基于链路中断预测的AODV路由算法研究

在移动自组网中,节点的移动导致拓扑动态变化,已经建立的路由时刻存在中断的可能,而传统的AODV路由协议中的路由修复方法开销大、时延长。针对这一问题,提出了一种基于链路中断预测的改进路由算法。该算法在链路中断之前启用备用节点,尽量避免路由修复;在链路中断后,首先在本地进行链路修复,不成功再逐层由上游节点发起路由搜索。仿真实验结果表明,与传统AODV相比控制开销降低了40%,端到端时延减少了25%,提高了网络性能。     

移动自组网路由局部修复算法的研究

移动自组织网(mobile ad hoc networks,MANET)的多跳的无线连接、动态拓扑和有限的带宽等特征,给其路由协议带来了很多挑战.当多跳路径失效时,路由协议需要对其进行修复.已有的修复机制需要很多的开销和很长的端到端时延.在此修复机制的基础上,提出了一种新的路由局部修复算法,将修复尽量限制在断链的局部范围内,以减少对链路断裂的反应时间和降低路由维护的开销,而且不用考虑失效链路在整个路由上的相对位置,都可以对其进行修复,提高了处理失效链路的能力,有利于提高MANET的可扩展性.仿真表明,这种新的路由局部修复算法明显地提高了网络多方面的性能.     

移动Ad Hoc网络路由修复算法研究

针对移动Ad Hoc网络路由算法本地修复方面,研究移动Ad Hoe网络由于节点相对运动或无线环境变化所引起的链路失效的修复问题.分析传统的本地修复方式采用全网泛洪所产生的大量控制开销对业务传输时延及分组成功交付率等方面产生的影响.采用基于on-the-fly策略的移动Ad Hoc网络路由修复算法研究,构造了将修复请求区域限制在两跳范围内的修复模型,并建立相应的修复函数,从而实现在满足修复概率的前提下降低网络泛洪与控制开销的目标.     

避免路由断裂的优化AODV路由协议

移动自组网(MANET)中,节点的移动容易引起链路失效,传统的按需距离矢量(AODV)路由算法的本地修复机制局限于在链路断裂后进行,如果修复失败或者过慢,可能导致缓存的数据包丢失。针对这一问题,提出一种避免路由断裂的优化AODV路由算法ARB-AODV,该算法首先对即将断裂的链路进行预测,然后计算有关节点的相对稳定度,将稳定性较高的节点插入即将断裂的链路中,以消除节点的边缘效应来避免路由断裂。在NS-2平台下采用随机路点移动模型(RWM)和恒定比特率(CBR)数据源进行实验,在节点的移动速度大于10m/s时,ARB-AODV算法的分组投递率保持在80%以上,其平均端到端时延比AODV算法降低了40%,归一化路由开销比AODV算法降低了15%。仿真结果表明,ARB-AODV优于AODV,能有效提高网络性能。     

Ad hoc通信网络的局部路由修复仿真

为了解决Ad hoc通信网络的局部路由中节点或链路失效引起的通信可靠性降低等问题,提出了基于节点能量的Ad hoc通信网络的局部路由修复方法。根据Ad hoc通信网络节点路由链路分析结果,当网络通信数据包传输中发现问题节点时,待传输数据包所在节点通过检测自身所对应的父、子及近邻节点,获取各节点的相关信息,并从中选择有效节点替换故障节点;替换节点的选取过程,采用节点剩余能量与方位角差值相结合的方式;确定替换节点后,结合蚁群算法自适应优化网络链路,完成Ad hoc通信网络的局部路由修复。仿真结果表明,所提路由修复方法能够有效缩短路由修复耗时,减少修复过程的控制开销,提高基站节点的吞吐量,提升网络通信的可靠性与时效性,具有较好的鲁棒性。     

基于链路预测的VANET路由算法

在车载自组织网络(VANET)中,AODV路由算法存在控制开销大、路由发现和修复时间长等不足。为此,对AODV算法进行局部优化,提出一种改进的路由算法,利用节点位置、运动速度等信息预测链路失效时间。在路由发现阶段,将链路失效时间最大的路径作为传输路径;在路由维护阶段,设置定时器并提前触发路由寻路,减少路径搜寻时间。仿真结果表明,与AODV算法相比,该算法在数据包端到端延迟、传输吞吐率及报文投递率等方面性能较好。     

PTN 网络的二次断纤链路规划算法

在 PTN(Packet Transport Network)网络规划建设中,需要对光纤链路留出备份带宽,以保证部分光纤断开时,受影响业务有足够的容量进行路由重组.这也是提高网络生存性的有效方法之一.文中首先遍历网络双链路的失效状态,然后断开网络中任意两条链路,通过逐次增加链路容量来保证失效业务能够重组路由;最后提出二次断纤链路容量规划算法并进行试验仿真.结果表明,该算法在节约网络带宽、降低建造成本以及故障容错方面有着良好性能,能够很好应用于传送网络的链路规划中.     

