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.     

延迟/中断可容忍网络研究进展

DTN网络是一类延迟/中断可容忍网络,具有长延时、某一时刻不存在端到端链路或者链路频繁中断、节点存储/计算能力低等特点,与现在的地面有线网有着根本的区别,所以现有网络协议,如TCP协议等无法满足DTN网络应用.在介绍DTN网络起源和特点的基础上,详细描述了DTN网络中几个典型的网络协议;比较了不同的DTN网络路由算法;对DTN网络在深空探测、野生动物研究、湖水质量检测、偏远地区通信等领域的应用作了介绍;最后对DTN网络未来的研究趋势进行了分析与展望.     

DTN网络中ED算法的分析与改进

详细研究了延迟容忍网络（DTN）的一种确定性路由算法-ED（Earliest—Delivery）,分析了其计算延时开销函数,并在此基础上充分考虑了传播延时、节点之间链路的连接规律,引入链路连接状态表来选取璐由决策时刻,优化延时开销的计算。实验结果表明,改进后的ED算法可以有效地降低延时,提高路由成功率。     

基于DTN历史队列预测的单播路由算法

容迟容断网络（delay tolerant networks, DTN）具有连接频繁间断、高延迟、高误码率、高丢包率等特点。良好稳健的路由算法是提高消息转发成功率、降低延迟和能耗、提高DTN通信能力的重要因素。为此设计了一种基于历史队列预测的单播路由算法（earliest deliver based on historical orderliness prediction, EDHO）。仿真结果表明该算法可有效地提高DTN消息传递的可靠性。     

容迟网络中低资源消耗Advanced Epidemic路由算法

容迟网络（DTN）架构涵盖无线传感网络、Ad Hoc网络等,但其中高效节能的路由算法是一个亟须解决的问题。 与传统网络相比,DTN路由的主要目的是最大化消息送达的可能性。Epidemic算法简单但网络资源消耗较高。针对消息自身因素、连接机会、连接稳定性等方面进行改进,并在对仿真平台ONE的分析基础之上,对算法进行性能分析,总结出算法的优缺点。     

多QoS约束的多播路由协议

随着高性能网络、移动网络及Internet的不断发展,具有QoS约束的多播路由技术已成为网络及分布式系统领域的一个重要研究课题.研讨了具有多QoS约束的多播路由问题,其中主要包含延迟、延迟抖动、带宽、代价等QoS约束.描述了一种适应于研究QoS多播路由的网络模型,提出了一种具有多QoS约束的多播路由协议(multicast routing protocol with multiple QoS,简称MRPMQ).MRPMQ试图有效减少生成多QoS约束的多播树的开销.在MRPMQ中,一个多播组成员能够动态地加入/退出一个多播会晤,且不干扰现有的多播树.给出了该协议的正确性证明和复杂性分析.仿真实验结果表明,MRPMQ为多QoS约束多播路由提供了一种新的有效途径.     

抗毁的混合移动自组织网路由策略

针对战场毁伤条件下移动自组网（MANET）普通路由算法性能下降的问题,在含有抗毁增强节点的混合MANET网络中,融合了普通MANET路由和容迟网络(DTN)路由设计了抗毁性增强路由协议STHR,并且为了降低网络负载和冲突对STHR中抗毁增强节点的选取算法进行了设计。在网络遭受毁伤甚至出现分割情况下,MANET路由扩展环无法到达目标节点,但借助具有区域覆盖特性的抗毁增强节点转入DTN路由,可以保证在一定时延容忍前提下,仍能保持较高的分组投递率。通过ONE仿真平台实验,结果表明在毁伤情况下,STHR的分组投递率要优于AODV路由,而路由时延低于DTN喷雾等待路由。     

基于DTN的空间网络互联服务研究综述

空间通信需求的迅猛增长促使空间通信向网络化和天地一体化的方向不断发展.空间网络具有子网异构、网络拓扑不断变化、链路传输延迟大、链路误码率高等特点.TCP/IP网络协议族需要连续稳定的网络连接和较短的传输时延,空间网络不能满足这些条件,因此相关协议不能直接应用于空间网络.延迟/中断容忍网络(delay/disruption tolerant network,DTN)是一种通用的面向消息的覆盖层网络体系结构,能够适应空间网络的特点,是实现空间网络互联的有效连接方式.首先阐述了DTN应用于空间网络互联服务(space internetworking service,SIS)的体系结构,分析了组成要素和工作模式,包含协议栈构成、消息转发机制、命名与寻址机制等,介绍了支撑空间DTN应用的LTP(licklider transmissionprotocol)协议,并给出了火星探测场景实例;然后针对路由机制、安全机制和服务质量控制3个重点研究方向,阐述了关键技术和进展情况,分析了存在的问题和下一步的研究方向;然后介绍了相关的开发、实践和飞行验证项目;最后分析了在中国开展基于DTN的SIS研究及应用前景.     

