基于效用的容迟网络路由技术研究
容迟网络中低资源消耗Advanced Epidemic路由算法
容迟网络中低资源消耗Advanced Epidemic路由算法曹元大;殷磊;马明辉
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2009(29)1
【摘要】容迟网络(DTN)架构涵盖无线传感网络、Ad Hoc网络等,在军事、科研等方面具有十分广阔的应用前景,是新兴的前沿研究热点之一,但这项研究还处于不成熟阶段,很多机制需要制定或完善,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.
【总页数】3页(P281-283)
【作者】曹元大;殷磊;马明辉
【作者单位】北京理工大学,智能信息网络实验室,北京,100081;北京理工大学,智能信息网络实验室,北京,100081;北京理工大学,智能信息网络实验室,北京,100081【正文语种】中文
【中图分类】TP393.04
【相关文献】
1.基于蚁群算法的容迟网络概率路由算法 [J], 宋鑫;王炳庭;胡勇;王贵竹
2.基于节点紧密效应的容迟网络路由算法 [J], 任璐;王青山;王琦;章翔
3.容迟网络中基于节点间相遇概率的路由算法 [J], 李广强;何佳
4.基于多时间段优化贝叶斯网络的车载容迟网络路由算法 [J], 吴家皋;郭亚航;蔡沈磊;刘林峰
5.容迟网络中路由算法的应用 [J], 杨万鑫;张小梅
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延时容忍网络的路由技术研究的开题报告
延时容忍网络的路由技术研究的开题报告一、研究背景随着互联网的发展，网络的流量越来越大，网络的传输速度和延时越来越成为用户关注的热点问题。
现有的网络路由技术和协议在这方面都存在一定的局限性，需要进行更加深入的研究和探索。
二、研究目的本研究旨在探究延时容忍网络的路由技术，以提高网络传输速度和降低延时。
具体研究目标包括：1. 系统研究延时容忍网络的基本原理和技术特点，了解其所涉及的网络拓扑、传输协议等基础知识；2. 调研现有的延时容忍网络路由技术和协议，评估其优缺点，分析其实现原理和适用范围；3. 设计和实现面向延时容忍网络的新型路由技术和协议，测试和验证其性能和可靠性；4. 实验和模拟分析所研究技术的性能和适用场景，探索其在实际网络中的应用和推广。
三、研究内容和方法本研究的内容主要包括：1. 延时容忍网络的基础知识和技术特点：介绍研究所需的网络拓扑、传输协议等基础知识，了解延时容忍网络的基本原理和技术特点；2. 现有的延时容忍网络路由技术和协议：调研现有的延时容忍网络路由技术和协议，包括Delay Tolerant Networks（DTN）、Named Data Networking（NDN）等，评估其优缺点，分析其实现原理和适用范围；3. 新型路由技术和协议设计与实现：针对延时容忍网络的特点，设计和实现面向该网络的新型路由技术和协议，测试和验证其性能和可靠性，对比分析其与现有技术的差异；4. 性能分析和应用推广：实验和模拟分析所研究技术的性能和适用场景，探索其在实际网络中的应用和推广。
本研究的方法主要包括：1. 文献调研和资料收集：通过查阅相关文献和资料，了解延时容忍网络的基本原理、路由技术等相关知识，并进行分析和总结；2. 系统设计和算法实现：根据研究目标和需求，设计和实现面向延时容忍网络的新型路由技术和协议，软件和硬件实现；3. 性能测试和实验分析：对所研究技术进行实验和模拟测试，对其性能和可靠性进行评估和分析；4. 结果展示和报告撰写：撰写研究报告，展示研究成果和结论，对其应用和推广进行讨论。
一种基于移动方向的容延迟网络受控传染路由算法
一种基于移动方向的容延迟网络受控传染路由算法近年来，移动通信技术发展迅速，移动网络作为重要的通信网络之一，已经成为人们生活中不可缺少的一部分。
然而，由于移动网络具有容易受到延迟干扰的特点，传统的路由算法难以满足移动网络的传输需求，因此，一种基于移动方向的容延迟网络受控传染路由算法应运而生。
该算法基于容延迟网络，采用启发式算法来控制传染路由的选择方向，从而提高网络的传输效率。
具体来说，该算法主要分为两个步骤：第一步是通过容延迟网络建立网络拓扑结构，并识别出某些节点作为感染源；第二步是确定感染源和其他节点之间的传输路径，并根据移动方向进行传输路由的选择。
在具体实现方面，该算法采用了一种启发式算法——遗传算法，在传输路由选择过程中进行优化。
遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的算法，通过交叉、变异、选择等运算来产生下一代最优解。
在传输路由选择过程中，先将所有节点看作种群中的个体，然后对种群进行变异、交叉等操作，最终得到一个最优解，即能够保证网络传输效率的最佳传输路径。
该算法的优点在于，它能够通过移动方向对传输路由进行优化，能够适应移动网络的不稳定性，提高网络的传输效率。
此外，该算法还能够有效地传播感染源，解决了传统路由算法传输过程中容易因为延迟干扰而导致感染源无法传递的问题。
在实际应用中，该算法已经得到了广泛的应用，尤其是在移动通信领域，在保障数据传输质量的同时，提高了数据传输速率和信道利用率。
总之，基于移动方向的容延迟网络受控传染路由算法是一种能够应对移动网络不稳定性的创新路由算法。
它通过启发式算法对传输路由进行优化，提高了网络传输效率和容错能力。
随着移动通信技术的不断发展，该算法的应用将会越来越受到关注和推广，为人们的生活和工作带来更多便利。
一种可变效用的DTN路由方案研究
一种可变效用的DTN路由方案研究王贵竹;高永智;窦飞【摘要】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.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2010(020)005【总页数】4页(P59-62)【关键词】容迟网络;蔓延路由机制;效用路由机制;可变效用路由机制【作者】王贵竹;高永智;窦飞【作者单位】安徽大学,计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学,计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学,计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽,合肥,230039【正文语种】中文【中图分类】TP3010 引言容迟网络(DTN,Delay-Tolerant Network)是由K.Fall等科学家于2002年在 ICIR 会议上提出的一种通用的、面向连接的网络体系结构[1]。
它是一种区域网络(包括因特网)之上的覆盖网络。
许多新兴的网络有如下的特征：间歇连通性、长的或可变的延迟、非对称数据速率、高差错率[1]。
任何一个网络首要解决的问题便是路由机制,容迟网络当然也不例外,由于容迟网络为适应各种极端情况下端到端通信的需要,使得容迟网络的路由机制有别于现存的网络的路由机制[2]。
根据路由策略的不同,将目前的路由机制分为4类[3]：基于冗余(redundancy-based)的机制、基于效用(utility-based)的、冗余效用混合(hybrid)机制和基于主动运动(node movement)的转发机制[4]。
容迟网络中的随机路由算法研究
军事无线 自 组织网络和无线传感网络。这些受限网络 预知性 ，需要考虑随机Ｉ路由算法。本文分析了容迟 生
中存在共 同的特点 ：高延迟 、低数据率 、间歇性连 网络的特点以及Ｄ Ｎ 由设计 面临的问题与挑战，就 Ｔ路 接、缺少端到端路径、能量和存储受限 ，给传统的基 近年来所提出的各种不同随机路由算法进行分析和比
些报文对方存储而 自己没有，然后向对方发送请求信 时Ａ也收到Ｂ 的束列表并计算转发Ｂ 列表束的概率 ，然
息以获取 自己没有的报文；对方根据请求信息发送数 后节点Ａ 根据束的转发概率整理合并Ａ 束列表 ，根 、Ｂ 据 ，完成后更新Ｓ 。该协议 中，节点向其所有邻居 据相应的丢包策略丢弃 自 Ｖ 身部分束，并删除由节点Ｂ
议存在的问 题和未来 由 路 协议的发展方向。
关键词：Ｄ Ｎ；容迟 网 ；路由协议 Ｔ 络
近来 ， 越来越多的研究者致力于端到端和节点资 前提是假定将来节点的移动和 网络 连接是预先知道
源都受限的网络 ，如陆地移动网络、外来媒体网络、 的。而在Ｄ Ｎ Ｔ 网络中， 网络拓扑具有动态性和不可 其
技本
Ｎｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｗ Ｔ ｃ ｌｇ ｎ
数据通信 ２ ０ ． ０ ８５
容迟网络中的随机路由算法研究
