一种基于网络编码的机会社会网络路由算法

为了解决机会社会网络中数据传输成功率低、平均传输延迟大等不利因素,文章提出一种基于网络编码的机会社会网络路由(OSN-NC)算法,OSN-NC路由算法的中间节点只将目标节点相同的编码数据包进行再次编码,因此这样可以降低全局编码系数数量和高斯消元的复杂度,增加数据传输的可靠性。社区内我们采用PROPHET和网络编码相结合的消息传输策略,将编码数据包传输给网络中相遇概率值更大的下一跳转发节点,直到遇到目标节点。在社区间我们选择累积相遇概率值大的节点作为编码节点完成消息的转发,直到遇到具有相同社区的中间节点后采用社区内消息传输策略。仿真结果表明,OSN-NC算法在提高网络吞吐量和数据传输成功率、降低平均传输时延等方面具有明显的改善。     

机会网络路由协议

在机会网络中由于网络稀疏、节点移动和通信范围等因素的影响,有可能出现网络分裂或节点脱网,源节点和目的节点之间不一定存在完整的端到端路径,这为路由协议的设计带来巨大挑战,此问题近年来引起了研究人员越来越多的关注。首先介绍了机会网络的基本概念、体系结构和特点等;然后阐述了机会网络路由协议研究的进展,概括了机会网络路由协议中的新机制,对现有路由协议进行分类并详述它们的基本原理;通过比较对各种协议的特点进行分析阐述,最后给出未来研究的方向。     

移动机会网络组播路由的研究进展

在移动机会网络中,节点进行机会式的连接通信,该方式被广泛应用于移动社交网络、车载智能网络、移动自组网络等场景中。移动机会网络群组通信在抢险救灾、社区消息分发及智能交通等领域具有极高的应用价值,组播路由技术是其关键技术之一。将移动机会网络组播路由分为传统组播路由和智能组播路由两类,重点介绍了智能组播路由的研究现状,并采用通用的性能指标对各组播路由策略进行了比较分析。分析结论为:智能组播路由由于考虑了移动机会网络的社会特性、节点缓存、能量及安全等特性,因此具有较好的综合性能。最后展望了组播路由在大数据缓存管理、群组安全策略、车载自组网及动态感知方面的研究前景。     

基于社会自私性的机会网络路由算法

在现有的基于节点自私性的机会网络路由算法中,大部分假设只有个别节点具有自私性。然而在现实世界中,大部分人都具有不同程度自私性。因此,本文提出一种针对社会自私性的机会网络路由算法。在该算法中,节点的自私性体现为追求最大的转发收益,转发收益的大小与消息的优先权和节点间的社会关系强度有关。社会关系越强,消息的优先权越高,节点的转发意愿就越强,相应地消息转发效益就越大。同时,节点优先发送转发收益最大的消息,且选择到与目的节点的社会关系更强,投递率更大且转发意愿较强的节点作为转发节点。最后,通过仿真实验证明该路由算法的可行性和高效性。     

社会感知多副本车载自组织网络机会路由协议

为提高车载自组织网络(vehicular Ad hoc networks, VANETs)中消息投递的效率, 提出了一种社会感知多副本车载自组织网络机会路由协议(SAMOR)。协议结合了车载自组织网络中节点的社会性特点和多副本路由方案的优势, 采用携带—存储—转发的机会路由方式进行消息投递。利用节点间的相遇历史区分社区节点和全局节点, 并使用所提出的节点社区中心性和网络中心性的度量方法, 得到了节点的效用。在路由过程的扩散阶段, 节点间按效用分配副本, 在转发阶段, 副本继续向效用高的节点转发。仿真结果表明, SAMOR实现了较高的消息投递成功率和较低的延迟。     

基于NS-3的机会网络路由协议仿真

文章使用NS-3网络仿真工具模拟搭建了机会网络,实现了机会网络中Epidemic路由协议仿真代码的编写和调试,并介绍了相关背景知识和仿真实验的具体过程。利用NS-3网络仿真工具,可以在不同网络环境下,对Epidemic路由协议算法进行模拟仿真。通过对仿真结果的分析,评测Epidemic路由协议算法在各种环境下的性能。     

基于擦除编码和节点社会特征的机会社会网络路由机制

为了在机会社会网络中实现高效的数据转发,提出了基于节点社会特征和编码的混合路由算法.该算法的核心思想是先将源文件编码成较小的数据块,进而在节点的转发选取上采用基于节点社会特性的效用值转发,利用贪心选择使数据沿着网络中效用值大的路径转发,直到目的节点.理论分析和仿真结果证明,该算法网络吞吐量大,转发成功率更高,网络时延小,信息冗余度低.     

