CC-DTN：基于拥塞控制的DTN路由研究

容迟网络（Delay Tolerant Networks,简称DTN）是一种新型的网络体系结构,DTN网络在队列缓存、节点寿命、连接持续时间、动态拓扑结构等很多方面,具有许多不确定性,这是DTN网络的特殊性决定的,DTN技术中最重要的热点就是路由技术。针对节点具有寿命有限,能量紧缺的特点,本文提出了DTN网络蔓延路由协议中的拥塞控制（CC：Congestion Control）方案,从而提出当拥塞发生的时候,通过对数据包TTL门限进行设定,从而可以丢弃节点缓存中的报文。通过仿真结果可以看出,这种方案对于DTN网络蔓延路由协议中的递交性能有很好的改进。     

安全保障：无线Mesh网络中支持QoS的DSR路由协议的改进与实现

随着无线Mesh网络传输多媒体业务需求的增加,要求网络支持服务质量（QoS）,本文基于DSR协议设计了一个支持QoS的路由协议算法QDSR（QoS-DSR）。该算法保证了数据流的带宽、时延的QoS需求,根据路径跳数和节点拥塞情况定义路由代价函数,选择最优路径。仿真结果表明,与DSR相比,QDSR提高了网络吞吐量,降低了平均端到端延时,提高了网络利用率,更好地满足业务的QoS需求,并且具有更强的适用性和可扩展性。     

一种适用于DTN网络的新型拥塞控制策略

DTN网络具有间断连接特性,信息在传递过程中会经历长或不确定的时延,并且大部分时间不存在端到端的连接,因此普通的拥塞控制策略不能满足DTN网络的需求。文章提出一种基于消息权值和转发时延的拥塞控制策略WDCCS（message Weight and transfer Delay based Congestion Control Strategy）。WDCCS基于消息的传输成功率和传输代价计算消息的保存权值和转发时延。在拥塞发生时,通过对保存权值和转发时延的计算确定丢包策略和出包策略,提高整个网络的交付率并降低整个网络的传输延迟。仿真实验结果表明,在采用Epidemic路由环境下,与默认拥塞控制策略相比,WDCCS使整个网络交付率提升了17.8%,延迟降低了20.3%。     

DTN中基于传染路由的节点拥塞控制策略

DTN中信息传输采用存储转发模式,当节点缓存受限,在该网络中采用传染路由则节点处易发生拥塞。针对此问题提出一种基于传染路由的拥塞控制策略：当节点缓存完全占用又需存储新分组时,遍历缓存,找出转发次数大于等于N次的分组将其删除;若缓存中没有这样的分组,则删除最后一个存入的分组,缓解拥塞,有效提高了网络各性能。     

容延容断网络路由算法及其存在问题的探析

容延容断网络(delay/disruption tolerant network,简称DTN)是一种新型网络体系结构.在这一类网络中,节点与节点之间不存在端到端的路径,因此节点之间的通信一般使用"存储-携带-转发"的模式来进行,也就是节点需要先将信息存储起来再携带信息,直到遇到能够将消息转发到目的节点的时候才将消息转发出去.因此在容延容断网络中路由算法的关键性问题是如何以较高的发送成功率和较低的延迟将消息转发到目的节点.DTN网络的应用场景通常由手机、蓝牙设备以及具备WiFi功能的手持电子设备等组成的移动自组网络.本文主要研究DTN路由算法及其存在的问题.     

一种基于QoS的空间延迟/中断容忍网络拥塞控制方法

为缓解网络拥塞对空间延迟/中断容忍网络产生的影响,该文提出一种基于QoS的网络拥塞控制算法。该算法包括接触拥塞判断和基于QoS的数据转发两种机制,分别从接触剩余可用容量和节点剩余存储空间两方面对每一段接触的拥塞程度进行预测,将接触划分为不同的拥塞等级。在计算路由时,以整段路径中所包含接触的最高拥塞等级为该路径的拥塞等级,并根据该拥塞等级发送不同优先级的数据。实验表明,基于QoS的拥塞控制算法可以提高低优先级数据的传递率并在节点存储空间不足时降低最高优先级数据的传递时延。     

