案

大规模对等网络的拓扑结构具有小世界特性、稀疏性和自组织性，其网络节点分布符合幂定律。消息的洪泛式广播造成网络信息的大量冗余，为此引进两种控制机制：消息生存时间(TTL)和消息唯一表示符(UID)，可有效地减少冗余。然而，两种机制的组合以及大型网络的异构延迟，使得网络中的部分节点不可到达，即所谓的短路效应。本文采用两种解决方案：一种是修改控制机制，存储先到达的TTL值，与后到达的TTL值比较，使得以TTL为半径的节点都是可达的；另一种是利用小世界和幂特性，以超级节点为中心划分区域。两种方案有效地解决了短路效应。     

延迟容忍传感器网络中基于移动协助的数据传输

提出了基于移动协助的动态数据传输算法(MAD, movement-assisted adaptive data delivery)。在缓冲区域内设置数据缓存节点,让基站在缓冲区内周期性地移动,数据动态地复制给更有可能到达缓冲区并且剩余能量较高的节点,然后基站在移动中将缓存节点中的数据进行收集。MAD是由数据传输和队列管理2部分组成。前者根据节点的运动趋势和剩余能量计算节点的转发概率,后者通过消息的生存时间和消息的最大复制数确定队列中消息发送的优先级及丢弃方法。仿真结果表明,与其他策略相比,MAD在传输成功率和网络寿命方面具有更好的性能。     

基于多方议价博弈的机会网络高吞吐量低开销概率路由算法

针对含自私节点的机会网络中现有基于议价博弈的概率路由算法存在的消息单向传递影响转发概率提高、依赖虚拟货币进行交易削弱节点购买力以及消息交易过程有冗余交互的问题,提出一种基于多方议价博弈的高吞吐量低开销概率路由算法——HLPR-MG。HLPR-MG算法通过将节点两两博弈扩展为多方博弈以加快消息转发概率的提升,引入“以物易物”方式增强节点购买力,并且改进现有交互机制以减少博弈次数,从而达到提高网络吞吐量的和减小控制开销的效果。理论分析验证了HLPR-MG算法设计的有效性。仿真结果表明,与基于议价博弈的现有典型路由算法GSCP和BG相比,HLPR-MG算法的吞吐量和消息传送成功率至少提高了3.63%,而控制开销和平均端到端消息时延则分别降低超17.76%和4.03%。     

带有编码冗余控制的机会网络数据转发机制

网络编码方法能有效提高数据传输效率,但采用该方法的机会网络数据转发机制均未考虑传输中的编码数据迭代冗余副本控制问题。为了充分降低译码复杂度并减少迭代冗余副本,提出了相遇持续时间估计及编码机会感知方法,进而设计了带有传输容量估计的编码冗余控制数据转发机制。节点以分布式的方式感知数据编码机会,为不同扩散程度的数据确定相应的优先级,并根据传输容量估计结果完成转发控制,以充分利用节点间的相遇持续时间。结果表明,所提出机制有效地减少了网络中的冗余副本,使译码所需的数据量趋于理论上的最小值,改善了网络资源利用率。     

Wakeup strategy based on multi-objective optimization for fixed relay nodes

In order to deal with the “tidal effect” when people move in the city and solve the problem of high energy consumption of fixed relay nodes in opportunistic networks,a wakeup strategy of multi-objective optimization was proposed,which made use of the message forward ability and energy consumption of fixed relay nodes.This strategy used energy efficiency as the indicator to make the nodes awake,and deployed a network revenue-energy consumption model to resolve the contradiction between energy consumption and message forward ability.As the selection problem of awake relay nodes was a NP-hard problem,genetic algorithm was used to select proper fixed relay nodes to keep awake.In this process,selection operator was improved to make the algorithm converge to solution space quickly.Experiments show that the proposed wakeup strategy can guarantee the successful rate of message transmission and improve the average message forwarding capabilities of fixed relay nodes by consuming a unit energy.     