祁 彦’徐昌彪１ Ｉ ２尤 齐，毕远梅’ ．重庆大学通信工程学院 重庆４ ０ ３ ； 《 １ ００ ０
２ ．重庆邮 电大学通信 与信息工程学 院 重庆４ ０ ６ ） ００ ５
输负 载 。 （ｒｐ Ｏｄｓ和 Ｄ Ｅ（ｒｐ ＬａｔＥ ｃｕ ｔ ｅ） 有 较 Ｄｏ— ｌｅｔ Ｌ Ｄ ｏ — ｅｓ— ｎｏｎｅ ｄ具 ） ｒ
Ｌ 算法中，Βιβλιοθήκη 点随时记录彼此相遇 的概 为了减少网络传输负载和提高路由扩散的性能 ， 好 的性能。Ｄ Ｅ Ｓｙ ｐｕ ｓ 人 提 出一 种 新 的路 由算 法 Ｓｒ ｄ 率。在初始时，节点Ａ ｐｍ ｏｌ 等 ｏ ｐａ ａ ｙｎ 向其他移动节点转发束的概率 Ｗａ 圈 ｉ 。该算法的设计分为两个阶段 ：第一 阶段由原 被设置为０ ｔ ；当节点Ａ 遇到节点Ｂ ， 向Ｂ 时 Ａ 转发束的概
一种适用于空间容延迟网络的路由算法
一种适用于空间容延迟网络的路由算法于相声;孙晨华【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】Duo to its characteristics such as high dynamic topology, sparse distribution of nodes, frequent link interruption and terminator node random motion,a routing algorithm resolving terminator node random motion is proposed.To solve the routing problem of the random motion,the algorithm utilizes probability calculation and store⁃and⁃forward mechanism. In accordance with the intermittent connectivity phases of the routes and the information on node encounter probabilities,the available path is identified.Theoretical analysis and simulation results show that SRM achieves good performance and is suitable for spatial satellite network application.%针对空间容延迟网络高动态拓扑、节点分布稀疏、链路频繁中断以及终端节点随机移动的特点，提出了一种适用于空间网络的SRM路由算法。
该算法利用概率和存储转发机制，以解决终端节点随机移动路由问题为目标，依据各路径的连通时序图及节点相遇概率信息，最终确定链路的有效路径。
容迟网络中一种改进型ProPHET路由算法研究
（ ２ ） ０
１ ． ２ 节 点 的相遇 频 率
Ｄ ＦＭ 。
其 中， 。 【 为加 权系数 ，０ ＜ ａ ＜ ｌ 。经过试验 证明， ０ 【 取值 ０ ． ７ ５ 时， 效果最佳 。由此 可见， ＤＦ Ｍ 越高 的节点 ， 成功投递消息 的 可能性越大 。
２ ． ２消 息转 发 策略
源节点根据消息 的优先级产生数量不 同的副本 ，即消 息 越重要 ，其副本数越 多。源节 点首先产生副本数为 Ｌ的消 息
Ｐ （ １ ， Ｄ ） ｎ ｅ ｗ＝ ｆ ’ Ｄ ｄ ＋（ １ 一 ｆ ． Ｄ ） Ｄ ｆ ｄ ） ｃ
其 中 Ｃ为 一 常 数 参 量 ， 且０ ＜Ｃ＜ １ 。
（ １ ）
ｍ 转发给 Ｄ Ｆ Ｍ 更高 的节 点。
３仿 真 与结果 分析
为评估改进算法 Ｐ — Ｄ Ｆ Ｍ 的性能 ， 本 文采用 Ｔ ｈ ｅ Ｏ ＮＥ 对
两 个节点相遇的次数越频繁 ， 它们 的相遇频 率越 大， 相遇
频率的量化公式如 卜 ：
（ ｆ ， ） ＝
ｎ （ ｉ ， ）
，
Ｎｆ —ｊ ） 为节点 ｉ 与节 点 ｉ 在时间 Ｔ内相遇的次数， Ｎ 为
值。
Ｐ ｒ ｏ Ｐ ＨＥ Ｔ路 由对 网络 中消息 的副本总数没有任何 限制， 只把消息转发给 比自己概率高 的节点 ，这样 网络 中不仅会产
生 火 量 的 消 息 副 本 ，而 且 网 络 开 销 也 很 高 。为 了控 制 网络 的 开销成本 ， 提高消息的投递率 ， 本文提 出了 一 种 新 的消 息转 发
容迟网络体系结构及其关键技术研究.
第1期2008年1月电子学报ACT A E LECTRONICA SINICAV ol.36N o.1Jan.2008容迟网络体系结构及其关键技术研究樊秀梅1,单志广2,张宝贤3,陈辉1(1.北京理工大学计算机科学技术学院智能信息技术北京市重点实验室,北京100081;2.国家信息中心信息化研究部,北京100045;3.中国科学院研究生院计算与通信工程学院,北京100049摘要:当前的Internet体系结构和其中许多协议无法很好的适用存在高延迟和频繁割裂的网络.当端节点具有严格的能量和存储限制时,这一问题将更加恶化.由于移动性和特殊应用需求,使得像陆地移动网络、军事无线自组织网络、星际网络及无线传感器网络等这样的受限网络缺乏“保持连接”的基础结构.这些受限网络有它们自己的专有协议而不采用T CP/IP协议.为了实现这些网络之间的互联,国际上提出了在端到端连接和节点资源都受限时的一种新型网络体系结构和应用接口,称为延迟容忍网络(简称容迟网络,DT N,Delay2T olerant Netw orks.DT N作为网络互联时传输层上的覆盖网可用来满足随意的异步消息可靠转发.本文研究分析了容迟网络的应用背景、体系结构、关键技术和一些开放问题,并给出了未来的发展方向和应用前景.关键词:容迟网络;高延迟路径;频繁网络割裂;覆盖网络中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:037222112(20080120161210State2of2the2Art of the Architecture and Technique sfor Delay2Tolerant NetworksFAN X iu2mei1,SH AN Zhi2guang2,ZH ANG Bao2xian3,CHE N Hui1(1.Beijing K ey Lab o f Intelligent Information,School o f Computer Science,Beijing Institute o f Technology,Beijing100081,China;2.Department o f Informatization Research,State InformationCenter,Beijing100045,China;3.Graduate Univer sity o f Chinese Academy o f Sciences,Beijing100049,ChinaAbstract:The successful architecture and supporting protocols of today’s Internet operate poorly when faced with operating environments characterized by very long delay paths and frequent network partitions.These problems are exacerbated by end2nodes that have severe power or memory constraints.Because of lacking”always2on”infrastructure in mobile and extreme environments, many such networks have their own specialized protocols,and do not utilize TCP/IP.To achieve interoperability between them,re2 searchers had proposed a network architecture and application interface structured around optionally and reliable asynchronous mes2 sage forwarding,with limited expectations of end2to2end connectivity and node resources.This architecture is called delay2tolerant networks(DTN.It operates as an overlay network above the transport layer.In this paper,we study the state2of2the2art architecture and key techniques for DTN,discuss their merits and deficiencies,and point out potential issues.It is our purpose to stimulate more research in this new promising network.K ey words:delay2tolerant networks;high delay path;frequently network disconnection;overlay networks1引言多年的实践证明,使用TCP/IP协议簇的Internet是相当成功的,但TCP/IP协议族的平稳运行是依赖如下物理链路特性假定的:①在数据源和目的地之间存在端到端的路径;②在网络中任何节点对之间的最大往返时间(RTT不能太长;③端到端的分组丢失率较小.