容延容断网络路由技术

作为一种新型的体系结构,容延容断网络(delay/disruption tolerant network,简称DTN)近年来得到了广泛的研究与应用.由于其面临的应用环境极为特殊,传统网络的路由协议无法适用于DTN,各种针对DTN的路由技术相继提了出来.在对DTN路由进行形式化分析以后,提出了路由技术的分类方法,然后着重分析并比较了当前一些较为重要的路由技术的核心路由机制和特点.最后总结DTN路由技术的研究现状以及存在的问题,指出未来路由研究的重点.     

基于Q学习的蚁群优化水声网络协议

针对水声通信中数据传输延时高且动态适应性弱的问题, 提出了一种基于Q学习优化的蚁群智能水声网络路由协议(Q-learning ant colony optimization, QACO). 协议包括路由行为和智能决策部分, 在路发现和维护阶段, 依靠网络智能蚂蚁进行网络拓扑环境的构建和节点之间的信息交换以及网络的维护. 在Q学习阶段, 通过定量化节点能量和深度以及网络传输延时学习特征作为折扣因子和学习率, 以延长网络的生命周期, 降低系统能耗和延时. 最后通过水声网络环境进行仿真, 实验结果表明QACO在能耗、延迟和网络生命周期方面都优于基于Q学习辅助的蚁群算法(Q-learning aided ant colony routing protocol, QLACO)和基于 Q-learning 的节能和生命周期感知路由协议(Q-learning-based energy-efficient and lifetime-aware routing protocol, QELAR)和基于深度路由协议 (depth-based routing, DBR)算法.     

A hybrid multiple copy routing algorithm in space delay-tolerant networks

With the development of technology and applications in space delay-tolerant networks (SDTNs), increasing attention has been paid on the routing technologies between different DTN nodes. This paper proposes a novel hybrid multiple copy routing (HMCR) algorithm that can be applied not only to deterministic space scenarios but also to opportunistic space scenarios. HMCR combines contact graph and delivery probability metrics to make forwarding decisions. In order to verify the new HMCR algorithm’s performance, research work has been carried out to prove its availability in SDTNs. The analysis and simulation results show that, compared with other algorithms such as contact graph routing (CGR), Epidemic, and PRoPHET, the new HMCR algorithm performs well in the areas of message delivery ratios, average end-to-end delays, and transmission overhead, which proves to be suitable for highly dynamic SDTNs.     

延迟／中断容忍网络发展研究

延迟／中断容忍网络（DTN）具有长延时、某一时刻不存在端到端链路或者链路频繁中断等特点,作为一种新型体系结构,近年来受到广泛关注与研究。介绍了DTN网络的研究现状,分析了其体系结构特点,详细描述了目前DTN关键技术包括网络协议、路由与安全机制方面的研究进展及面临的挑战,最后介绍了DTN在深空探测、军事通信等领域的应用,指出了DTN在未来通信网络发展中的作用。     

一种基于时隙划分的三层卫星网络QoS路由协议

提出了一种基于低轨/中轨/高轨（LEO/MEO/GEO）卫星网络体系结构（TLSN）和时空分割思想的QoS路由协议（TDRP）,详细阐述了时空分割思想和时隙优化方法,重点研究了QoS路由的实现框架和路由算法（BDA）的实现原理.在此基础上,卫星网络体系结构和路由协议的性能得到了详细分析和仿真验证.相同负载情况下,TLSN中端到端时延和时延抖动性能明显好于LEO卫星网络;同Dijkstra算法相比,BDA算法在端到端时延、时延抖动、丢包率、吞吐量方面具有更好的QoS保证能力.     