Social‐based reputation‐aware data forwarding for improved multicast delivery in the presence of selfish nodes in DTNs

Delay/disruption tolerant networks (DTNs) are potentially applicable in the challenged scenarios like post‐disaster environments. In such networks, data forwarding generally relies on the mutual cooperation of the nodes. However, in reality, despite the availability of necessary resources for data forwarding, a node could misbehave by dropping messages received from other nodes with whom it has no strong social ties. Such a node is called a socially selfish node, which would cause a poor delivery ratio in the network. In this paper, we aim to address the problem of multicast data forwarding in the presence of such selfish nodes, by means of efficient relay selection in DTNs. First, we define a realistic reputation model, in contrast to existing models, to define the socially selfish/misbehaving nodes in the network. Further, a game‐theoretic analysis is carried out that implies data forwarding cost is also an influential parameter in handling selfishness/misbehavior. Subsequently, the problem is formulated as a constrained optimization problem, which is NP hard. Therefore, a heuristic is proposed by combining the reputation of a node and the cost of message forwarding to appropriately identify relay nodes, thus improve the performance of the multicast message delivery in the network. We utilize a social metric, centrality to minimize the message forwarding cost in terms of the number of relay nodes. Finally, the comparative performance evaluation in ONE simulator with practical scenarios shows the superiority of the proposed scheme over the other prominent schemes.     

基于连接质量和节点相关度的机会网络路由

提出利用连接质量估计节点间消息成功转发的概率,并证明了节点间相关度越高,消息转发率越高。在此基础上,提出基于连接质量和节点相关度的机会网络路由机制。路由计算节点转发效用值时,综合了连接质量和节点相关度;消息转发时,不断向相对于目的节点转发效用值高的节点转发消息。仿真结果表明,与传统路由相比,在消息送达率相同的前提下,该路由消息延迟更小、消耗的总能量更少。     

A cooperative forwarding scheme for social preference-based selfishness in mobile social networks

Most schemes in mobile social networks (MSNs) assume that nodes simply forward messages without considering selfishness. We therefore first devise social preference-based selfishness for MSNs by which nodes decide to drop or keep (forward) and replace messages to save buffer space according to the message preference and the communities of nodes. We then propose a novel cooperative forwarding scheme for social preference-based selfishness in MSNs, the social preference-aware forwarding scheme (SPF) incorporates the proposed message forwarding scheme and a buffer replacement policy for the message preference. It takes advantage of social information with the home-cell community-based mobility model. Considering the contact probability and buffer replacement policy for the message preferences, SPF, therefore, efficiently delivers messages to the destination by reflecting the degree of selfishness to which nodes cooperatively manage their buffer spaces and how frequently and how recently they meet. Consequently, all nodes can cooperatively drop or keep (forward) and replace the messages in the buffer spaces for the message preferences in SPF. SPF outperforms Epidemic, PRoPHET, and SimBet in terms of delivery ratio, network traffic, buffer space, hop count, and replacement frequency.     

恶意节点容忍的间断连接无线网络消息转发策略

间断连接无线网络中的节点以协作方式完成消息投递,恶意节点将严重影响网络性能。利用节点历史行为信息,该文提出一种恶意节点容忍的消息转发策略,节点结合直接观察信息与邻居节点的推荐信息,通过动态推荐声誉阈值感知节点恶意行为,进而利用证据理论量化节点信任度,从而检测网络中串谋及独立的恶意节点,为消息选择最优的转发节点。结果表明,在带有串谋的恶意攻击下,所提出的消息转发策略能准确检测出恶意节点,并显著提高消息投递率,改善平均时延。     

机会网络中能量有效的副本分布状态感知路由机制

针对机会网络中的节点能耗与消息扩散程度之间存在矛盾,基于节点能耗与副本状态感知的路由机制可以显著地改善资源受限场景的网络性能,综合考虑消息扩散程度与节点剩余能量,并结合节点相遇概率预测方法,提出能量有效的副本分布状态感知路由机制,为消息分布式地选择合理的中继节点。仿真结果表明,所提出的路由机制能够有效降低网络负载,并大幅改善消息投递率和平均时延性能。     

一种能量平衡的无线体域网络AODV多播路由发现协议

在动态网络拓扑中,AODV协议通过数据源节点S泛洪广播RREQ消息请求到任意目标节点D的路由,而在无线体域网络中,只有一个sink目标节点,除最短跳数路由上的节点外,其他参与RREQ接收和转发的节点浪费了能量。提出了一种能量平衡的无线体域网络AODV多播路由发现协议,通过在节点广播的hello消息中增加到sink的最小跳数hops、到sink的下一跳节点next和节点本身是否具备转发能力isforward 3 个参数,只选择能到达sink节点的邻居节点参与转发RREQ消息,变广播为多播,有效地降低了路由发现的能量开销,并通过能量平衡延长了WBAN的使用寿命。性能分析与模拟实验表明,该协议在RREQ数量、数据传输率和能量消耗等方面优于相似协议EAAODV。