不幸的是,现在有一类越来越重要的所谓“受限网络(Chal2 lenged netw ork[1]”,它可能违反了上述假定中的一个或多个,这使得当前的TCP/IP模型不能很好地为其提供服务.“受限网络”最初是由于主机和路由器的移动而出现的,也可能是由于能量管理或冲突导致的网络分割/断开(netw ork partition/disconnection而形成的.下面是这类网络的几个典型例子[2].●陆地移动网络(T errestrial M obile Netw orks:在许多情况下,由于节点的移动性或射频(RF冲突,这些网络可能变得不可想象的割裂开.在一些情况下,网络可收稿日期:2006210217;修回日期:2007212219基金项目:国家自然科学基金(N o.90604012,60673054;国家863高技术研究发展计划(N o.2007AA01Z220;北京理工大学基础研究基金(N o.BIT2 UBF2200501F4209能难以形成一条端到端(E2E的路径,并且网络的割裂方式可以预测.例如,一辆经常往返的公共汽车可以被用作消息存储和转发的工具,因为它只有有限的RF通信能力,也就是有限的通信范围.当这类公共汽车从一个地方行进到另一个地方时,它可以在附近的客户机(clients和它将去往地点的远程机(rem ote clients之间提供消息交换服务.●外来媒体网络(Ex otic M edia Netw orks:外来通信媒体包括近地卫星通信、长距离无线链路(例如秒级或分钟级传播延迟的太空通信、在空气或水中采用声波调制的通信等.这些系统可能有可预言的高延迟(例如由于行星的动态性、也可能因环境因素引起的损耗、或者提供一种可预期的偶尔可用的存储转发网络服务(例如每天一次或多次通过的低地轨道通信卫星.●军事无线自组织网络(M ilitary Ad2H oc Netw orks:这类网络可能部署在敌对环境中.节点的移动性、不可预测的环境因素或者故意的人为干扰都可能引起网络割裂.除此之外,当有高优先级的业务时,低优先级业务需要和高优先级业务去竞争带宽,这将使得消息转发经历更大的排队延迟.同时,出于可靠与安全考虑,这类系统需要有严格保护措施的下层基础结构.●传感器和传感器/执行器网络(Sensor and Sensor/ Actuator Netw orks:这类网络中的节点存在着严重的能量、存储空间和计算能力的不足.此外,这类网络可能规模很大,包含数千乃至数百万量级的节点.为了保存能量,这类网络中的通信常常是预订的,可能在一段时间内不存在及时的通信路径.传感器和传感器/执行器网络通常通过具有协议转换能力的代理节点与其他网络互联.在以上这些网络中使用成功的Internet体系结构和协议是可以想到的最显然的解决方式.但由于这些网络应用可能有非常大的链路延迟、不存在端到端路由、缺乏连续的能量供给、缺乏大存储能力等,这些特性对现有Internet体系结构和协议的应用都提出了严峻的挑战.为使现有Internet体系结构和协议适应这些特殊环境,目前已有学者提出的一种方法是“链路修正法(link2 repair approaches”[3],它试图将问题链路转化为适应TCP/IP的类似链路,努力保持Internet的端到端可靠性和共享模式,要求所有的路由器和端节点执行IP协议.另一种方法是“网络特殊代理法(netw ork2spe cific proxies approaches”[4],它是将受限网络作为Internet的边缘(edge,通过特殊代理连接Internet和受限网络,但它没有提供一种通用的方法进行数据传输.研究和分析表明这两种方法都不能很好地解决容迟网络(DT N,Delay2 T olerant Netw orks中存在的问题.容迟网络体系结构研究是因特网研究任务组(IRTF的容迟网络研究组(DT NRGΞ在星际网络研究组(IPNRGΞΞ基础上发展而来的,最初是为行星间Inter2 net通信而提出的,它主要聚集在高延迟的太空通信和缺乏连续联接的不同网络协同工作环境[2,35],是一种面向消息(message的可靠的覆盖层体系结构,是形成受限网络互联的适当方法.容迟网络的设计受到了传统Internet互联协同设计思想、电子邮件健壮的非交互传递思想和美国邮政系统业务分类思想的影响,它提供了异步消息传递的业务,可以和TCP/IP联合使用.2受限网络的基本特性受限网络不同于现有通信网络,它主要具有如下几个特性[2]:(1路径和链路特性●高延迟、低数据率(H igh latency,low data rate:端到端延迟表示端到端传输路途上每一跳的延迟总和.每一跳上经历的延迟是由通过相关链路时的传输时间、处理时间和传播时间组成的,可能还要加上排队时间.如果忽略处理时间和排队时间,传输时间和传播时间是直接受下层传输媒体影响的.对受限网络来说,传输率可能较小(例如大约10kbps,延迟可能较大(大约1秒或以上,而数据率在很大程度上可能是不对称的(例如一个高速率的下行数据信道和低速率的上行控制信道.●网络断开(Netw ork disconnection:在许多受限网络中,端到端断开可能比端到端连接更普遍.一般说来,断开可能是由于错误或其他原因造成的.由于错误而断开在传统网络中已有很多研究,这里不再考虑.由于移动和低占空比(low2duty2cycle影响,非错误(N on2 faulty断开频繁地出现在无线环境中.由于移动引起的断开是可预测的(例如通过卫星系统、扮演数据载体的公共汽车等或随机的(由于漫游而到达通信范围的节点;由于低占空比系统操作引起的断开在低能力设备(如无线传感器中是普遍存在的,也是可以预知的.●长排队延迟(Long queuing delay:在统计复用分组网络的多跳路径中,与传输和传播延迟相比,排队延迟通常起主导作用.这样的网络中,排队时间很少超过1秒(通常会更小,并且如果下一跳不是即时可达的就会丢弃分组.相反,在断开很普遍的受限网络中,排队时间可能是相当大的(几小时,甚至可能几天.这就表明,消息可能必须在中间路由节点存储相当长的时间,并且已经做出的下一跳选择可能作废(rev oked.也就是说,如果发现消息转发更好的路由器,消息就应当被传261电子学报2008年ΞΞΞhttp://w w /http://w w /递到新的下一跳.(2网络体系结构●互操作性:在大多数受限网络中,网络体系结构主要是由链路和媒体接入控制协议组成的,基本没有考虑互操作性问题.其原因是大多数情况下,链路上几乎很少有受限网络中的通信,且在互联中使用这样的链路还没有成为一个主要需求———这还只是一个研究领域.因此,这些网络相对简单、应用范围较小、且不能像Internet那样提供基本的分层和抽象功能.不考虑互操作性,受限网络的设计可能采用特殊的应用格式、受限的节点地址和命名能力、数据分组大小限制等等.他们在可靠执行、拥塞控制和安全等方面也可能没有进行考虑.网络设计必须能够在最小程度上保证下层协议能力和可扩展性.●安全性:在受限网络中,通信媒体是外来的(ex2 otic并且可能是被过量预订的.通信链路能力是一个宝贵资源,数据转发应当被认证、并采用接入控制等机制保护.如果采用综合业务的话,也应当实现接入控制乃至服务分类(C oS,C lass of Service.对链路资源十分宝贵的容迟网络来说,端到端的安全策略通常并不吸引人,主要原因是:第一,端到端方式一般要求某种形式的端到端密钥交换,而在许多容迟网络中这是不可能的;第二,在认证和接入控制执行前传输一些业务流到它的目的地是不合要求的.