基于历史相遇间隔的机会网络路由协议

针对大多数机会网络路由协议在寻找端到端通信链路时不能很好地抓住节点社会性质的问题,提出一种基于历史相遇间隔(HICR) 协议的路由算法。HICR协议利用社会关系的特点,根据节点之间的历史相遇间隔判断它们的亲密程度,转发消息给离目的节点更亲近的节点,使得消息朝更靠近目的节点方向发送。仿真结果表明,该HICR协议在网络资源有限的的情况下,与Epidemic协议和Prophet协议相比,能获得更高的消息交付率。     

基于社会网络特性的机会计算服务平台

智能手机、PDA等个人计算设备的广泛使用以及各种学科或工程的实际需要促进了机会网络的产生和广泛研究.机会网络的组建适用于实际环境中的大量场合,可以为用户机会性地提供多种需要的服务.文中提炼了机会网络的社会特性,并从社会结构等若干个方面描述了其对于服务平台的重要性.基于机会计算的社会网络特性,可以构建用户的社会行为模型,然后根据人类的社会结构,建立用户之间的通信关系,最后组建机会计算服务平台管理网络内的各项资源,以实现用户获取所需要的服务.机会网络有广泛的应用前景,论及的问题、遇到的挑战都很多,值得进一步发展.     

应用累积系数确认的网络编码机会路由协议

在无线mesh网络中,机会路由通过高效使用无线传输的广播特性显著地提高了无线网络的吞吐量.引入网络编码,使得机会路由协议可以避免复杂的调度,更加易于实现.然而,网络编码的引入给机会路由协议带来新的问题：转发节点应该发送多少编码包?MORE等协议依据平均链路状况信息来预计节点转发编码包数目的方法,无法准确判定发送的冗余.以CCACK为代表的研究采用逐跳反馈的方式来减少编码包的冗余发送.首先,针对采用正交向量确认的CCACK机制进行分析,说明了CCACK尽管可以减少确认开销,减少误判,但却带来了“信息空间已覆盖而无法正交”的漏判问题.在此基础上,提出了一种基于累积编码系数反馈确认的网络编码机会路由协议CFACK.该确认机制中转发节点通过侦听下游节点的编码系数向量,并与来自上游节点的编码系数向量进行相关性分析,从而获知下游节点信息是否覆盖自身信息.证明了在无差错网络环境下该确认机制不存在误判和漏判的可能,同时,在有差错网络环境下对该确认机制的有效性进行了分析.结果表明：在一般节点分布情况下,利用额外的一次携带确认,可以确保90%以上的准确性.仿真测试结果表明：CFACK相比CCACK,显著提高了网络的吞吐量,平均提高率为72.2%,同时在编码计算、存储和包头开销上都少于CCACK.     

移动机会网络中一种轻量级的分布式社会距离路由算法

目前大部分机会路由算法采取洪泛的方式进行辅助信息的交换造成网络资源浪费严重。针对此问题,提出了一种分布式社会距离路由算法。首先,通过分析节点间接触的稳定性与规律性来确定朋友关系。其次,通过朋友关系来构建节点间的社会距离;进一步地,每个节点维护一张用于记录当前已知的到其他节点的最短社会距离表,通过朋友节点之间相互交换并比较表中信息来不断更新最短社会距离。由于社会距离的构建与更新只需要朋友之间交换信息而并不需要全部节点来参与,极大地减少了辅助信息的交换次数。最后,数据包被发送到与其目的节点社会距离较近的中继节点,保证了数据包高效率地投递。实验结果表明：与接触和传输记录的概率路由（PRoPHET）算法相比投递率提升约3%,包传输延时降低约27%,辅助信息交换次数减少约63%;与基于中心度与相似度的路由（SimBet）算法相比包投递率提升约11%,包传输延时方面基本持平,辅助信息交换次数减少约63%。社会距离路由算法在可扩展性方面的良好表现,为移动机会网络大规模部署提供了理论支撑。     

机会移动社交网络中基于群组构造的数据分发机制

机会移动社交网络(opportunistic mobile social networks, OMSNs)是一种利用节点的相遇机会进行端到端无线数据传输的网络.随着人们使用移动智能终端数量的剧增,为建立泛在的数据传输基础设施提供了机会,因此研究机会移动社交网络的数据传输机制具有重要意义.为了提高机会移动社交网络的数据传输性能,提出了一种基于群组构造的数据分发机制(data dissemination mechanism based on group structure, DDMGS).首先,基于用户的行为属性,即节点重要性、兴趣相似度和通信关系紧密度,设计关系度量模型.其次,依据不同的行为属性关系构成的网络拓扑特征设计群组构造算法：基于位置关系的拓扑结构具有周期稳定性,基于兴趣关系的拓扑结构具有长期稳定性,而基于通信关系的拓扑结构具有动态性.为进一步提高数据分发性能和网络的整体性能,还设计了节点缓冲区管理机制,引入了合作博弈理论加强节点之间的合作能力,规避节点的自私行为.仿真验证表明DDMGS与直接投递路由、先知路由以及Simbet路由和Epidemic路由相比具有较好的性能,提高了消息传输成功率,减少了平均跳数,该算法是可行的.     