高速因特网中含卫星单向链路的路由研究

由于多数卫星地面站只具有接收能力而形成了单向链路,无法应用现有的路由协议.为了解决含有卫星单向链路的路由问题,首先针对卫星直播系统的拓扑结构建立了网络模型,并在简化模型的基础上提出了基于环路发现的链路状态路由算法和一种基于服务器的协议--SERP(sever-based routing protocol).通过证明路由算法的收敛性,并利用Network Simulator工具对协议进行仿真的结果,得出SERP的正确性和具有协议开销小的特点,可用以支持在高速因特网中集成宽带卫星网络的动态路由.     

容迟网络广义k选播路由资源分配模型

容忍网络（DTN）协议现用于缓解移动网络频繁中断和网络分割造成的性能不稳,其核心之一是资源分配。然而在公共交通工具移动网络或物流环境中,现有路由算法的先验知识具有时间的概率不确定性,降低了资源分配效率。提出广义k选播,在许可时间段内对k个路由器之间进行路由和资源分配,分散其时间不确定性的偏差程度。而接入路由器信息矩阵可决定广义k选播集,从而实现对多个目的地的托管传送。在此基础上进一步提出路由资源分配的概率不确定模型。仿真验证其传输性能和鲁棒性整体优于DTN多播路由方案。     

容延容断网络研究及进展

容延容断网络(Delay/Disruption Tolerant Networks, DTN)是基于星际网络而提出的一种异于传统网络的抽象网络模型。从网络协议、路由算法、组播和安全机制4个方面综述DTN的研究概况及进展,分析各种协议、算法、机制的性能及特点并进行比较,指出DTN研究面对的挑战和进一步发展方向。     

Opportunistic forwarding for user-provided networks

Abstract

We study opportunistic forwarding in a community-based networking paradigm where mobile users and shared access points (SAPs) collectively provide Internet access to users (mobile or not), including those in areas where other connectivity options are not available. Our approach is based on an efficient interoperation of two challenging network types: the opportunistic and the user-provided networks (UPNs). This requires a re-evaluation of the existing assumptions regarding inter-contact patterns and their alignment to this hybrid environment. We confirm our arguments with numerical results from a stochastic model as well as experimental scenarios with realistic parameters using the ONE simulator. Our experiments are based on a reference routing algorithm we designed and implemented that extends the spray ’n focus protocol and exhibits the following characteristics: (i) is oriented to this integrated environment; (ii) employs delay-tolerant networking (DTN) technologies along with contact prediction; and (iii) is independent of the deployed UPN approach. According our results, the proposed methodological approach achieves lower communication overhead, latency and storage requirements compared to representative opportunistic routing algorithms.     

卫星路由算法研究

对目前几种主流的组网技术,包括异步传输模式(ATM),网际互连协议的协议栈(IP),多协议标签交换(MPLS),卫星网络与地面网络的网络构成、拓扑以及通信时延等特点作了分析比较,同时对地面网络上的主要的路由算法进行了分析,主要包括距离向量算法和链路状态算法等：给出了运行于卫星网络上的路由算法,并对路由算法的三种策略进行了分类分析,其中基于虚拟拓扑路由策略的路由算法多用于基于像ATM等面向连接的网络;而采用虚拟节点概念的路由算法常用于基于IP的路由;基于拓扑依赖策略的路由算法,对于特定的星座网络将会有较高的效率。     

天地一体化网络关键技术研究综述

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地一体化网络面临路由扩展性、传输稳定性等技术挑战.针对天地一体化网络的研究挑战,从网络架构、路由、传输和基于组播的内容分发等方面介绍了国内外的研究现状,并展望了天地一体化网络的发展趋势.     

基于社会性的DTN网络路由算法研究

针对DTN网络中的消息传输问题,结合概率路由算法PROPHET和社会性路由算法SimBet的基本思想,提出一种DTN网络路由算法——ProSimbet。在选择转发节点时,综合考虑基于历史相遇记录的概率估计和节点的社会性这2个指标,从而降低消息转发次数。实验结果表明,在密集数据集INFOCOM06上,ProSimBet、SimBet、PROPHET和ER这4种路由算法的消息成功转发数目比较接近。在稀疏数据集MIT上,ProSimBet在消息转发次数上比SimBet降低26.1%,在消息成功转发数目上比PROPHET提高7.83%。