(3端系统特性●寿命有限(Lim ited longevity:在一些受限网络(如无线传感器网络、军事无线移动网络和紧急反应网络等中,端节点可能被放置在敌对环境或恶劣环境中.在这种情况下,由于环境恶劣或能量消耗,设计者可能并不期望网络节点有较长寿命.如果这样的网络长期断开,那么一个特殊消息传输的往返时间或单向时间都可能超过发送节点的寿命.显然,在这种情况下是不能使用通常的反馈确认机制去检验消息传输.因此,可靠传输的责任应当被委派给一些其他设施,并且任何成功或不成功传输的通知都需要被传输到一个具有反馈功能的代理上.●低占空比操作(Low Duty Cycle Operation:当节点被放置在没有供电系统的区域时,它们通常使用电池(也可能使用太阳能充电,并且即使可以充电,这些系统通常也通过限制他们的占空比去努力节约能量.在一些情况下(例如电池供电的传感器,为了实现整个网络的长寿,占空比维持在1%.这样的设备定期收集数据,并以一定的速率(通常很小进行数据汇报.对这样的系统,通常需要预先规划正常的运行时间,隔离影响路由协议的操作.当然,在不能正常工作期间发现一个新节点加入网络也是一个急需解决的问题,已有几种方法来解决这个问题,例如“wake2up radios”[5],在数据到来时它能够监控通信并唤醒主要的无线设备.●资源有限(Lim ited resources:上面提到的几个受限网络的例子中使用了有限存储和处理能力的节点.例如,对于一个存储能力有限的传感器来说,如果它的存储被正在传输中的数据全部使用,那么它可能被禁止收集更多的数据.除此之外,端节点还需要至少保持RTT时间的重传缓存空间.在这期间,节点执行能量降级模式操作,这使得系统设计非常复杂,特别是在收到其他异步消息或监测到一些突发事件发生时尤其严重.3容忍延迟面向消息的覆盖层体系结构受限网络在性能特性和网络体系结构等方面都和Internet相背离.研究表明[6],试图在这种网络上通过修补、加强已有协议来进行应用是十分困难和难以适应的;通过构造一个覆盖层代理使得它可以在适当的时候使用Internet协议,但在其他时候支持受限环境下的其它协议族的方法也是不太理想的.因此,研究者们提出了一种新的面向受限网络的“容忍延迟的面向消息的覆盖层体系结构”,简称容迟网络(DT N.DT N是基于消息(M essage交换的,其数据单元可能是消息、分组或“捆绑(bundles”.一些消息聚合在一起传递被称为“捆绑”[7],处理它们的路由器被称为“捆绑转发器(bundle forwarders”或DT N网关.Burleigh等人提出了一个新的端到端覆盖层网络协议[36],称为“绑定(bundling,它的功能类似于Internet中DNS的域名到地址的映射.DT N的体系结构不同于Internet的体系结构,它被设计来解决受限网络存在的问题.DT N引进了一个所谓的“捆绑层(bundle layer”[4~9],是面向异步消息传输的覆盖网,操作在不同网络的传输层上.“捆绑层”提供和Internet网关相似的功能,但有很大区别,因为它聚集在虚消息转发而不是分组交换.DT N体系结构的具体分层形式见图1所示.与现有通信网相比较,DT N网络引入了一些新术语,并且重新定义了一些已有术语,主要有:361第1期樊秀梅:容迟网络体系结构及其关键技术研究(1DT N网关和区域(DT N G ateways and Re2 gionsDT N作为一个“覆盖层”体系结构可运行在不同网络协议栈之上,当一个DT N 节点和两个或更多不同网络有物理连接时提供网关功能.DT N网关综合了M etanet 的“waypoint”概念[4]和初始ARPANET中的网关定义[9].“way2 point”概念描述了为进入一个区域数据必须通过的一个点.DT N网关采用可靠的消息路由代替了“尽力而为”的IP分组交换.当要求可靠传输和将全球命名转换为本地名称时,DT N网关将消息可靠地存储在非易失性存储器中.DT N 网关也进行安全检查,以确保转发是容许的.如果两个节点可以不通过DT N网关进行通信,那么称这两个节点处在同一区域中,区域边界用来表示不同网络协议和地址族之间的互联点.图2[2]是DT N体系结构的一个简单例子,图中有四个区域,分别为A、B、C、D.区域B包括一个携带DT N 网关的经常运营的公共汽车,该公共汽车往返于DT N网关3和DT N网关5之间.区域D包括一个定期连接的近地卫星链路.(2接触(contact“接触(contact”指的是一个通信的机会.在一个间歇连接网络(interm ittently connected netw ork中,链路能力在0和一个正数之间波动变化.链路能力是正数的链路称为“接触”.接触量被定义为接触时间与接触链路能力的乘积.接触分为五类[22]:●持续接触(Persistent:一直处于连接状态.例如,像DS L或Cable M odem等“一直在线”的Internet连接.●点播接触(On2demand:一旦有需求,就可以启动并保持所需要的连接时间.例如,拨号连接.●间歇的、可预定的(Interm it2tent,scheduled接触:建立连接合同,可以保持在特定时间和特定区间的连接.例如,近地轨道卫星.●间歇的、偶然的(Interm ittent,opportunistic接触:这类接触是不可预定的,只有在链路偶然可用时才可以使用.例如,移动的红外设备或蓝牙设备.●间歇的、可预测的(Interm it2tent,predicted接触:不能预定,但可以基于早期的连接模式、观察到的消息等使用概率来预测连接.这是一个正在研究的开放领域,几乎没有提出的方案.(3名称二元组(Name Tuples为了支持DT N消息的路由,采用名称数组来标识目标或目标组.名称数组由两个可变长度部分组成,其形式为{区域名,实体名}.区域名全球唯一,可以通过分级构建,具有拓扑意义.实体名表示在某一特定区域中的名称,它可以在区域外不唯一.实体名可以是任意结构.DT N消息长度是没有限制的,并且不保证按序传输.当一个消息传输经过一个长的、异构区域集合时,可以仅仅用区域名来路由.在到达目的区域边界时,如果必要,实体名消息被翻译成本地适用的协议标准名称(或地址.(4邮政类型服务(A P ostal C lass of Service受限网络意味着各种资源受限.因而采用基于优461电子学报2008年先权的资源分配是很必要的.但是在许多情况下为了可实现或使用户不被搞糊涂,应避免使用复杂的服务类型(C oS,class of service结构.在DT N中采用美国邮政服务中的服务类型子系统作为DT N中的“束服务类型”,主要提供保管转发、收到回复、保管转发通告、转发消息通告、递送优先级和认证六类C oS服务[30].(5保管传递(Custody T rans ferDT N体系结构包括稳定点(P和非稳定点(NP两类消息路由点.假定稳定点可以容纳一些稳定消息存储,而非稳定点不行.除非不能或不想去存储一些特殊消息,稳定点使用适合一定区域的传输协议来参与保管传递.保管传递指的是消息从一个DT N 跳到下一DT N跳,并且能可靠地传递.保管传递是为了加强端到端连接的可靠性并对抗高丢失率和资源缺乏而提出的概念.事实上,保管传递可看作是端到端可靠性的优化,.因为捆绑转发功能假定下层具有可靠的传递容量,且在形成保管传递时传递容量具有消息边界,所以缺乏这些特性的传输协议应当得到扩展.图3[2]表示了捆绑转发器的执行结构Ξ.如图3所示,可靠传递由下层传输来提供,捆绑转发器仅仅管理连接状态和连接失去后的初始重启工作.在面向连接协议情况下,通常通过应用接口来监测连接的丢失.例如,在太空通信中,恰当的通信时机和路径延迟可能由于行星的动态性而难以确定.(6拥塞控制和流量控制作为一个逐跳通信体系结构,DT N的流量控制和拥塞控制是紧密相联的.DT N 中的流量控制指的是限制DT N转发器向它的下一跳的发送速率.拥塞控制指的是如何处理长期存储在DT N转发器中的内容.对于流量控制机制的执行,DT N转发器试图利用本区域中下层传输协议使用的流量控制机制.对大多数成熟网络来说,这样的一些机制已经存在,例如TCP,X.25,RTS/CTS,X ON/X OFF,直接接入/速率控制等.通常情况下,在DT N中是假定流量控制机制是存在的,并可以确保消息的可靠传递.和其他网络相比,DT N的拥塞控制是相对困难实现的,主要因为如下两个特性:第一,在将来的一段时间可能无法建立连接(如此累积的数据可能在不久的将来没有机会传出去;第二,除非在极端情况或过期后,否则已经收到的保管消息不能被丢弃.目前主要使用基于优先级的FCFS来分配保管存储.如果DT N转发器接受合同外的保管消息,那么将出现阻塞.这样,节点的长期存储可能被完全消耗掉,因此,要避免非保管消息传输.拥塞控制机制可以分为主动和被动两类.主动(Proactive方法通常包括一些接入控制形式去避免在开始处的拥塞攻击.