面向机会社会网络的服务广告分发机制

提出面向机会社会网络的服务广告分发机制,解决移动网络环境中由于节点移动性、拓扑动态性引起的集中式服务注册库失效的问题.首先分析机会社会网络中服务表现出的社会特征,提出服务社会上下文及其参数度量方法;然后提出基于社会上下文的服务广告分发机制,该机制根据服务行业相关度判断用户对服务的感兴趣程度,以确定广告目标节点,根据可靠度和活跃度计算节点效用,并根据行业时空共存关系预测节点和服务行业相遇概率,以动态选择服务广告代理;最后在社区移动模型下进行了仿真实验,验证了算法的正确性和有效性.     

社交网络中的用户信任链形式化模型

针对传统社交网络缺乏用户关系描述方法的问题,从用户关系角度出发,引入信任作为表征用户关系的要素,提出一种信任链形式化模型(TCFM)。采用形式化语义的方式对用户之间的关系进行描述,将用户关系表示为原子信任链和组合信任链2类关系模型,进而给出TCFM组合信任链中信任度的计算过程以及信任链之间的计算算子。通过实例验证了该模型的有效性。     

随机网络仿真模型及其关键技术的研究

该文在研究通用的、可定制的、能线性逼近被模拟网络相关参数的随机网络生成算法的基础上,定性地推导了各随机网络模型的点度收敛特性,提出并论证了新的概率连通公式及相应的随机网络生成算法,数学推证及模拟实验证明新的随机网络模型在点度的收敛及一致性方面都有更好的表现。文中对所研究的随机网络仿真模型的性能也均做了一定的阐述、模拟和分析。     

组播网络的随机仿真

提出了一种能线性逼近现实网络特性的随机网络生成方法,研究内容包括：推证新的概率连通公式,证明其收敛性,并对模型的仿真效果进行实验和性能分析。事实证明此模型是一种可定制的通用网络仿真模型,较其他仿真模型而言,其收敛性更为优良,且能更加逼真地模拟现实网络的属性。     

基于时间距离与拓扑距离的连通性模型

网络连通性是描述网络性能的一项重要指标.机会传感网络中,节点移动导致网络的拓扑呈动态变化,这使得机会传感网络连通性的表征面临挑战.建立机会传感网络的连通性模型,有助于对机会传感网络的优化和维护.针对机会传感网络拓扑频繁变化的特点,基于时空图理论构建其连通性模型,描述拓扑演化规律;根据消息的可达性,考虑消息传输的时间特性和空间特性,定义了时间距离和拓扑距离,采用统计产品与服务解决方案软件（SPSS）分析其相关性,结果表明,时间距离和拓扑距离无明显相关性;采用网络快照间的时间距离与拓扑距离构建整网连通性模型.实验结果表明,所提出的模型能够从整体上刻画出机会传感网络的连通性;与基于Katz中心性的网络连通度模型相比,该模型能够更好地反映整网连通度的变化.     

面向移动群智感知的多任务分发算法

针对在移动群智感知中基于机会通信完成数据传输会消耗大量时间成本的问题,提出了一种基于中枢节点的多任务分发（HTA）算法。该算法利用节点在移动网络中社交关系属性不同的特点,通过中枢节点选择算法将部分节点作为中枢节点,并将其用于协助任务请求节点分发任务。在任务请求节点与中枢节点相遇时,同时给中枢节点本身和它的从属节点分配任务,并由中枢节点负责向从属节点分发任务与回收任务结果。基于The ONE模拟器进行实验,与在线任务分配（NTA）算法相比,HTA算法时间成本平均降低了24.9%,同时任务完成率平均提高150%。实验结果表明,HTA算法能够提高任务的完成速度,降低时间成本消耗。     

社会网络中基于信任链的主题群组发现算法

针对社会网络中用户群组准确发现难题,提出了一种基于信任链的用户主题群组发现方法.该方法包括3个部分:主题空间发现、群组核心用户发现和主题群组发现.首先,给出了社会网络主题群组的相关形式化定义;然后,通过主题相关度计算发现主题空间,并给出主题空间上用户兴趣度计算方法;其次,提出原子、串联和并联信任链计算模型,并给出主题空间上的信任链计算方法;最后,分别给出主题空间发现算法、核心用户发现算法和主题群组发现算法.实验结果表明,提出的用户群组发现算法相比基于兴趣度的群组发现算法和边紧密度群组发现算法,平均准确率提升4.1%和11.3%,能够有效提升用户群组组织的准确度,在社会网络用户分类识别方面具有较好的应用价值.     

机会网络模拟器ONE及其扩展研究*

网络仿真是DTN网络研究的重要方法和手段。通过对ONE模拟器的开发背景、结构、功能及其应用的介绍,探讨与分析了基于Java环境的DTN网络模拟器ONE的扩展方法,进一步对ONE的不足之处进行了完善和改进,并通过仿真实验证实了改进的ONE对路由性能评价的影响。