移动传感网中基于虚拟货币的路由策略

移动无线传感器网络中,针对节点基于随机运动模型的路由问题,提出一种基于虚拟货币的低能耗路由策略——DTVC。根据节点的属性和数据消息的属性进行买方和卖方的定价并据此选择转发节点。为了提升网络性能,通过控制数据消息的副本数以及对节点的缓存队列中的数据消息排序,把网络中的节点分为源节点和中继节点,只有数据消息的源节点可以复制该数据消息,并依据数据消息的延迟容忍度对消息进行排序,延迟容忍度越小则优先级越高。为了减少网络中的能量消耗,根据sink节点广播的消息删除缓存队列中已经传输成功的数据消息。在Matlab上的仿真实验结果表明,与基于消息容错的自适应数据传输算法（FAD）、基于距离和能量感知模糊逻辑的路由算法（FLDAER）和基于能耗自选演进机制的路由算法相比,DTVC的数据消息投递率至少提高2.5%,平均副本数至少减少25%。     

DTN中基于消息质量度和节点可信度的拥塞控制

DTN(Delay Tolerant Network)具有间歇性连接、资源有限以及拓扑结构随机动态变化等特点,因此会受到网络资源有限和网络拓扑不确定性的限制,极易产生网络拥塞。针对这一问题,提出了一种基于消息质量度和节点可信度的拥塞控制策略CCMQ(Congestion Control Based on Message Quality and Node Reliability in DTN)。该策略主要根据消息的质量度划分消息的优先级,在转发消息时,将优先级高的消息优先转发;在选择下一跳节点时,选择节点可信度高的节点进行消息的转发,并充分考虑中继节点自身的属性;在发生拥塞时,消息质量度小的消息被率先丢弃,同时增加了S-ACK消息确认删除机制,以释放节点的缓存空间,从而有效缓解节点拥塞。仿真结果表明,相比传统的拥塞控制算法,CCMQ在消息递交率、网络负载率和平均时延性能方面都有较大的提升。     

机会网络中基于能量消耗的缓存管理策略

为了减少机会网络中节点的能量消耗,均衡各节点之间能量使用情况,延长网络寿命,提出基于能耗的缓存管理策略。在节点缓存空间有限的情况下,所提出的算法根据周围邻居节点能量的使用情况,动态调整节点用于缓存转发消息空间的大小,从而减少节点在存储-转发过程中的能量消耗。同时,为了避免传统休眠机制的能耗路由算法中由于目的节点休眠而导致消息投递失败的情况,引入了新的Inactive节点状态。实验仿真表明,与定时休眠机制的能耗算法比较,采用基于能量消耗的缓存管理策略能够使得机会网络中所有节点的整体能耗降低50%左右,并且节点之间能耗的标准差降低80%以上。     

节点转发消息能力动态估计的缓存替换策略

机会网络中的节点以“存储-携带-转发”的方式完成消息转发,消息需要在中继节点缓存较长时间以等待通信机会,高效的缓存替换策略能够提高有限缓存空间的利用率。提出一种基于节点转发消息能力的自适应缓存替换策略。通过动态地感知当前的消息传输状态,并根据其在此节点中的停留时间和消息转发状态,估计节点对该消息的转发能力,进而调整消息的转发以及删除优先级。结果表明所提出的缓存替换策略能够有效提高消息的成功投递率,并大幅度地降低网络负载率。     

DTN中基于节点价值的效用路由算法

为了解决延迟容忍网络(DTN)中传统路由算法中消息被分配的网络资源不均衡及节点负载不均衡问题,结合消息效用值提出了一种基于节点价值的效用路由算法。算法根据动态改变的消息效用值选择最高优先级的消息(具有最小TTL和到目的节点最短距离的消息)进行转发,以使得为每个消息分配的网络资源相对均衡;同时,根据节点的价值(与节点速度和剩余缓存有关)选择下一跳节点,以平衡每个节点的负载;另外,算法还采用了一定的消息管理机制及时清除缓存空间。通过仿真实验及性能分析表明,该算法在传输成功率、传输延迟和网络开销上都有明显的改善。因此,通过充分利用网络资源提高了算法的整体性能。     

基于节点运动预测的社会性DTN高效路由

延迟容忍网络是一种缺乏持续连接的新型网络体系结构,采用存储-携带-转发的路由方式进行消息的转发.考虑到节点的特性及运动模式,基于分簇、社会网络的路由协议已成为近年来的一个研究热点.该文分析现有基于分簇、社会网络的路由算法的缺陷及社会网络的特点,提出了一种新型的混合路由算法CS-DTN(Clustering&Social Delay Tolerant Network):预测节点间的相遇概率并据此对节点进行分簇,簇内根据节点间相遇概率限定消息的副本数量,将消息以二分喷射的方式转发到更可能到达目的节点的中继节点;簇间对节点进行运动预测并结合节点的特性将消息不断地转发到更接近目的节点的中继节点.不同于已有的基于分簇、社会网络的路由算法,CS-DTN从多个角度结合了节点自身及节点间的特性,更考虑了对节点的运动预测,降低了由不必要的消息转发带来的资源浪费,同时也能更高效地将消息投递到目的节点.仿真结果表明CS-DTN较为明显地提升了消息的成功投递率并降低了消息的平均端到端延迟,在缓存足够的前提下,CS-DTN可以实现高达95%的投递率,而在资源有限的情况下也能获得80%以上的投递率.     