许多情况下,一个单区域可能是在一个单实体的管理控制之下,这种方法是实用的.除此之外,任何过期的消息都将被安全丢弃.如果主动方式是不够的或不可用时,则就需要使用被动(Reactive方法,这将使得性能下降.4DTN网络关键技术与相关研究成果DT N体系结构主要是针对星际Internet[7]而设计的.它描述了一个有意义的进化发展.影响DT N网络正常运行的关键技术有很多,目前学术界主要关注的包括路由、传输协议、安全和组播等技术.在这些方面的研究尽管时间较短,但发展很快,并已经形成了一些研究成果可供进一步深入研究借鉴和参考.(1路由技术在AC M SIG C OM M2004年会中,Jain等人提出了DT N网络中的路由问题[16],明确提出了DT N路由的主要问题就是确定消息如何端到端地穿越一个随时间变化而连续变化的网络,且这种动态性是可能预知的.文献[12,17,18]研究了网络拓扑不可预知时,如何在无线传感器网络/移动Ad2H oc网络中提供连接.Zhang[40]在已有研究成果基础上,将DT N路由策略分为两大类:一类为确定性路由方案,它假定将来的移动和连接是可以知道的、是可预测的;另一类为随机性路由方案,它假定网络是动态的、不确定的.主要的确定性路由方法有:①基于树的方法(T reeapproach[41],②时空路由(S pace time routing[42],③修正的最短路径方法(M odified shortest path approaches[16],;主要的随机性路由方案有:①传染性/随意散发方式(E pidem ic/randomspray[43]———一种在不知道任何消息时将分组转发给所有邻节点的方法.②基于历史消息的方法(H istory or predication2 based approach,它主要是根据一些历史消息来决定是否存储分组并等待好的机会,或者决定哪一个节点和什么时间去转发.一些协议提出了基于下一跳消息的每联系路由(Per C ontact R outing[44]和基于平均端到端性能参数的每联系路由[40].③基于模型的方法(M odel2based[45],④可控移动方法(C ontrol m ovement[46],⑤基于编码的方法(C oding2based approaches[47],在频繁不连通网络中的路由技术方面已经有了一些研究成果.在研究动物行为的斑马网实验(Z e2 braNet[11]中,当斑马走进基站覆盖区域时,放置在斑马脖颈上的无线传感器节点可以上行汇报其位置等消息ΞΞ.在数据骡实验(DataMules[12]中,如果在传感器部561第1期樊秀梅:容迟网络体系结构及其关键技术研究ΞΞΞhttp://w w /mrm/zebranet.htm lRPC(Rem ote Procedure Call署区域行走的“mule”能够定期访问传感器节点,并且提供非交互式的消息存储转发服务,那么低能量的传感器节点就可以节约能量.大量的早期工作[13]主要是针对在移动Ad2hoc网络上运行IP机制,依赖于反应式协议,仅在消息需发送时才启动路由进程.DT N在网络断开期间可以采用这种模式.Internet内容路由[14]主要使用名字路由来提供Internet上的内容分发,提高其可扩展性和性能.DT N利用临时连接代替端到端网络连接去中继数据,这与邮政网络[21]相似.在DT N环境中,节点通常缓存有限,甚至不存在持续可用的端到端路径,这就限制了传统路由方式的使用.针对不连接网络中最早提出的一种路由方式是传染性路由(E pidem ic routing[18],它通过节点间以随机交换的方式复制消息,直到邻节点存有每一个消息的拷贝.文献[16]首次提出了一个如何在DT N网络中评估路由算法性能的框架,并提出了几个具体的路由算法.DT N路由的一个主要目标是最大可能地传递消息,因为消息可能由于路由环或缓存耗尽时被丢弃.在文献[19]中,Liu等人提出了几种算法来研究不确定随机DT N网络中通信概率低、可供选择路径少等导致的路由性能差这一难题,并首次讨论了随机DT N的网络模型.随机DT N网络中的延迟、可用资源、开始时间和连接间隔时间等参数都是不确定的、随机的.Jones等人也提出了一种实用的仅使用网络观测消息的DT N路由协议[20].该论文设计了一个参数矢量去评估一个消息被传递到下一跳之前必须等待多长时间.文献[23]提出了一个适合间歇网络的概率路由协议PROPHET,它在路由过程中使用了曾经遭遇和转移的历史消息.PROPHET设立了一个在节点a和每一个已知目的节点b之间的可预测递送概率参数P(a,b.当两个节点相遇时,他们交换自身的总消息矢量和可预测递送概率参数.。
容迟容断网络的路由算法[发明专利]
![容迟容断网络的路由算法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f4defa09aeaad1f346933ff1.png)
专利名称：容迟容断网络的路由算法专利类型：发明专利
发明人：周贤伟,程志密,丁颜
申请号：CN201310278209.X
申请日：20130704
公开号：CN103501267A
公开日：
20140108
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种容迟容断网络的路由算法，涉及网络通信领域，为解决现有技术路由协议的效率和性能低的问题而发明。
本发明公开的技术方案包括：101，初始化设置，102，当节点
u∈Ne时，判断u是否为目的节点；103，如果不是，获取链路i被分配的传输速率的满意程度值；104，根据满意程度值判断u是否为最优的联合节点；105，如果是，获取截止到时刻t节点m提供的有关目的节点累积的可用知识量后，跳转至所述102；106，如果不是，获取截止到时刻t节点m提供的有关目的节点累积的可用知识量后，跳转至所述102；107，当u是目的节点，输出预设的源节点S 到目的节点D的最优路径。
该技术可以应用在容迟容断网络中。
申请人：北京科技大学
地址：100083 北京市海淀区学院路30号
国籍：CN
代理机构：北京市广友专利事务所有限责任公司
代理人：张仲波
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容迟网络路由算法
容迟网络中路由算法摘要：容迟网络的主要目标是支持具有链路间歇性连通、时延大、错误率高等通信特征的不同网络的互联和互操作；由于节点移动性、链路间歇连通、网络频繁割裂等特点，容迟网络中的源节点和目的节点之间在多数情景下不存在一条连通路径，因此节点采用“存储携带转发”的路由模式。
数据转发算法是移动容迟网络研究的一个重要方面。
相比传统无线传感器网络的路由算法，移动容迟网络的数据转发算法不仅要提高网络节点的能量效率、延长网络生存期，对如何提高消息传输成功率、降低消息传输时延与通信开销的研究则更加具有实际意义。
现有的移动容迟网络数据转发算法大致可分为：基于消息复制的转发算法、基于历史信息的转发算法、基于先验知识的转发算法、基础设施辅助的转发算法和基于社会网络的转发算法。
关键词容迟网络；社会网络；路由协议；数据分发；优化算法容迟网络（Delay Tolerant Networks,DTNs）是近年来无线网络领域内的一个研究热点，泛指部署在极端环境下由于节点的移动或者能量调度等原因而导致节点间只能间歇性进行通倍甚至长时间处于中断状态的一类网络[1-3]。
其概念起源于星际网络（Interplanetary Internet,IPN），与传统通信网络模型相比，移动容迟网络具有网络间歇性连通、节点资源受限、传播时延高等特点。
DTN作为未来互联网络发展的一个新方向，在环境监测、交通管理、水下探测和发展中国家偏远地区网络基础建设具有广泛的应用前景和实用价值。
如何做出正确高效的路由选择一直是无线网络领域内的关键技术和主要研究课题，然而传统的基于的路由协议、移动网络和无线传感网络的路由协议均很难在容迟网络中工作。
一方面，与传统通信网络模型不同，移动容迟网络中不存在稳定可靠的端到端链路，使得现有的基于端到端连通性假设的无线传感器网络路由算法不能适用于该网络环境。
另一方面，相对于传统的无线传感器网络路算法，移动容迟网络数据转发算法不仅需要综合考虑如何提高网络节点的能量效率、延长网络生存期，研究如何提高消息传输成功率、降低消息传输延迟与通信开销则具有更加实际的意义。
容迟网络路由
