ERC2:具有拥塞控制策略的DTN传染路由方法

针对延迟容忍网络（DTN）拓扑结构动态变化和节点存储空间有限的问题,提出一种具有拥塞控制策略的DTN传染路由（ERC²）方法。该方法基于一种动态存储状态模型（DSSM）,节点可通过感知网络状况动态调整节点半拥塞状态的门限降低网络发生拥塞的可能性,增加ACK索引以及消息管理队列,使节点存储状态随着网络负载的随机变化而动态更新并主动删除冗余包,并根据不同拥塞状态结合传染路由和Prophet路由的优点选择单一或混合模式进行消息转发,从而达到预防、避免、解除拥塞的目的,实现节点自适应缓存管理以及网络的动态拥塞控制。在模拟器ONE上采用Working Day Movement模型进行仿真,其中与Prophet相比,ERC²方法在消息递交率上提高66.18%,平均时延降低48.36%,转发次数提高22.83%。仿真结果表明,在拥塞程度不同的场景中,ERC²与Epidemic、Prophet路由算法相比具有更好的网络性能。     

一个适用于DTN网络的拥塞避免与解除方案

DTN(delay-tolerant network,延迟容忍网络)的网络特点及其采用的托管传输机制易造成网络受限资源(如缓存、带宽等)的耗尽,形成网络拥塞,导致网络性能的下降。传统TCP拥塞控制机制不适用于DTN网络。提出了一个全新的适用于DTN网络的拥塞避免与拥塞解除方案。拥塞避免根据在足够小的时间段内DTN链路的传输延迟和传输能力的确定性,建立DTN网络有向多径图,对数据发送速率、接收速率、带宽使用等链路负载分割与约束控制,尽可能地提高网络资源的利用率。拥塞解除在节点存储资源划分的基础上,通过节点内存储资源转换与节点间报文转移相结合的方法,解除DTN网络的拥塞状况。仿真结果显示,与其他DTN拥塞控制机制相比,所提方案具有良好的报文交付率、网络开销等网络性能。     

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。     

DTN拥塞控制研究进展*

容迟容断网络（DTN）专注于解决星际网等下一代网络的数据传输,拥塞控制是其核心问题之一。传统的TCP拥塞控制机制不适用于具有延时长且抖动严重、连接频繁中断、非对称数据流、资源受限等特征的DTN网络,特别是保管传递模式不同于尽力而为服务模型,给拥塞控制机制带来了新的挑战。分析了应对这些挑战已提出的方案,基于节点级拥塞、链路级拥塞和区域级拥塞分别阐述各方案基本思想及其之间的关系,最后进行了总结并给出了DTN拥塞控制技术未来的研究方向。     

基于历史相遇概率的容迟容断网络主动拥塞控制算法

为了解决容迟容断网络(DTN)由于节点拥塞造成网络阻塞的问题,提出了一种基于历史相遇概率的主动拥塞控制算法。该算法提出了参考概率这一概念,可以通过节点的拥塞程度动态调整参考概率的大小,进而控制消息的转发条件,以达到对节点拥塞的避免与控制作用,并且在网络资源出现空闲时,可以提升空闲资源的利用率,提高整个网络的传输效率。仿真结果表明,该算法提高了整个网络的递交率,降低了负载比率及消息丢失率,在实现主动拥塞控制的同时也提升了网络的传输性能。     

基于历史相遇概率的容迟容断网络主动拥塞控制算法

为了解决容迟容断网络(DTN)由于节点拥塞造成网络阻塞的问题,提出了一种基于历史相遇概率的主动拥塞控制算法。该算法提出了参考概率这一概念,可以通过节点的拥塞程度动态调整参考概率的大小,进而控制消息的转发条件,以达到对节点拥塞的避免与控制作用,并且在网络资源出现空闲时,可以提升空闲资源的利用率,提高整个网络的传输效率。仿真结果表明,该算法提高了整个网络的递交率,降低了负载比率及消息丢失率,在实现主动拥塞控制的同时也提升了网络的传输性能。     

DTN网络中PRoPHET路由协议的改进

对DTN网络中PRoPHET路由协议进行了改进,在采用基于效用值来选择DTN路由下一跳的同时,充分利用了临时簇内的端到端的连接.另外,当网络中发生了DTN拥塞时,把拥塞节点上紧急程度低的信息转移到临时簇的周围其它节点,然后传输紧急程度高的信息到拥塞节点.仿真结果表明,与DTN网络中路由协议PRoPHET相比,改进后的路由方法提高了数据包的成功发送率,降低了平均发送延时.     

