基于CTCP的动态调整拥塞控制算法

空间网络具有传播延时长、信道丢包率高等特点,使得传统的地面路由协议TCP协议难以适应于空间网络。CTCP是一种结合网络编码技术的新型传输协议,实验表明在高丢包率的空间网络环境中的性能要优于传统的TCP协议。但由于CTCP的拥塞控制方式类似于TCP-Reno,拥塞窗口的调整是静态设定的,使得CTCP的拥塞控制机制在多变复杂的空间网络环境效果并不理想。本文提出一种基于CTCP的动态调整拥塞控制算法H-CTCP,通过对空间网络中的可用带宽进行实时估算,动态设定拥塞窗口。实验证明,改进后的拥塞控制算法更能适应高丢包率的空间网络环境,大大提高CTCP的传输性能。     

Optimized Tuning of LOADng Routing Protocol Parameters for IoT

Interconnected devices and intelligent applications have slashed human intervention in the Internet of Things (IoT), making it possible to accomplish tasks with less human interaction. However, it faces many problems, including lower capacity links, energy utilization, enhancement of resources and limited resources due to its openness, heterogeneity, limited resources and extensiveness. It is challenging to route packets in such a constrained environment. In an IoT network constrained by limited resources, minimal routing control overhead is required without packet loss. Such constrained environments can be improved through the optimal routing protocol. It is challenging to route packets in such a constrained environment. Thus, this work is motivated to present an efficient routing protocol for enhancing the lifetime of the IoT network. Lightweight On-demand Ad hoc Distance-vector Routing Protocol—Next Generation (LOADng) protocol is an extended version of the Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) protocol. Unlike AODV, LOADng is a lighter version that forbids the intermediate nodes on the route to send a route reply (RREP) for the route request (RREQ), which originated from the source. A resource-constrained IoT network demands minimal routing control overhead and faster packet delivery. So, in this paper, the parameters of the LOADng routing protocol are optimized using the black widow optimization (BWO) algorithm to reduce the control overhead and delay. Furthermore, the performance of the proposed model is analyzed with the default LOADng in terms of delay, delivery ratio and overhead. Obtained results show that the LOADng-BWO protocol outperforms the conventional LOADng protocol.     

Randomized dynamic route maintenance for adaptive routing in multihop mobile ad hoc networks

Several approaches have been proposed for designing multihop routing protocols in mobile ad hoc networks (MANET). Many of them adopt a method, called flooding, to discover a routing path. Due to the time-varying nature of the route in MANET, the discovered route needs to be dynamically maintained for optimality in terms of traffic load, hop-distance, and resource usage. It is easy to see that flooding incurs significant overhead and hence is inappropriate for the dynamic route maintenance. In this paper we propose a randomized, dynamic route maintenance scheme for adaptive routing in MANET. The scheme makes use of a nomadic control packet (NCP) which travels through the network based on a random walk, and collects its stopovers as a traversal record. The NCP uses the traversal record to probabilistically provide the nodes with clue for routing path updates. From the clue, the nodes can find the routing path update information that is up-to-date and optimal (less-loaded and shorter), thereby adapting to the dynamic network topology and traffic load conditions. We present an analytical model for measuring the effectiveness of NCP in terms of its frequency of visits and probability of finding the clue from the NCP traversal record. The proposed randomized scheme serves as a routing protocol supporting layer and can be easily applied with minimum modifications to the existing on-demand routing protocols such as AODV and DSR. In our experimental study, we modified the AODV protocol to maintain routing paths using NCPs’ traversal record. Simulation results show that NCPs help the routing protocol to notably reduce average end-to-end packet delay with increased route optimality and better control on traffic congestion.     

一种具备实时意识的Ad hoc路由协议

在任何类型的网络中,影响实时数据传输的因素无非是传输的延迟和包的丢失.Ad hoc网络拓扑结构的动态变化使得实时业务的服务质量(QoS)更难得到保障.包的丢失不仅会造成包的错误,还会为后继的包的传输带来错误[1].当今适用于Adhoc网络的路由协议都是针对大规模的Ad hoc网络,并且都趋向于减少路由开销,相应的带来很多影响数据实时性的弊端.本文会分析找出这些弊端的来源并加以改进,提出一个简化的实时DSR协议-MRDSR.仿真实验证明,MRDSR降低了传输的丢包率,降低了点到点的延迟.     