基于拥塞预知的WSN多径寻优路由协议

针对无线传感器网络中常出现传输拥塞的问题,该文提出了一种基于拥塞预知的多径寻优路由协议(MOPC)。该协议基于主动避免拥塞的设计思想,依据节点的拥塞预知度、剩余能量和最小跳数建立路径满意度模型,实现了最优路径的选取;通过设定最优路径上节点的转发满意度变化率阈值,实现局部路由的动态维护。仿真结果表明,该协议具有良好的实时性和可靠性,并能显著提高能量利用率,延长网络生命期。     

DTN中蔓延路由协议拥塞控制方案研究

针对在DTN中使用蔓延路由协议,受转发节点的缓存限制,导致递交率因网络拥塞而下降的问题,在分析比较几种报文丢弃策略的基础上,提出一种改进的拥塞控制方案。当拥塞发生时,对节点缓存中超过某个TTL门限的报文进行丢弃。将改善递交率作为主要参数,使用ONE仿真器对改进方案的性能进行仿真和比较。结果显示,这种方案很好地实现了拥塞控制。     

单源多径路由网络拥塞链路识别

针对多径路由带来的端到端测量路径不确定性以及布尔模型不能很好地解决多拥塞链路的问题,该文在识别端到端测量路径的基础上,提出一种基于扩展状态空间的网络拥塞链路识别算法。首先基于探测流时延相关性进行自适应聚类,进而得到各路径与探测流之间的映射关系。其次采用多门限的方式,将具有不同丢包程度的拥塞路径赋予不同的拥塞状态。最后将拥塞链路识别问题转化为一个约束最优化问题,并提出基于扩展状态空间的拥塞链路识别算法(ESSCLI)算法求解该问题。仿真结果表明,ESSCLI算法能够在多种不同网络场景下取得比当前算法更高的拥塞链路检测率。     

MANET中基于AODV的跨层多度量路由协议

针对无线自组网按需平面距离向量路由协议(AODV)路由度量的单一化而引起的节点能耗枯竭,形成的网络区域化以及路径拥塞问题,提出一种多度量路径选择机制的路由协议――M-AODV。以AODV路由协议为基础,在路由发现阶段,根据设定的能量阈值和接收信号强度阈值选择能量较高和信号强度较强的节点作为路由节点;在路径选择阶段,首先根据物理层的接收信号强度、拥塞度和跳数计算每段链路稳定值,其次将每段路径稳定值进行累加得到整条路径的稳定值,最后选择稳定值最大的路径作为最优路径。使用NS2.35仿真软件仿真,结果表明：改进后的协议与AODV相比在端到端延时缩短了近30%,在数据包传输率、吞吐量和节点存活率方面优于AODV和I-AODV-SE路由算法。     

DTN分发网络中基于数据投递概率的拥塞控制机制

针对DTN网络数据编码分发过程中数据拥塞造成投递性能下降的问题,提出了一种基于主题数据投递概率的节点拥塞控制机制(CCM-DP)。综合考虑节点移动模型、主题包投递概率、节点拥塞程度等因素建立数据投递概率模型,从两方面进行拥塞控制,一方面基于数据投递概率动态调节数据分组转发过程,避免节点因收取过多的数据分组造成拥塞,另一方面,通过设计合理的丢弃策略,降低因拥塞造成数据分组丢失产生的影响。最后,将该拥塞控制机制应用在数据分发过程中进行了仿真分析,结果表明,该方法能提升数据拥塞情况下的数据投递性能。     

基于LSTM模型的动态转发路由协议

文中将容忍延迟网络(Delay Tolerant Network,DTN)应用于船舶通信,提出了一种基于长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型的动态转发路由协议LSTM-DRA(Dynamic Distribution Routing Algorithm Based on LSTM Model),该协议通过比较相遇船舶的预计行驶轨迹来为消息选择最优的中继节点,并使用多副本的策略实现消息的动态转发。同时,采取了拥塞控制策略,以降低网络拥塞。仿真结果表明,LSTM-DRA在提高送达率和降低路由开销等方面具有较高的性能,可实现可靠、低成本的消息传输。     