计算机研究与发展ISSN1000-1239 CN11-1777 T P Journal o f Co mputer R esear ch and D ev elo pment46(7):1065-1073,2009容迟网络路由算法肖明军 黄刘生(中国科学技术大学计算机科学与技术学院 合肥 230027)(中国科学技术大学苏州研究院 江苏苏州 215123)(x iaomj@)Delay-Tolerant Network Routing AlgorithmXiao M ing jun and H uang Liusheng(School of Comp uter S cience and T echnology,Univer sity of Science and T echnology of China,H ef ei230027)(S uz hou I nstitute f or A dvanced Study,Univer sity of Science and T echnology of China,Suz hou,J iangsu215123)Abstract Delay-tolerant netw or ks(DTN s)are interm ittently-connected netw orks that may suffer from frequent and long lasting disconnection due to various reaso ns such as mobility,pow er m anagement,scheduling,etc.Representative delay tolerant netw orks include w ireless sensor netw or ks using scheduled intermittent co nnectivity,mobile ad hoc netw or ks,satellite netw orks w ith per io dic connectiv ity,villag e netw orks,w ildlife tracking netw orks,and pocket sw itched netw o rks, etc.Due to the bro ad applicatio n prospect,delay tolerant netw or ks attract much attention.H ow ever, compared w ith traditio nal netw orks,there ar e no stable end-to-end deliv ery paths in delay-tolerant netw or ks,and the routing problem is thus much mo re complicated.Mo st of the existing research w ork also focuses on this pr oblem,and many delay-to lerant netwo rk routing alg orithm s are pro posed.In this paper,the state of the art in these algo rithm s is summ arized.At fir st,the ev aluatio n criter io n of perform ance is introduced.Secondly,different taxonom ies for delay-tolerant netw o rk routing algo rithm s are presented.According to the routing strategy,all the algo rithm s can be categor ized into the alg orithms based o n replicatio n and the alg orithm s based on forw arding.Acco rding to the netw or k m odel,the alg orithm s can be catego rized into the alg orithm s based on active mobility model and the algo rithm s based on passive mobility mo del.T hirdly,the representative routing algorithms ar e described for each class of algo rithm s.Further more,the advantag es and disadvantag es o f these algo rithm s are summarized.Finally the future directions of research in this ar ea are discussed.Key words delay-to ler ant netw ork;disruption-to ler ant netw ork;MANET;opportunistic netw ork;ro uting alg orithm摘 要 容迟网络泛指那些由于节点移动、能量管理、调度等原因而出现频繁中断、甚至长时间处于中断状态的一类网络.它涵盖了由于节点调度而处于间歇式连通的无线传感网络、移动Ad ho c网络、周期性连通的卫星网络、乡村网络、野生动物追踪网络以及个人设备交换网络等等,具有十分广阔的应用前景,引起了广泛的关注.与传统网络相比,容迟网络没有稳定的端到端传输路径,因而其路由问题更为复杂.已有的研究工作也主要集中于这一问题,并提出了许多的容迟网络路由算法.对这些算法的最新进展收稿日期:2008-07-28;修回日期:2009-05-07基金项目:国家 九七三 重点基础研究发展计划基金项目(2006CB303006);国家自然科学基金项目(60803009);教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20070358075)进行了综述.首先,介绍了容迟网络路由算法的性能评价标准.其次,给出了容迟网络路由算法的分类方法.按照路由策略来分,容迟网络路由算法可以分为基于复制策略的算法和基于转发策略的算法.按照网络模型来分,容迟网络路由算法又可以分为面向主动移动模型的算法和面向被动移动模型的算法.然后,针对每一分类,重点综述了其中具有代表性的一些容迟网络路由算法,并总结了各算法的优缺点.最后,讨论了未来的研究方向.关键词容迟网络;容断网络;移动Ad hoc 网络;机会网络;路由算法中图法分类号 T P393容迟网络或容断网络(delay disruption -tolerant netw ork,DT N),是近年来无线网络研究领域中备受关注的一个新兴概念,泛指由于节点移动等原因而没有稳定的端到端传输路径、甚至大部分时间处于中断状态的一类网络[1-2].这一概念最早是由K.Fall 在著名国际会议SIGCOMM 2003上提出来的[2],其应用涵盖了因特网以外的许多通信网络,如星际网络、乡村网络、战争网络、野生动物监控与追踪网络、移动Ad hoc 网络和无线传感器网络、PSN (po cket sw itched netw orks)网络等[1].容迟网络的研究则是希望为这些网络在拓扑动态变化的情况下提供一定品质的网络服务,被认为是实现 无处不在的网络 的一项关键技术,具有重要的研究意义.Fig.1 T he ex ample o f message deliv ery in DT N.(a)T =1:0 2;(b)T =2:2 4;and (c)T =3:4 5.图1 容迟网络报文传输示例.(a )T =1:0 2;(b)T =2:2 4;(c)T =3:4 5与传统网络相比,容迟网络的拓扑动态变化,节点间没有稳定的传输路径,甚至可能在任意时刻都没有一条完整的传输通路,使得那些依赖于稳定传输路径的传统Ad hoc 网络路由机制难以发挥作用[3].因而,在容迟网络中,报文传输往往是以 存储-携带-转发 (store -carry -forward)的方式完成的.例如,在图1所示的简单容迟网络中,节点0和5之间虽然没有完整的传输通路,仍然可以通过节点2和4以 存储-携带-转发 的方式实现报文传输.路由问题是容迟网络研究的热点问题之一.在 存储-携带-转发 的报文传输模式中,容迟网络路由所需解决的主要问题是如何在网络拓扑随时间而动态变化的情况下确定合适的传输路径,以便有效地将报文传送到目的地.与传统静态网络相比,容迟网络的路由选择需要考虑到网络拓扑是随时间而不断变化的.在大多数应用中,这种变化还具有不确定性,这就使得制定合适的路由策略变得非常具有挑战性.目前,围绕着这一问题已展开了大量研究,提出了许多的路由算法.