低开销负载均衡的改进型TORA协议

针对无线传感器网络拓扑快速变化、链路易拥塞断开，存在路由开销大、负载不均衡、网络生命周期短等问题，提出低开销负载均衡的改进型TORA（TORA-p）。通过定义网络变化率参数，自适应调整互联网封装协议（IMEP）中OBM包的最大重发次数，减少不必要的路由维护开销；同时，结合MAC层信息，定义链路可用性优化选路方式，自动平衡网络负载，避免关键路径和节点负载过重而过早死亡和断开。使用truetime2.0平台设定特定的仿真环境，对TORA-p算法的性能进行了详细比较分析，结果表明：TORA-p均衡了网络负载，提升了网络生命周期，同时也减少了路由开销和延时，展现出了较好的数据传输能力。     

移动自组网路由局部修复算法的研究

移动自组织网(mobile ad hoc networks,MANET)的多跳的无线连接、动态拓扑和有限的带宽等特征,给其路由协议带来了很多挑战.当多跳路径失效时,路由协议需要对其进行修复.已有的修复机制需要很多的开销和很长的端到端时延.在此修复机制的基础上,提出了一种新的路由局部修复算法,将修复尽量限制在断链的局部范围内,以减少对链路断裂的反应时间和降低路由维护的开销,而且不用考虑失效链路在整个路由上的相对位置,都可以对其进行修复,提高了处理失效链路的能力,有利于提高MANET的可扩展性.仿真表明,这种新的路由局部修复算法明显地提高了网络多方面的性能.     

有约束的动态局部化查询优化Ad Hoc网络DSR协议

Ad Hoc网络DSR路由协议因采用泛洪机制导致较高路由开销,提出一种有约束的局部化查询优化方案,称为LDSR协议。在原有DSR协议基础上,以小世界理论确定局部化查询跳数上限,以移动网络保持连通的临界传输半径和移动节点的最大移动速度确定路由有效时间,在两个约束条件下LDSR协议利用动态选择机制实现局部化查询,形成局部泛洪。仿真表明,LDSR协议在路由负载较大和网络移动性较高的情况下可以大大减小路由开销和平均端到端时延,而分组成功传送率损失很小。     

Applying link stability estimation mechanism to multicast routing in MANETs

Mobile ad hoc networks are self-organizing network architectures of mobile nodes. Node mobility causes network topologies to change dynamically over time, which complicated important tasks such as routing. In this paper, a novel link stability estimation model based on received signal strength indication is proposed. We have integrated this model into MAODV and present a stability-based multicast routing protocol termed as SMR. SMR can discover more available stable routes and better adapt to network topology changes. Simulation results show the superiority of SMR over the existing methods in terms of packet delivery ratio, average end-to-end delay and routing packet overhead.     

Ad Hoc网络中基于DRMR协议的拥塞控制方案

近年来，Ad hoc网络的组播路由协议研究受到广泛关注，但在大规模应用之前必须解决拥塞控制问题.目前已经提出了许多组播路由协议，其中动态广播环组播路由协议（DRMR）在降低控制开销的基础上，能够取得较好的分组递交率和扩展性,但DRMR没有考虑大数据量时的拥塞控制策略，本文提出了DRMR协议上的拥塞控制方案，包括拥塞检测、反馈通知和速率控制一套完整的拥塞控制机制，给出了各参数的计算公式和算法,最后，利用NS2仿真软件对扩充的DRMR协议进行仿真，结果表明，扩充的DRMR协议较好地保证了在高负载下的服务质量．     

神经网络预测Ad hoc节点流量的路由协议

提出了一种基于神经网络预测模型对网络流量负载进行预测的负载均衡协议NNP-LBRP（Load-Balanced Routing Protocol based on Neural Network Prediction model）,该协议利用RBF神经网络预测模型对Ad hoc网络中的节点流量负载进行预测,根据预测到的下一时刻的流量负载状况,在节点出现拥塞之前提前更换路径,避免中间节点出现拥塞,以此来提高网络的性能。协议中的流量值是以MAC层接口队列长度来衡量,负载均衡中的负载是流量负载。另外,协议在目的节点处采用了延迟应答策略,即在多路径中选择负载最轻的路径应答,对改善网络的性能也有一定作用。仿真结果与AODV路由协议进行比较,数据包投递率提高了约10%;平均端到端延时平均降低了27%;网络开销平均降低了26%。     