FRED-fair random early detection algorithm for TCP over ATMnetworks

The authors present the FRED (fair random early detection) algorithm as a congestion control mechanism for TCP over ATM networks. The FRED algorithm enhances the RED gateway algorithm, by using the fact that TCP connections should be allocated buffer space in proportion to their bandwidth-delay products. Through simulation, the effectiveness of the proposed FRED algorithm is shown as compared with the drop-tail and the original RED algorithms     

Hop-by-Hop Dynamic Congestion Control with Contact Interruption Probability for Intermittently Connected Deep Space Information Networks

We investigate congestion control in intermittently connected deep space information networks (DSINs) in which the impact of link outage and fairness guarantee over traffic streams is considered. First, we model deep space backbone layer of DSINs as a set of hypergraph, and we also quantify a finite discrete incomplete contact interruption probability distribution as a σ-fairness Rényi entropy with the fairness factor along the corresponding link. In view of different scenarios of hop-by-hop fluid flows based on the hypergraph model, we then propose two hop-by-hop dynamic congestion control schemes, namely, noncooperative dynamic congestion control model under multi-session uni-path and autonomic congestion control strategy under uni-session multi-path. Specifically, we formulate noncooperative dynamic congestion control model as a differential game mathematically, and obtain the feedback Nash equilibrium solution by solving the partial differential equations. To guarantee the buffer constraint of joint node, we also devise an optimal rate update policy. In addition, a monotone transition function is defined in order to effectively regulate the instant rate in autonomic congestion control strategy, and an autonomic rate control algorithm via τ ₁/τ ₂ search is further presented. Finally, our results are performed by numerical simulations to demonstrate the effectiveness of the proposed schemes.     

一种基于Markov及反馈机制的网络拥塞控制方法

在研究现有网络数据传递拥塞控制问题的基础上,提出了一种基于路由器缓冲区队列长度的网络拥塞预测机制,并以该预测机制为基础提出了一种计费策略(PPBC,Per-Packet Billing Control)来控制网络拥塞.在拥塞控制模式中,将路由器缓冲区队列长度作为拥塞指标,通过马尔可夫链建模预测网络拥塞度.在服务器终端和数据发送方之间建立反馈机制,利用网络拥塞度,通过数据包计费方式控制网络拥塞.最后采用NS2仿真软件对PPBC性能进行仿真测评,仿真结果表明:PPBC不仅能够有效缓解网络拥塞,还能够使网络保持较低的丢包率.     

一种隐私保护的安全DTN发布订阅协议

容迟网络是一种新型无线网络技术，近年来与命名数据网络有着融合发展的趋势。这里以发布／订阅多播协议为原型，构造了容迟网络环境下的命名数据网络环境，探讨了该环境下的安全和隐私问题。并进一步提出了基于群签名的数据包隐私保护验证方案，以及基于哈希链的防篡改TTL网络拥塞控制方案，来抵抗泛洪攻击等恶意行为。仿真实验表明基于TTL的网络拥塞控制安全方案可以有效地控制网络中的泛洪攻击等恶意行为，而哈希链方案可以有效防止用篡改TTL的方式来变相阻塞网络。     

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。     

DTN: an architectural retrospective

We review the rationale behind the current design of the Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN) Architecture and highlight some remaining open issues. Its evolution, from a focus on deep space to a broader class of heterogeneous networks that may suffer disruptions, affected design decisions spanning naming and addressing, message formats, data encoding methods, routing, congestion management and security. Having now achieved relative stability with the design, additional experience is required in long-running operational environments in order to fine tune our understanding of DTN concepts and the types of capabilities that are worth the investment in implementation complexity. We expect key management, handling of congestion, multicasting capability, and routing to remain active areas of research and development, and that DTN may continue to be an active research endeavor for at least the next few years.