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网络中Ferry节点的MSSL路由算法研究

在节点移动规律无法预知、连通性较差的延迟容忍网络中,针对DTN网络的Ferry节点自定位方案,能够有效提高网络中数据信息采集效率.该方案能够在节点移动过程中根据一个修正因子不断对Ferry的移动节点坐标进行调整,最后使坐标收敛到一个可用的范围.通过概率路由算法对Ferry节点的移动路线优化,使得Ferry节点能够在有限时间内最大限度地收集信息.实验证明,该方案通过合适的修正因子调整节点坐标,使路由算法具有良好的稳定性,在节点信息传输率、公平性和延迟性方面有良好的表现.     

面向地面DTN网络的Prophet路由算法的优化与仿真

从地面DTN网络的现实情况出发,分析了会影响传输性能以及成功率的三个要素—节点传输速率、缓存区大小以及平均转发成功率,并针对这三点对传统的Prophet路由协议进行了改进,使得改进后的Prophet-BSAS路由协议在进行下一跳的节点选择时,会优先选择与目标节点相遇概率较高、传输速率较高、缓存区较充足、平均转发成功率较高的节点.经过仿真实验对比,在infocom06真实数据集条件下,相比传统的Prophet路由协议,改进后的路由协议在递交成功率方面提高了8％,在网络开销比方面降低了100左右,在平均跳数方面降低了0.5跳左右.     

DTN中基于时空和社会性的概率路由算法

针对提高传递命中率、减少网络传输延时和网络开销,提出了基于时空和社会性的概率路由算法,称之为 GTSP(Geographical area AND Time Combine Social And Probability)。该算法首先根据节点之间经常以大概率相遇的时间段和地理区域确定每个节点以及节点之间在特定时间段和地理区域上的相遇概率较大的几个节点组成的表和共同朋友节点表;然后节点根据GTSP算法进行移动和转发数据包,从而避免了节点在错误的时间段和地理区域内的移动。仿真结果表明,与Prophet路由算法、SprayAndWait路由算法以及SimBet路由算法相比,所提路由算法在平均传输时延、传递命中率、网络开销方面取得了较大的改善。     

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%。     

基于消息摆渡的DTN路由协议性能评估

通过分析消息摆渡方法对提升稀疏DTN(delay/disruption-tolerant networks)性能的可行性,提出了基于消息摆渡的DTNs的两种路由方案。使用网络模拟方法对多个路由协议在基于消息摆渡的DTNs中的性能作分析比较,实验表明,通过加入消息摆渡节点可以有效提高DTN路由协议在节点分布稀疏情况下的性能。     

一种基于区域划分的DTN路由算法

在DTN网络组成的无向图中,随机运动节点的运动范围会在一段时间内局限在某个连通度高的区域,因此在该时间段内节点应优先处理目标接收节点 与其同区域的消息,而其离开该区域时,应优先交互接收节点在其它区域的消息。由此,提出基于区域划分的DTN路由算法。该算法使用随机实验的方法实现对DTN网络无向图的区域划分,并以节点自身所在区域及消息接收节点所在区域作为消息中转的依据实现DTN消息的路由。实验结果表明,该算法与PRoPHET、Epidemic、SAW相比,能达到较高的消息传输率,并有效降低消息副本的传输与复制。     

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.     

一种基于DTN的震后救援路由新策略

地震灾害发生以后,原有电力系统和通讯设施不能够正常运行,使得搜救人员携带的无线通讯节点设备组成的DTN（Delay Tolerance Network）成为了搜救服务网络的重要组成部分。搜救信息是否能够第一时间传送到数据中心尤为重要,分析了震后救援特性需求,设计了地震救援系统模型,综合考虑搜救网络节点间的时间距和数据信息的权重优先级提出了一种适宜于震后救援的路由新策略,通过实验仿真验证了新策略的实用性,为我国地震震后救援提供参考。     

DTN中一种可抵御异常丢包的安全路由算法

针对异常丢包导致DTN(Delay Tolerant Networks)消息传递成功率降低、时延和开销比增大的问题,提出一种基于可信度的改进DTN安全路由算法。该算法通过收集节点的历史相遇记录,计算并依据节点可信度,在路由转发决策阶段优化转发节点的选择,从而提高消息传递成功率,减少网络资源的浪费,增强DTN抵御异常丢包的能力。仿真实验结果表明改进的算法能够有效抵御异常丢包,综合性能优于典型的DTN路由算法Spray and Wait和Prophet。     