DTN中适用于节点环境状态的拥塞控制管理策略

针对容迟网络中节点存储空间有限从而出现大量丢包情况的问题,本文提出了一种适用于节点环境状态的拥塞控制管理策略(congestion control management strategy suitable for the state of the node environment, NEMS):该策略由节点间位置差异相关的控制保留策略和节点自差异相关的丢包策略构成.首先根据节点剩余缓存空间的大小判断节点是处于忙碌状态(BS)还是崩溃状态(CS),当节点处于BS状态时,节点间位置差异相关的控制保留策略结合门限度和连接活跃值的概念分析是否留存新消息.节点自差异相关的丢包策略利用熵权法动态计算各个节点中不同消息属性权重,得到消息丢弃优先级.当拥塞发生,优先删除丢弃优先级大的消息.同时,引入ACK反馈机制,消除网络中已成功投递的冗余消息.仿真结果表明,与无缓存管理的路由策略相比,加入NEMS后使得消息成功投递率增加了约100.93%～200.67%,网络负载降低了约76.05%～81.42%.     

节点缓存感知的DTN概率路由算法

针对DTN网络中节点缓存资源有限的问题,为提高网络中节点缓存利用率,提出考虑节点缓存剩余率的概率路由算法。根据网络中节点缓存剩余率划分节点状态,针对不同状态节点采取相对应的消息转发机制,在此基础上调整消息丢弃策略和冗余副本删除策略。仿真结果表明,与PROPHET、Epidemic等路由算法相比,该算法能够有效提高网络通信性能,实现消息递交率和网络开销等关键指标的优化,将平均时延控制在可接受的范围内。     

节点能量敏感的容迟/容断网络概率路由算法

针对容迟/容断网络(DTN)中节点能量受限的问题,提出一种节点能量敏感的概率路由算法。该算法将网络中的节点划分能量状态,针对不同能量状态的节点采取有区别的消息转发机制和节能的缓存管理策略,实现消息交付率与网络能耗之间的平衡。仿真结果表明,与其他几种算法相比,该算法能够在低能耗的基础上提高消息交付率并降低网络开销,具有较长的网络寿命。     

ISM:新一代绿色机会网络设备的缓存管理策略

由于机会网络环境中两个节点连通时间的限制,消息传输数量往往不能达到理想值。对此,提出一种缓存管理策略ISM(Intelligent Subsection Management),并根据该缓存管理策略提出了一种具有消息副本辐射分发特性的改进路由算法。通过ONE模拟器仿真实验证明,ISM缓存策略在实现网络中消息副本数的公平性的同时兼顾了实效性,改进的路由算法在不同的环境中较Prophet和Epidemic等经典路由也都具有很好的性能。     

基于平均传递概率的容迟网络路由算法的设计

为了提高容迟网络的传递率、降低传输延迟、对节点缓存进行更有效的管理, 结合已有的PROPHET和Spray and Wait算法, 提出了一种基于平均传递概率的容迟网络路由算法RAB-ADP。在该算法中设置了一个与时间有关的平均传递预测概率参数进行消息转发的决策, 解决了PROPHET算法容易产生路由抖动的缺点。算法综合利用了复制和知识两个属性, 采用{MOPR; FIFO}队列策略组, 通过消息传送完毕的ACK确认信息进行缓存管理和网络中冗余消息副本的删除。仿真实验表明, 该算法在节点缓存大小不同以及网络中节点数目不同的两种情况下, 传递率和路由开销比率的性能均优于其他经典路由算法。     

基于社区的机会网络冗余效用混合转发机制

针对机会网络主流路由协议没有考虑到节点的社区特性,提出了一种基于社区的冗余效用混合转发机制。该算法从合理降低洪泛度和准确预测效用值方面出发,通过消息筛选、消息优先级和活跃节点机制对消息进行有效处理和转发。与经典的Epidemic和Prophet算法相比,该算法具有消息传达率较高、传输延时小和网络开销低的特点。     

容迟容断网络路由协议研究

容迟容断网络近年来得到了广泛的研究和应用.容迟容断网络中源节点和目的节点之间不存在持续稳定的端到端路径,因而传统网络的路由协议无法适用于容迟容断网络.为了完成容迟容断网络消息传输,采用基于存储-转发的路由机制.容迟容断网络路由协议性能受链路生存时间、节点缓存大小以及网络中节点移动模型等影响.对容迟容断网络路由协议的研究和进展进行了较为深入的探讨,对主要路由协议的性能进行了比较,并总结了未来的研究方向.     