本文则对这些算法进行了综述,并对未来的研究方向进行了展望.1 容迟网络路由算法的性能评价与分类1.1 容迟网络路由算法的性能评价容迟网络路由算法往往以提高报文传输的成功概率,降低传输延迟,减少能量、缓存等资源的消耗为优化目标,主要包括以下性能评价标准.传输率(delivery r atio ),是指在给定时间内网络中成功传输到目的地的报文数量与所有源节点发出的不同报文的总数之比[4].在容迟网络中,报文传输往往存在较大的延迟,使得报文可能在生存期内无法传输到目的地而造成传输失败.另外,报文在传输过程中也可能会由于传输容量或节点缓存容量受限而被策略性地丢弃,造成传输失败.容迟网络中报文传输的失败率通常会明显地高于传统网络.因而,传输率被作为一个重要的性能指标来评价路由算法的可靠性.传输延迟(latency ),指报文从源点被成功传输到目的地所需的时间[4].尽管容迟网络能够容忍报文传输存在一定的延迟,但大多数的应用仍然强调传输的时效性.而且,传输延迟越小,越会尽早地释放所占用的网络资源,提高网络资源的利用率.因而,端到端传输延迟也是容迟网络路由算法的重要性能指标.1066计算机研究与发展 2009,46(7)此外,网络资源的消耗也是评价路由算法性能的基本指标,包括能量代价、缓存容量代价等等.通常,可以采用网络中传输报文的副本数量来粗略地评估路由算法的资源消耗[4].1.2 容迟网络路由算法的分类容迟网络路由算法的设计需要考虑网络拓扑的动态变化、通信链路容量、节点缓存容量等多种因素,针对不同的网络模型而采用不同的路由策略.根据这些路由策略、网络模型等,已有的算法可以有多种分类方法.与传统的Ad hoc网络或无线传感网络类似,容迟网络的路由算法首先可以分为单播、任意播和组播路由算法.由于目前任意播路由[5]和组播[6-8]路由的相关算法较少,因此,本文仅介绍单播路由算法的分类.从网络模型的角度来看,容迟网络可以分为主动移动的容迟网络和被动移动的容迟网络[9].在主动移动的容迟网络中,存在一些可以控制自身移动路线的节点,游走于相互分隔的网络节点或区域之间,以 存储-携带-转发 的方式协助网络传输报文.面向这一类容迟网络的路由算法则主要是为这些节点规划最优的移动路线.在被动移动的容迟网络中,节点不能控制自身的移动,而只能按照一定的移动模型进行移动.根据节点的移动模型,可以将这一类容迟网络的路由算法分为面向确定或半确定移动模型的路由算法和面向随机移动模型的路由算法[10].面向确定移动模型的路由算法中,节点可以预知网络拓扑的动态变化,从而选择最优路径转发报文.面向随机移动模型的路由算法中,网络拓扑的变化往往具有随机性,节点通常采用复制的策略来转发报文.而面向半确定移动模型的路由算法则介于两者之间.从路由策略的角度来看,容迟网络路由算法可以简单地分为复制策略的路由算法和转发策略的路由算法[4,11].复制策略的路由算法以复制的方式转发报文,网络中有同一报文的多个副本在传输.转发策略的路由算法沿着最优路径逐跳地转发报文,网络中只有一个报文的副本在传输.目前,无论是基于复制策略的路由算法还是基于转发策略的路由算法,主要还是针对被动移动模型下的容迟网络路由问题提出来的.2 典型的容迟网络路由算法一般而言,容迟网络的路由算法可以按照路由策略或移动模型进行分类.有些路由算法着重于描述算法的路由选择策略,主要包括复制策略的路由算法和转发策略的路由算法.而另一些路由算法则更侧重于从移动模型的角度出发来研究容迟网络的路由问题,主要包括面向主动移动模型的路由算法和面向被动移动模型的路由算法.下面将分别介绍其中的一些代表性算法,并对这些算法加以总结. 2.1 复制策略的路由算法在复制策略的路由算法中,当节点间出现通信机会(在容迟网络中也被称为contact,即 联系 [2])时以复制的方式转发报文.因而,网络中有同一报文的多个副本在传输.这种策略通过提高报文的冗余度来增加端到端传输的成功概率,降低传输延迟.这一类算法主要包括基于洪泛的路由算法、基于概率的路由算法、基于调度的路由算法和基于编码的路由算法等等.2.1.1 基于洪泛的路由算法在基于洪泛的路由算法中,每当节点间出现 联系 时就向对方复制报文,并且通过限定报文的生命周期或网络中报文副本的数量来避免报文风暴.这类算法中,最具代表性的算法是传染病路由(epidemic routing)算法[12]和Spray-and-Wait Focus算法[13-14].传染病路由算法是由Vahdat和Becker提出来的,借用了同步复制数据库的技术来解决容迟网络的路由问题[12].其基本思想就是相 联系 的节点间交换彼此缺少的报文,经过足够的报文交换后,每个非孤立的节点最终将收到所有的报文,从而实现了报文的端到端传输.在传染病路由算法中,每个报文都有一个全局唯一的标识,每个节点都以报文标识作为关键字建立自身存储报文的H ash索引,同时生成一个与该H ash索引表一一对应的概要向量(summary vector,SV),按位标示自身是否存有相应H ash表项所指的报文.当2个节点间出现 联系 时,首先交换各自的概要向量,从而获知自身没有而对方存有的报文,然后双方仅传送对方没有的报文.传染病路由算法的主要优势在于节点不需要了解网络拓扑变化的信息,而且该算法会最大化报文传输的成功率,但是该算法过度地复制报文,使得网络中存在大量的报文副本,消耗了大量的网络资源,而且还易于产生严重的资源竞争冲突,极大地降低网络性能,使得该算法的实用性较差.Spray-and-W ait算法[13]是由Spyro poulos等人提出来的.该算法事先限定网络中的报文副本数量,1067肖明军等:容迟网络路由算法只进行有限地复制传输,因而减少了因报文过度复制而造成的资源浪费和竞争冲突,提高了网络资源的利用率.这一算法主要包括报文 喷洒 (spray)和 等待 (w ait)两个阶段.在第1阶段中,报文的源节点仅向网络中复制固定数量的副本,即喷洒报文.报文喷洒采用二元喷洒的方式,每当一个持有n个同一报文副本的节点遇到另一个没有该报文的节点时,分配-n 2-个副本给后者,自身保留-n 2-个,直到仅持有1个副本时进入第2阶段.作者还证明了这种二元的报文喷洒方式能够使Spray-and-Wait 算法获得最优的期望延迟.进入第2阶段的每个节点只持有该报文的单一副本,这些节点仅仅是等待,直至遇到报文传输的目标节点时,才将报文转发给该节点以完成整个传输过程.通过这种有限喷洒和等待的方式,该算法可以限定网络中同一报文的副本数量.Spray-and-Fo cus算法[14]则对Spray-and-Wait算法进行了改进,进入第2阶段的节点仍然可以转发报文,而不是简单的等待,报文则会被转发给传输成功率更高的节点.此外,文献[15]针对容迟移动传感网络,研究了基于共享无线信息站模型(shared w ireless infostation model,SW IM)的路由协议中所存在的延迟、能耗和存储之间的折中问题,并给出了一个基于局部最优树的报文分发方法,来限定网络中的副本数量.文献[16]则将简单计数协议用于容迟网络路由算法中,并提出了被称为中间免疫(inter mediate imm unity)的技术来限制报文副本的数量.2.1.2 基于概率的路由算法基于概率的路由算法,对报文传输的成功概率进行估算和比较,有选择性地复制报文.通过这种方式减少报文复制的盲目性,避免生成低效传输的副本,提高了网络资源的利用效率.代表性的算法主要包括Lindgr en等人提出的PRoPH ET算法[17]和Burns等人提出的MV路由算法[18].PRo PH ET算法[17]定义了一个被称为传输预测值(delivery predictability)的指标来描述节点间成功传输的概率.与传染病路由算法相比,每当2个节点相遇时,它们除了要交换概要向量外,还需要交换传输预测值向量.基于交换所得的信息,每个节点更新各自的传输预测值向量.然后,节点对概要向量和传输预测值向量进行比较,只有在对方节点到目标节点的传输预测值大于自身到目标节点的传输预测值时,才向对方节点复制报文.M V算法[18]则利用节点间的相遇概率来描述报文传输的成功概率.任意2节点间的相遇概率直接作为这对节点的传输概率,在此基础上通过递归的方式来计算多跳传输的成功概率.节点相遇时,交换各自的报文及其传输概率信息.通过比较,节点仅向传输概率更高的节点复制报文.2.1.3 基于调度的路由算法基于调度的路由算法首先为报文设定优先级,传输效率高的报文往往被赋予较高的优先级.每当出现 联系 或通信时机时,通过调度优先复制传输具有高优先级的报文.由于节点间的传输容量和节点自身的缓存容量有限,因而每次只有部分报文能够被复制传输,低优先级的报文则会由于长时间得不到通信时机而被丢弃.通过这种调度方式,丢弃低效传输的报文,提高网络资源的利用率.