基于链路故障的MANET本地修复技术

针对已有移动自组网本地修复技术的不足,以AODV路由协议的本地修复技术为基础,考虑网络节点状态的变化,提出一种基于链路故障的本地修复技术,对链路故障进行分类,对不同类型的故障采取不同的修复方法。仿真结果表明,改进的本地修复技术可以有效减少路由建立时间并控制分组开销,提高了网络性能。     

基于关键网络状态的域内路由可用性研究

业界通常采用路由保护方案来提高域内路由可用性.然而已有的路由保护方案存在下面两个方面的问题:a)没有考虑网络中链路的失效概率,同等对待网络中所有的链路,事实上在互联网中,不同链路的失效概率是不同的,因此应该在路由保护方案中考虑链路的失效概率;b)将保护链路的数量作为设计目标,事实上方面某些链路出错的概率非常低,保护这些链路反而会增加开销,而另一方面某些链路出错的概率非常高,需要重点保护这些链路.因此应该将路由可用性作为路由保护方案的设计目标.针对上述两个问题,提出了一种基于关键网络状态的域内路由保护方案(RPBCNS),该算法首先通过链路失效概率计算出所有的关键网络状态,然后在每种关键网络状态下计算节点对之间相应的路径,保证节点对之间路径的多样性,从而使得尽可能多的节点对满足路由可用性需求.仿真实验将RPBCNS算法与主流算法ECMP、DC、path splicing分别在三个真实网络中进行对比,在网络可用性和节点对可用性满足率上RPBCNS的性能明显优于其他三种算法.仿真结果表明,RP-BCNS不仅具有较高的网络可用性,并且能够使得尽可能多的节点对满足路由可用性目标,更符合实时应用的实际需求.     

基于全分布式分组无线网络的蚂蚁路由算法

该文介绍了全分布式分组无线网络中路由算法。当前广泛运用的OSPF路由算法在网络的链路发生阻塞时，不能及时探测到链路状况。当链路发生拥塞时，在发包率继续增大的时候，只能简单地丢弃数据包。就此该文在分布式的无线网络中应用了蚂蚁算法。该算法由发送探测包来担任“觅食蚂蚁”在短时间内找出最优路径，分散流量，避免网络的拥塞。通过仿真结果表明：该算法在网络利用率和数据包传送时延上有较好的改善。     

Distributed route repair for increasing reliability and reducing control overhead for multicasting in wireless MANET

The Multicast Ad hoc On-Demand Distance Vector (MAODV) routing protocol is proposed for achieving multicast in a Mobile Ad hoc Network (MANET) while reducing bandwidth waste and energy power consumption. In MANET, packets transmission through a multicast tree may always have unreliable links caused by node mobility or lack of energy, and thus significantly degrades the performance. MAODV uses a broadcast-type local repair mechanism to find an alternative route to the multicast tree when some breaks happen on the tree. Although the local repair mechanism provides a specified time-to-live (TTL) to limit the repair range and the hop-count to the group leader, a large number of broadcast-type Route Request (RREQ) messages extensively yields control overhead and requires a large amount of power consumption to send control messages. Thus, this paper proposes a unicast-type multihop local repair protocol for multicast MANETs to recover lost links efficiently while achieving several advantages: increasing network reliability, increasing packet delivery rate, minimizing the number of control messages and reducing repair delay. Moreover, the optimal number of hops used in the multihop neighbor table is analyzed mathematically. Numerical results indicate that the proposed approach outperforms other repair approaches in terms of successful repair rate, control message overhead and packet delivery rate.     

RMTP协议的时延分析

RMTP(reliable multicast transport protocol)是一种通过修复服务器(repair server)本地恢复来提供可靠性的组播协议.对改进的RMTP协议的时延性能进行建模分析.推导了数据包自发送主机发出到成功地被一个随机选择的接收主机接收之间的平均时延公式.分析表明,随着丢失率的增长,RMTP的时延性能恶化点将迅速下降;随着每个修复服务器下连接尾链路数量的增加,RMTP的时延性能恶化点也将下降.但是,随着尾链路总数量的增加而保持每个修复服务器连接的尾链路数量不变,RMTP的时延性能的变化很小.仿真结果较好地验证了分析的有效性.     