稀疏机会网络中基于固定中继节点与消息相关性的缓存管理策略

针对稀疏机会网络中固定中继节点和移动节点间的相遇频率以及缓存资源的差异性问题,在多副本路由协议中,提出一种结合固定中继节点重要性和消息相关性的缓存管理策略。该策略通过交互固定节点和移动节点的接触信息和消息队列信息,减少固定中继节点缓存中冗余消息的数量,从而合理地利用固定中继节点的缓存资源。仿真结果表明,所提的缓存管理策略能够在保证消息传输成功率的基础上提高固定中继节点缓存空间的利用率。     

DTN中基于Epidemic路由的拥塞控制策略研究

DTN(Delay Tolerant Network)网络具有间歇性连接、存储容量有限等特点,因而极易耗尽有限的网络资源,导致网络拥塞,降低网络性能。针对这个问题,在Epidemic路由算法基础上提出一种基于消息冗余度和节点缓存空闲率的拥塞控制策略RBCCS(message redundancy and node buffer residual rate-based congestion control strategy)。该策略要求发送节点以本身缓存空闲率为阈值,只将消息递交给缓存空闲率大于该阈值的邻居节点,避免盲目洪泛。此外,提出综合考虑消息生存时间、消息已转发次数和消息接收时刻的消息冗余度的概念。根据消息冗余度来优化缓存管理策略,拥塞发生时,冗余度大的消息被率先丢弃,使得拥塞节点获得足够容纳新消息的空间。仿真结果表明,应用该策略的Epidemic路由算法能使平均时延降低6.8%,消息递交率提升15.8%,开销率降低14.4%。     

基于位图传递的机会网络免疫机制

在机会网络中,大多数路由机制采用多副本传输,当消息已经投递成功后,消息副本仍然保留在节点缓存中。通过免疫机制,节点自动删除缓存中已经成功投递的消息副本,并拒绝接收已投递的消息。分析几种免疫机制,提出一种基于位图传递的机会网络免疫机制:(1)以确认位图来表示消息的投递情况;(2)节点相遇时首先交换彼此的确认位图,根据确认位图删除本地冗余消息;(3)每个节点保留一个既往消息信息,通过既往消息减少确认信息的传递。仿真结果表明,该免疫机制能简单高效地转发确认信息,及时删除冗余消息,降低负载率、平均时延,提高消息投递率。     

一种间歇性连接移动网络自适应路由协议

为提高间歇性连接移动网络的消息发送效率,提出一种基于移动自组网OLSR协议的自适应路由协议ARPBO。ARPBO在网络连通时通过OLSR协议快速转发消息;在网络中断时对OLSR协议进行扩展,从消息发送节点的局部连通网络中有效选择下一跳节点,然后通过延迟容忍网络的"存储-携带-转发"机制转发消息。实验结果表明,该路由协议能够在网络存在间歇性连接时获得较高的传递成功率和较低的传递时延。     

基于机会网络的消息传输系统

机会网络不需要源节点和目标节点之间存在完整链路,利用节点移动带来的相遇机会实现通信,是目前的研究热点之一。设计了一种基于机会网络的信息采集与消息传输系统BlueChat。一方面,系统采集节点相遇信息,构建路由信息表,并且可以作为机会网络中节点移动轨迹建模、社团划分、消息转发策略研究、网络QOS研究等的原始数据;另一方面,系统可以采用不同的消息队列管理策略,通过节点的移动,以“存储-携带-转发”的路由模式实现节点间消息的传输。通过对系统进行连续3个月,50个以上节点,长时间、大规模的测试,并分析采集到的数据,得出消息交付率在95%以上,满足特殊情况下的节点通信需求。     

DTN中一种网络状态感知的概率路由算法

容迟/容断网络(DTN)是一类支持在大时延、链路间歇中断等受限条件下进行通信的新型网络体系.针对DTN中由于节点移动性、缓存空间受限等而不能保证消息可靠传输的问题,提出一种网络状态感知的概率路由算法NSAPR(network situa-tion-aware probabilistic routing algorithm).该算法依据节点之间的历史接触成功率获取网络状态信息,在转发决策时引入接触成功率的影响,并根据网络状态采取自适应的参数选取策略进行消息的转发和副本的删除,同时进行相应的队列管理和拥塞控制,从而优化中继节点的选择和减少对网络资源的浪费.仿真实验表明,与现有其他几种算法相比,该算法能够在不同网络状态下提高消息交付率并降低网络开销,具有较好的网络适应性.     

基于信任机制的机会网络安全路由决策方法

提出一种基于信任机制的机会网络安全路由决策方法TOR,该方法在节点中引入信任向量的数据结构,记录节点携带消息能力的信任度.采用层状硬币模型和数字签名机制,在消息传递过程中将节点签名的转发证据动态捆绑到消息包上,依靠消息携带方式实现证据链的采集.周期性地将具有签名和时间戳的信任向量表通过洪泛方式反馈到网络中,在每个节点,迭代形成一个由多维行向量集组成的只读可信路由表TRT,作为选择下一跳节点和副本分割策略的决策依据.在节点相遇时,选择信任度比自身大的作为下一跳转发节点,消息沿着信任梯度递增的方向传递.实验结果表明：与现有路由算法相比,TOR算法能够有效抑制恶意节点和自私节点的破坏行为,且具有较高的消息传递成功率和较低的消息转发平均时延,对缓存空间和计算能力要求较低.