基于PROPHET路由算法的缓冲区管理

DTN网络一般采用基于消息复制的随机路由策略,由于网络中存在大量的消息副本,因此会导致中间节点缓冲区占用大,出现拥塞。为此,从冗余控制角度出发,基于PROPHET路由算法,设计用于缓冲区管理的3种机制,包括消息副本数量的控制、数据包生存期的动态设置以及已成功传输数据包的主动删除。通过限制消息副本数和删除多余消息,降低网络中消息副本总量,从而减轻节点负载。实验结果表明,在网络资源有限的情况下,上述3种机制能提高消息的成功传输率,降低网络开销。     

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CoAP协议的泛在电力物联网拥塞控制算法

泛在电力物联网具有接入节点数多、设备资源受限的特点,易发生网络拥塞而导致电力信息流丢失、时延过大等问题。基于受限应用协议（CoAP）的泛在电力物联网应用层通信架构,提出一种链路稳定性的CoAP拥塞控制（L-CoCC）算法。通过强、弱和失败消息往返时间来确定网络环境状态并平滑估计超时重传时间（RTO）,根据超时重传次数和消息往返时间抖动值,引入下界RTO限制方法和更新老化概念,避免出现不必要的重传。仿真结果表明,相比CoCoA++和CoAP算法,L-CoCC算法能够提升吞吐量和请求成功率,降低平均端到端时延,有效缓解网络拥塞。     

DTN中依据报文质量的拥塞控制策略

为了解决受限网络环境所带来的低的递交率的问题,DTN（Delay Tolerant Networks）通常采用多拷贝路由（multiple-copy routing）机制来实现报文的有效递交。但在实际情况下,网络中节点的缓存是受限的,当网络中的总报文数大于所有节点的缓存容量和时,网络就发生了拥塞。针对网络拥塞,通过计算节点缓存中的报文质量（Quality of Message）以确定报文丢弃的优先级,合理地丢弃报文控制拥塞。仿真结果显示与其他拥塞控制策略相比,该路由策略能得到更好的网络性能。     

基于接收阈值的容延网络拥塞控制机制

为了减少容延网络的资源开销,研究者提出了单副本转发路由算法.研究发现,这些转发算法导致节点流量负载极度不均衡,使得那些连接度较大的节点产生了拥塞.针对该问题,提出了一种基于接收阈值的拥塞控制机制,可以有效降低节点拥塞.该机制使每个DTN(delay tolerant network)节点根据自身的拥塞状况动态调整自己的拥塞控制机制,而且该机制独立于节点所运行的转发路由算法,不影响路由算法对中继节点的选择,具有很好的普适性.为了验证所提出机制的有效性,将该拥塞控制机制与现有的SimBet路由算法加以结合,提出了具有拥塞控制功能的SimBetCC算法.实验结果表明,SimBetCC算法在取得很好的拥塞控制的前提下,其递交率和递交时延等性能方面均优于具有拥塞控制功能的FairRoute路由算法.     

Reasonable routing in delay/disruption tolerant networks

Delay/disruption tolerant networking (DTN) is an approach to networking where intermittent connectivity exists: it is often afforded by a store and forward technique. Depending on the capability of intermediary nodes to carry and forward messages, messages can be eventually delivered to their destination by mobile nodes with an appropriate routing protocol. To have achieved a successful delivery, most DTN routing protocols use message duplication methods. Although messages are rapidly transferred to the destination, the redundancy in the number of message copies increases rapidly. This paper presents a new routing scheme based on a stochastic process for epidemic routing. Message redundancy is efficiently reduced and the number of message copies is controlled reasonably. During the contact process of nodes in the network, the number of message copies changes, and according to the variability in the number of copies, we construct a special Markov chain, birth and death process, on the number of message copies then calculate and obtain a stationary distribution of the birth and death process. Comparing the theoretical model with the simulation we have performed we see similar results. Our method improves on time-to-live (TTL) and antipacket methods, in both redundancy and delivery success efficiency.     

一种考虑节点拥塞情况的DTN概率路由算法*

容迟网络是一种新型网络,其概率路由算法根据历史相遇频率对相遇概率进行计算与更新,通过相遇概率判断是否转发报文。当节点缓存受限时,在网络中采用概率路由算法使得节点很容易发生拥塞,对报文的传送产生影响。为了减小拥塞对概率路由算法的影响,提出了一种考虑节点拥塞情况的概率路由算法,将节点相遇的概率和节点拥塞的情况综合起来,得到一个报文的递交概率,降低了由于拥塞对网络性能的影响,提高了报文的递交率,减小了报文在缓存中排队等候的时间。仿真结果表明,与传统的概率路由算法相比,在改进后的概率路由算法中报文递交率显著提高,平均延迟也在降低。     

DTN中基于二分散发和等待路由的自适应拥塞控制策略

针对二分散发和等待路由中报文被转发的特点,提出节点首先通过应答交换机制丢弃已被递交到信宿节点的报文,来减少网络中冗余报文的传输;当节点缓存完全占用又需存储新报文时,执行拥塞检测和拥塞避免操作,遍历缓存,找到缓存中拷贝数最小的报文将其丢弃（若此报文正在被传输则丢弃拷贝数次小的报文）直至有足够的缓存空间存储新接收到的报文。通过大量仿真实验及相关数据的分析与比较,说明该拥塞策略能显著提高递交率,减小开销,并对拥塞状况有更好的自适应能力。