一种新的效用冗余混合DTN路由算法

针对容迟网络(DTN)的高延迟、间歇性连接和资源受限等特点,提出一种新的效用冗余混合DTN路由算法NHRA。根据节点的相遇频率和连通时长等信息估算消息转发效用,指定消息在网络中的最大拷贝数,根据消息转发效用结合基于二叉树的方法来分配消息拷贝任务,实现消息的多路径并行传输,在提高传输性能的同时,有效地控制了网络开销。仿真实验结果表明,与现有相关算法相比,该算法可获得更高的消息传达率,并且花费的通信开销更低。     

DTN中考虑连接时间的概率路由算法

鉴于连接时间对报文能否成功传输有重要影响,提出考虑连接时间的概率路由算法。该算法基于连接时间和历史相遇频率两个因素来估计递交概率,从而大大提高了报文成功递交的概率,减少了报文传输中断的发生。仿真结果表明,与传统的概率路由相比该路由算法具有较高的报文递交概率和较低的网络开销率。     

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。     

位置关联的延迟容忍网络路由算法

提出一种位置关联的延迟容忍网络路由(LRR)算法。引入位置信息,将动态的节点间路由转化为静止的位置间路由,利用节点访问位置的概率信息计算并选择中继位置,无需获取全局的节点间概率信息。实验结果表明,与现有的延迟容忍网络路由算法相比,LRR算法具有较高的传输成功率和较小的平均传输延迟。     

DTN中基于时间因素的拥塞感知路由算法

为了解决散发等待路由算法中,中继节点的选择存在盲目性的问题,提出一种基于时间因素的拥塞感知路由算法CARA。该算法考虑时间因素对转发概率的影响,改进Prophet算法中的转发概率。根据改进的转发概率选择中继节点,动态分配报文转发数目,并以拥塞感知自适应的方式实现拥塞控制的优化。仿真结果表明,CARA算法和网络投递率及延迟表现最好的CS-DTN算法相比,投递率提高了10.21%,延迟降低了7.05%,同网络开销表现最好的BSW算法相比,开销降低了8.16%。     

基于节点相似性的容延/容断网络路由算法

针对容延/容断网络(DTN)网络的时延高、割裂频繁,以及节点缓存和能量受限等网络特性,为提高容延网络的传输率,同时降低网络开销和网络时延,提出了一种基于节点相似性的容延网络路由算法(RABNS)。该算法利用历史相遇信息预测节点未来相遇概率,并且把历史相遇的节点录入为集合,利用集合的交集运算来评估一对相遇节点的相似性,并以此为判定条件控制网络中的副本数量。在模拟器The ONE上采用RandomWaypoint运动模型进行仿真,其中RABNS在消息投递率方面优于PROPHET,网络负载约为PROPHET的50%,较大程度上提高了网络资源利用率;平均时延稍高于Epidemic但低于PROPHET,节点缓存空间大小对算法的平均跳数影响不大,且RABNS的平均跳数约为PROPHET的一半。仿真结果表明,RABNS能有效地限制消息洪泛,获取更高的消息投递率、更低的网络开销和数据时延,因此尤其适用于节点存储空间有限的DTN环境和具有群居特性的社交容延网络中。     

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。     

基于蚁群算法的容迟网络概率路由算法

容迟网络的概率路由算法根据节点与信宿节点之间相遇的概率判断是否转发报文,但相遇概率不能真正准确地反映报文递交成功的概率.针对该问题,提出一种基于蚁群算法的概率路由算法,结合蚁群算法的基本原理改进信息素浓度的更新机制和报文转发机制.仿真结果表明,与传统的概率路由算法相比,改进后的概率路由算法报文递交率较高,开销率较小.     

车联网环境下基于节点认知交互的路由算法

针对车联网（IoV）环境下消息传输效率低下、网络资源开销较大等诸多问题，提出一种适用于城市交通场景下基于车辆节点认知交互的路由算法。首先，依据信任理论提出节点认知交互度的概念，并在此基础上对车联网中的车辆节点进行分类，赋予它们不同的认知交互度初值；同时还引入车辆节点交互时间、交互频率、车辆节点物理间隔距离、间隔跳数以及消息生存时间等影响因子，进而构建了车辆节点认知交互评估模型。基于该模型计算并更新节点的认知交互度，并通过比较对应车辆节点间的认知交互度值来选取认知交互度相对较高的邻居节点作为中继节点进行消息转发。仿真实验结果表明，与Epidemic和Prophet路由算法相比，所提路由算法有效提高了消息投递率并降低了消息投递时延，同时显著降低了网络资源的开销，有助于提升车联网环境的消息传输质量。