基于拓扑维护的自适应多信道Ad Hoc路由协议

提出了无线移动Ad hoc网中一种基于拓扑维护的自适应多信道路由协议：MOLSR-TM,谊协议把拓扑维护状况感知和自适应控制算法引入OLSR以调整HELLO消息的发送频率和邻居记录表、拓扑记录表的刷新频率,从而增强节点掌握网络拓扑的能力,改善路由表项不全导致的分组寻路失败问题。性能分析和仿真结果表明：MOLSR-TM能改善节点的拓扑维护状况,增强动态拓扑适应能力,提高数据成功率、端到端时延和网络吞吐率等性能。     

基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议

针对Ad Hoc网络拓扑结构多变、网络生存时间受限及数据包分组传输效率低下等问题,本文借鉴萤火虫群优化算法的思想,提出了一种基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议。路由协议用萤火虫优化算法的荧光素强度的更新规则与无线自组网络中的节点移动速度、拥塞程度、节点剩余能量及节点间的距离等因素相互映射,改进萤火虫群优化算法中的搜索萤火虫、驻留萤火虫及回溯萤火虫用于完成Ad Hoc网络中路由协议的路由发现、路由选择及路由维护等过程,整个协议无须传送大量的控制分组,即可实现Ad Hoc网络的稳定。仿真实验结果表明,与AODV及基于蚁群优化的路由算法AntRouting协议相比,本文所提出的路由协议在端到端延时、分组数据传输率及网络生存时间上均有良好的性能。     

无人机自组网按需寻路的可靠OLSR协议

无人机自组网应用场景中,针对OLSR(Optimized Link State Routing)协议在数据通信阶段,无人机快速移动可能引起通信链路中断,并且OLSR协议没有链路维护机制,导致发包成功率降低和时延增加.在节点入网阶段,无人机无法及时获取全网拓扑信息,导致通信失败.本文借鉴AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector)路由协议中按需寻路思想,提出一种按需寻路的可靠OLSR协议.该算法提出了两个优化思路:基于TC全网寻路机制和基于HELLO邻居寻路机制,通过增加路由获取途径,维护多跳链路的稳定性.通过仿真实验将该协议与现有协议进行比较,实验结果表明,该协议在不增加控制开销的前提下,提高网络的发包成功率,端到端时延和吞吐量.     

一种无人机自组网DSR协议优化方法

针对DSR协议的路由优化问题,结合无人机网络的特点,提出一种基于萤火虫算法的无人机自组网DSR协议优化方法。该方法综合利用节点的能量消耗、缓冲拥塞、移动速率和传输损耗构建萤火虫的适应度函数,根据适应度函数来衡量萤火虫的荧光亮度,通过萤火虫初始化、萤火虫移动和更新荧光值等阶段的路由搜索过程,对DSR协议的路由算法进行综合优化,解决无人机自组网传输链路稳定性不佳的问题。使用OPNET仿真工具评估了优化前后DSR协议的各项指标,仿真结果表明,相比传统方法,优化方法在无人机场景下,业务接收速率提高了33.8%,平均端到端时延降低了73.91%,路由负荷发送速率减少了44.99%,路由负荷接收速率减少了37.55%,丢包率减少了68.01%。所提方法均衡优化了无人机自组网的网络性能和路由开销,可以为无人机自组网提供稳定高效的路由服务。     

双向路径重选的自组网负载均衡路由协议

基于跨层负载感知和双向路径重选的自纽网负载均衡路由协议（CLBLR）在路由发现阶段和路由维护阶段，将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和路径总业务流负载结合起来，共同作为路由选择和路由调整的重要依据，通过双向路径重选方法实现最优路径选择和网络业务流的均衡分布和均衡传输．协议通过禁止中间节点对路由请求进行应答和阻止不必要的路由请求分组，经由重负载中间节点转发，以保证路由发现时能够利用最新负载信息，并避免了节点在重负载情况下成为新建路由的中间节点，使协议具有一定的拥塞控制功能，以间接的方式实现了请求接纳控制．上述措施使分组传输路由很好地避免了拥塞节点，减少了网络瓶颈对网络性能的影响．仿真表明，CLBLR在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好性能，其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境．     

