容迟网络中基于社会感知的协作机制研究

针对节点的社会自私性(social selfishness)对容迟网络(delay tolerant network,DTN)中路由效率、网络性能和安全等造成的负面影响,采用社会感知(socially aware)、博弈论等方法设计合理的协作机制是当前容迟网络研究的一个重要方向.文中首先描述了节点的社会自私性对容迟网络性能的影响.依据分析工具的差异,将已有容迟网络中基于社会感知的协作机制分为基于博弈论、基于信誉、基于虚拟银行3类.文中对各类协作机制的基本原理、方法和不足之处进行了分析和比较,最后对容迟网络中基于社会感知的协作机制的未来研究方向进行了展望.     

机会网络中自私行为影响的分析与调节

以往针对机会网络中节点自私性影响评估的研究,建立了多种分析模型,然而并未考虑如何应用这些理论模型.本文分别在网络无TTL限制和有TTL限制两种情况下,利用评估模型对自私节点的影响进行分析,并提出一种基于消息分类的自私模型,评估了自私节点对延迟和消息投递率的影响.分析表明,机会网络受自私节点的影响不仅与自私节点的数目有关,而且与节点的移动速度,消息传输范围有关.因此,可以通过调节这些参数提高网络的性能,减少自私节点的影响.首先,通过理论推导分别得出了2-hop路由和传染病路由在延迟保证下的合作节点数目和消息传输范围以及传染病路由在消息投递率保证下消息的TTL.随后,通过ONE仿真平台对自私节点影响的评估,证明自私行为影响下网络性能的理论值与实验值近似,并且证明了通过理论分析获得的参数值也与实验值近似.     

基于分布传感的容迟自组织网络动态融合机制

为保证自组织容迟网络能够可靠并有效传输数据,以更好地实现在传输效率与网络开销之间的均衡,提出了一种基于分布传感的容迟自组织网络动态融合机制.该机制在分析自组织容迟网节点分布特性的基础上,通过分布式节点密度感知,实现快速获知整个网络中热点区域的节点分布,并利用热点区域节点之间的限跳函数实现动态路由,以最大程度减少在热点区域的冗余数据,有效地降低网络整体传输时延与开销.仿真结果表明,该算法在传输效率和时延方面展示具有明显优势,且有效降低网络冗余信息开销.     

无线Mesh网络可信路由协议THWMP研究

为了使节点在网络中存在恶意节点和自私节点时能够选择安全可靠的路由,降低恶意节点和自私节点对无线Mesh网络带来的影响,文中通过对无线Mesh网络混合路由协议HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)和信任模型的研究,提出了基于主观逻辑信任模型的无线Mesh网络可信路由协议THWMP(Trusted HWMP),大大降低了因为信任的传递带来的网络开销,同时保证了路由的可信度。与HWMP路由协议相比较,在网络中存在恶意节点时,THWMP路由协议能够在增加有限的额外开销的情况下保证全网有较高的数据传递成功率和吞吐量。     

用于准二维移动容迟容断网络的实时资源分配策略

资源分配是移动容迟容断网络的核心问题之一,影响着容迟容断网络路由甚至整个系统的效率.然而目前移动容迟容断网络的资源分配策略大多基于神经网络和遗传算法的混合算法,计算量大,不利于实时应用.为此根据移动网络可预测环境,提出了接入路由器消息矩阵及准二维接入带宽的约束条件,在此基础上建立了基于效用函数的资源分配策略,以满足实时要求.算法具有O(n)的算法复杂度,仿真结果显示切换掉话率和新呼叫阻塞率仅比最优化算法升高约1/4,计算用时则只有其36.99％.说明其在保证实时性的前提下仍能提供较好的QoS.算法可以进一步推广到二维移动场景中.     

基于双向拍卖的DTN拥塞感知激励策略

为激励DTN自私节点在自身缓存有限时,有效地转发其他节点的消息,提出一种基于双向拍卖的拥塞感知激励策略.该策略中节点根据当前空闲缓存大小和消息接收速率确定自身拥塞程度,结合消息的传递概率和拥塞度并基于双向拍卖模型进行消息的买卖,从而实现节点间的合作.在真实数据集上进行仿真验证,结果表明由于进行了拥塞感知,该策略能够进一步激励自私节点进行合作转发,提高消息传递成功率,减小消息传递时延.     

机会网络中基于ferry的低能耗路由算法

在节点移动规律无法预知、连通性较差的机会网络中,FIMF(Ferry-Initialed Message Ferrying)路由能够有效地提高网络中消息传递成功率.在FIMF路由机制中,普通节点在传递控制消息(如节点位置消息、Hello消息)时存在多余的通信开销,并且采用了大功率发送位置消息会耗费过多能量.提出了基于RSSI测距技术和跨层设计的消息摆渡节能路由算法AFIMF.AFIMF中采用基于RSSI测距技术,在普通节点上采用自适应调整功率技术和跨层检测技术按需发送Hello消息.仿真结果表明,AFIMF算法有良好的稳定性,在保证通信传递率的前提下,普通节点不仅有效地节约了能量,而且减少了开销.     

一种基于邻居合作监测的移动Ad hoc网络信任模型

针对自私节点的恶意丢包行为,将节点和其邻居节点所监测的结果结合起来,计算出节点间的信任度,并以此作为路由选择的依据来促进节点间的相互合作,提出一种基于邻居合作监测的移动Adhoc网络信任模型.将信任模型应用于DSR路由协议并在NS2中进行仿真实验,结果表明该信任模型可以有效地缓解自私节点造成的影响,提高了网络的分组投递率.     

基于网络编码的双路径组播树生成算法

 为了将网络编码技术引入到全光组播网络中,提出了能够在多项式时间完成的基于网络编码的双路径组播树生成算法.该算法主要包括两大步骤:首先,从给定的组播网络中根据节点间度平衡的原则为源节点和每个目的节点之间确定一条有向路径,从而建立一棵传统有向树并保证有向树中任意节点的出度尽可能小,减少节点之间的关联性;其次,在所建立的传统有向树的基础上,从每一个目的节点到源节点根据冲突回溯原则建立源节点和每个目的节点之间的第二条路径,并保证源节点到任意目的节点间的两条路径为分离路径.算法中包含的约束原则能够保证所建立的双路径组播树包含最少的编码节点,从而使得所建立的组播树支持光域网络编码高效率实现,实现基于网络编码的全光组播并提升全光组播的性能.     

无线Mesh网络中激励机制研究

为了激励无线Mesh网络中自私节点转发数据,通过分析节点自私行为激励的原因和目标,将适用于无线Mesh网络中对节点自私行为的四类激励机制进行比较.讨论了无线Mesh网络博弈模型,并对无线Mesh网络中重复博弈模型进行理论分析.针对节点的自私行为提出了基于博弈论与信誉相结合的激励方案.仿真实验表明,该方案不仅降低了基于信誉的复杂度又能有效激励更多自私节点转发数据,从而提高了网络的整体性能.