基于链路生存时间预测的高动态飞行自组网组播路由协议

针对飞行自组网（FANETs）中因节点高速移动导致链路频繁断开的问题,提出一种具备链路生存时间预测与路由自主修复能力的高动态FANETs组播路由协议。根据相邻节点间距离的变化情况预测邻居节点间剩余链路生存时间,同时基于预测结果并结合路由跳数、剩余能量等因素对链路质量作出综合评价,选出最佳中继节点以提高路由的可靠性。此外,通过局部路由修复与全局路由刷新相结合的策略对所建立路由进行动态维护,缓解节点高速移动引起的链路频繁断开问题,提高数据递交率。实验结果表明,在不同场景下,该协议在数据递交率、网络吞吐量、路由开销等方面均优于经典组播路由协议ODMRP。     

存储系统中的局部修复阵列码模型

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故障修复时需读取所有的元素。针对目前难以同时提升单双盘故障修复效率的问题,对RDP码进行拓展,提出了一种具有局部修复性质的阵列码模型——DRDP码。DRDP码在RDP码的基础上将部分数据列按水平线进行异或计算生成局部水平校验列,并将其参与到全局校验列的编码计算中,从而缩短了修复链,使其拥有局部修复的功能。通过理论分析,DRDP码拥有良好的编译码复杂度和更新效率,大幅节省了单盘故障修复读取开销,并对双盘故障修复读取开销进行了优化,同时能修复75%三盘故障的情况。实验结果表明,与RDP码、LRRDP码和RDP(p,3)码相比,DRDP码的编码时间可节省8.23%～32.89%、单盘故障修复时间可节省7.08%～35.01%、双盘故障修复时间可节省5.07%～29.26%。     

Route Maintenance in IEEE 802.11 wireless mesh networks

In this paper, we propose a novel Route Maintenance scheme for IEEE 802.11 wireless mesh networks. Despite lack of mobility and energy constraints, reactive routing protocols such as AODV and DSR suffer from frequent route breakages in 802.11 based infrastructure wireless mesh networks. In these networks, if any intermediate node fails to successfully transmit a packet to the next hop node after a certain number of retransmissions, the link layer reports a transmission problem to the network layer. Reactive routing protocols systematically consider this as a link breakage (and therefore a route breakage). Transmission failures can be caused by a number of factors e.g. interference or noise and can be transient in nature. Frequent route breakages result in significant performance degradation. The proposed mechanism considers multiple factors to differentiate between links with transient transmission problems from those links which have permanent transmission problems and takes a coherent decision on link breakage. The proposed mechanism is implemented in AODV for single-radio single-channel mesh network and an extension is incorporated in multi-radio multi-channel scenarios. Simulation results show substantial performance improvement compared to classical AODV and local route repair schemes.     

An immune orthogonal learning particle swarm optimisation algorithm for routing recovery of wireless sensor networks with mobile sink

The growth of mobile handheld devices promotes sink mobility in an increasing number of wireless sensor networks (WSNs) applications. The movement of the sink may lead to the breakage of existing routes of WSNs, thus the routing recovery problem is a critical challenge. In order to maintain the available route from each source node to the sink, we propose an immune orthogonal learning particle swarm optimisation algorithm (IOLPSOA) to provide fast routing recovery from path failure due to the sink movement, and construct the efficient alternative path to repair the route. Due to its efficient bio-heuristic routing recovery mechanism in the algorithm, the orthogonal learning strategy can guide particles to fly on better directions by constructing a much promising and efficient exemplar, and the immune mechanism can maintain the diversity of the particles. We discuss the implementation of the IOLPSOA-based routing protocol and present the performance evaluation through several simulation experiments. The results demonstrate that the IOLPSOA-based protocol outperforms the other three protocols, which can efficiently repair the routing topology changed by the sink movement, reduce the communication overhead and prolong the lifetime of WSNs with mobile sink.     

支持多故障恢复的MPLS快速重路由

分析了传统MPLS快速重路由应对多故障环境的不足,提出一种支持MPLS域并发多故障时快速恢复的重路由策略.通过有限洪泛故障信息,使本地修复的节点掌握有限范围内节点、链路的可用性信息,并通过建立主,从备份路径,保证MPLS层有效的恢复及较快的切换速度.理论分析及实验结果表明了该方法的可行性和有效性.