基于改进BBR的数据报拥塞控制协议

数据报拥塞控制协议(Datagram Congestion Control Protocol,DCCP)是提供拥塞控制和不可靠传输特点的实时多媒体基础协议,DCCP中的CCID2算法仍然采用AIMD的控制机制,这种传统的Loss-Base拥塞控制模型已经不适用于目前高BDP的网络环境,容易引起缓冲区膨胀现象,导致网络延迟增加和抖动等问题.与Loss-Base的算法相比,BBR算法可以有效地控制网络延时,最大限度避免网络排队的情况,在丢包率较高的情况下仍可以保持一定的带宽利用率和较低的链路延时,因此适合于DCCP实时流媒体的应用的协议.本文在DCCP中引入了BBR算法并做相应的改进,增加了丢包率检测模型,使用延时与带宽积模型的拥塞控制算法对上述问题进行改进.通过模拟实验证明,本方法在高负载情况下连接的平均延迟相比CCID2降低了20%,在丢包率较高的环境下也能保持良好的吞吐量.     

一种可变效用的DTN路由方案研究

由于容迟网络（DTN）为满足极端情况下的端到端服务,使得容迟网络的路由机制复杂而且有别于现存的各种网络。基于洪泛的蔓延（Epidemic）路由,由于其广播特性,网络容易拥塞,基于效用（utility）的单复制路由机制,开销小,但是递交率不高,延迟大。文中根据这两种路由机制的优点,结合数据包产生的初期应尽最大努力递交这一思想,提出了一种可变效用的路由机制。通过ONE仿真器仿真了蔓延路由,PRoPHET路由,Spray and Wait路由机制以及文中提出的可变效用路由机制,结果表明文中提出的可变效用路由机制在递交率、平均延迟两个指标上表现的非常出色。     

无线Mesh网络中的路由分析与设计

由于无线Mesh网络拓扑结构的动态变化以及无线信道的不稳定性,如何设计无线Mesh网络的路由协议成为决定其性能的关键因素之一。文中主要研究与分析了Mesh网络现有的几种典型的三层路由协议（DSDV和AODV）,并针对三层路由的Qos较大受限于网络拓扑结构变化的缺陷与不足,提出了一种基于二层路由的网络模型,将数据包的转发以及通信链路的建立和维护放到Mac层完成。模拟仿真测试表明,二层路由对数据包转发的效率有较大的改进,同时也有效地减少了路由开销和端到端的时延。     

软件定义网络中基于分段路由的多路径调度算法

针对当前软件定义网络(SDN)在应对大量数据流时造成的流表利用率低、转发响应较慢以及当前网络调度算法容易造成网络局部拥塞和负载不均衡等问题,提出一种基于分段路由的多路径调度算法SRMF。首先,SDN控制器根据网络拓扑连接情况下发初始流表;综合考虑网络链路剩余带宽、丢包率和数据流估测带宽需求进行路径权重计算;最后,根据路径权重选择最优路径并构造分段流表下发到边缘交换机。实验结果表明分段路由转发技术在多种网络拓扑下较一般转发技术在流表项开销方面有明显优势,SRMF算法与Hedera、ECMP相比,在业务流端到端时延、端到端时延抖动、网络吞吐率、丢包率等方面有一定的优势。     

基于位置信息的改进AODV路由算法

针对AODV协议路由开销较大的问题,提出一种基于位置信息的改进路由协议(GAODV).GAODV利用中间节点重新计算转发角度,保证转发角度内邻居节点数不小于预设门限值,同时还引入基于位置信息的计数器方案,使距离目的节点近的中间节点优先转发路由请求消息,有利于减少转发冗余路由请求信息和降低寻路失败概率.OPNET仿真实验结果表明,GAODV在数据分组投递率、路由开销、总丢包数、端到端时延和平均路由跳数等方面都优于已有算法.