这一类的主要算法包括Burgess等人提出的M ax Prop算法[19]和Balasubramanian等人提出的RAPID算法[20].M axProp算法[19]采用增量平均化(increm ental averaging)的方法来估算节点间成功传输报文的概率,并将报文传输失败的概率之和作为端到端传输路径的代价,基于传输代价来确定该报文的优先级.报文成功传输的概率越大,该报文的传输代价就越小,因而赋予较高的优先级,被优先复制转发;反之,如果报文的传输概率较小,则会被赋予较低的优先级,得不到转发机会,从而避免生成低效传输的报文副本,提高了网络资源的利用率.RA PID算法[20]则将容迟网络的路由问题模型化一个效用驱动的资源分配问题.该算法假设节点间的相遇时间符合指数分布,采用分布式的算法来估算节点间报文传输延迟的期望值,并根据传输延迟定义了报文传输的效用函数,传输延迟较大的报文则具有较小的效用函数值.然后,根据报文的边际效用值按降序进行报文的复制转发.RAPID算法是一个具有明确优化目标的路由算法,并在一个由40辆公交车组成的容迟网络实验床上对其性能进行了有效验证.2.1.4 基于编码的路由算法基于编码的路由算法主要包括基于擦除码(erasure co de)的路由算法[21-22]和基于网络编码(netw o rk co ding)的路由算法[23].这类算法基于编码的方法将报文拆分为数据块,通过多路径在网络中传输,目标节点只要收到一定数量的数据块就可以恢复出原报文.文献[21-22]均提出了基于擦除码的路由算法.1068计算机研究与发展 2009,46(7)如何将报文分块、复制、分配到多个传输路径才能最大化报文传输的成功率是基于擦除码的路由算法的关键性问题.文献[21]对这一问题进行了形式化,借用现代投资组合理论(modern portfolio theory)分别在伯努利路径传输模型和高斯路径传输模型下求解了该问题,并提出了简单有效的算法,能够获得最优的报文传输概率.文献[23]则提出了基于网络编码的路由算法.该算法在基于概率的路由算法的基础上,引入线性网络编码技术来降低算法的代价.通过仿真实验表明,在一个稀疏部署的移动网络中,特别是在节点具有较高的丢包率时,引入网络编码技术后,路由算法的性能提升尤为明显.2.2 转发策略的路由算法在转发策略的路由算法中,节点根据所获得的有关网络拓扑动态变化的知识,按照一定的优化目标选择一条最优传输路径,报文沿着该路径逐跳地传输.在报文的传输过程中,节点不会对其进行复制.因而,网络中只有一个报文的副本在传输.转发策略的容迟网络路由算法中,具有代表性的算法是由Jain等人在文献[24]中提出的一系列算法,包括FC(fir st contact),MED(m inimum ex pected delay),ED(earliest deliv ery),EDLQ (ear liest deliv er y w ith lo cal queue),EDAQ(ear liest delivery with all queue)和LP(linear prog ram)共6个路由算法.这些算法首先将容迟网络形式化为一个多图,节点间的 联系 对应于多图的边.然后,基于该多图,以降低传输延迟为优化目标,选择最优的路径转发报文.这些算法当中,基于零知识输入的FC路由算法最为简单,节点从最先出现的 联系 中随机地选择一个来转发报文,因而性能最低且不能保证消息能够成功传递到目的地.MED路由算法基于网络中 联系 的摘要信息,采用Dijkstra算法求解最优路由.ED路由算法则基于网络中所有 联系 信息,采用改进的Dijkstra算法求解报文最早到达的最优路由.而EDLQ和EDAQ路由算法则在ED路由算法的基础上分别引入了局部节点的缓存队列和全局的缓存队列信息,进一步地优化性能. LP路由算法则进一步考虑了流量需求的信息,将最优路径求解问题形式化为一个线性规划问题加以求解.此外,文献[25]提出了一个基于链接状态的路由协议,首先采用传染病算法将链接状态信息洪泛到网络中各个节点,然后利用这些链接状态信息作路由决策.文献[26]首先根据消息成功传输到目的地的概率定义了一个效用函数,并提出了一个基于效用函数的路由机制.文献[27]则考虑异质的容迟移动Ad hoc网络,将网络容量分析转化为最大一致流问题,并在此基础上提出了一个以传输容量最大为优化目标的渐进最优的节点调度和路由机制.在文献[10]中,作者假设容迟网络中的节点要么静止、要么有规律的运动,针对这一类简单的容迟网络,提出了一个可扩展的分层路由算法DH R.2.3 面向主动移动模型的路由算法在主动移动的容迟网络中,存在一些通常被称为报文轮渡(messag e ferry)[28-30]或数据骡子(data m ule)[31]的节点.这些节点在报文的传输过程中起到 桥 的作用,它们可以控制自身的移动行为,按照一定的路线在相互分隔的网络节点或区域间进行移动,以 存储-携带-转发 的方式协助网络传输报文.面向主动移动模型的容迟网络路由算法则主要是为这些节点设计最优的移动路线.这一类算法主要就是由美国佐治亚理工学院提出的一系列基于报文轮渡的路由算法[28-30].其中文献[28]针对只含有一个轮渡节点的网络,提出了一系列的机制来控制该轮渡节点的移动路线,协助报文传输.文献[29]考虑含有多个轮渡节点的网络,以满足流量需求且传输延迟最小为优化目标,提出了计算轮渡节点最优移动路线的算法.文献[30]则提出了一个被称为OPWP(optimized w ay-po int)的轮渡节点路由算法,不需要轮渡节点与其他普通节点进行任何的在线合作即可确定其路由.该算法首先确定了一个有序的路点(w ay-point)集合和轮渡节点在每个路点处等待的时间,然后采用启发式的策略设计了遍历这些路点的最短路径,将其作为轮渡节点转发报文的路由.2.4 面向被动移动模型的路由算法及相关研究在被动移动的容迟网络中,节点不能控制自身的移动路线,而是按照既定的方式或移动模型进行移动.一般而言,面向被动移动模型的容迟网络路由算法主要包括2个阶段:一是获取有关网络模型的知识,特别是有关网络拓扑动态变化的信息;二是基于所获得知识制定路由策略.前面介绍的复制策略和转发策略的路由算法一般事先假定网络模型,然后侧重于设计和提出一定的路由策略.本小结则主要介绍一些基于移动模型的路由算法及相关研究.这些研究更侧重于对网络中的节点移动、节点间相遇等规律进行分析、建模,获取相关的模型及网络参数,以便针对性地设计路由算法.1069肖明军等:容迟网络路由算法在文献[32]中,Daly等人基于 社会网络(social netw ork)具有小世界(sm all w orld)特性 这一基本思想,提出了基于社会网络分析技术的容迟网络路由算法Sim Bet.该算法采用社会网络领域内的分析技术,为网络中的节点定义了向心性和相似度属性的概念,通过计算和比较节点的向心性和相似度值来发现在网络中能够起到连通孤立区域的 桥 节点,在此基础上设计了SimBet路由算法.文献[33]则针对PSN网络提出了一个基于社会网络的分布式路由算法Bubble,该算法主要利用具有高向心性的节点或与目标节点处于同一社区的节点来转发报文,提高报文转发的效率.文献[34-35]首先提出了一个在高维欧氏空间下形式化节点移动模式的方法,称之为M obySpace.然后,利用该方法对实际的容迟网络进行建模,并在此基础上提出了基于Mo by Space的路由算法.而文献[36]则针对节点周期性地运动并以一定概率相遇的DT N网络提出了一个机会路由算法RCM.在容迟网络中,节点相遇的时间和概率等网络参数对于设计路由算法及其性能评估有着重要的指导作用.为此,文献[37]首先从理论上计算了随机方向模型(r ando m direction mo del,RDM)和随机路点模型(random w aypoint m odel,RWP)中节点相遇时间的期望值,然后提出了基于社区的移动模型,并计算了该移动模型下节点相遇时间的期望值,最后还分析了基于这些模型的路由算法的延迟上下界.文献[38]则针对文献[39-41]中观察到的有关 随机移动模型中的节点相遇时间呈幂律(pow er law)分布,而不是传统所认为的指数分布 这一现象给出了理论分析,并证明了一项重要结论:在有界区域内,随机路点模型和随机走模型(random w alk m odel, RWM)中节点相遇时间符合指数分布,而一旦去掉了这些模型中的边界限制,相遇时间则由指数分布变为了幂律分布.除了对这些常用的模型进行理论分析外,还有对真实容迟网络实验数据进行建模分析的研究,如文献[42]以携带W iFi节点的公交车组成的容迟网络UM ass DieselNet为实验床,研究分析了实际的实验记录,发现节点间相遇的次数虽然在总体上没有呈现出特定的模式,但在路由级别上表现出了周期性的规律.2.5 小 结通过以上分别从路由策略和网络模型的角度对已有典型的容迟网络路由算法的介绍,可以得知这些算法都有各自的特点:1)从路由策略的角度来看,复制策略的路由算法往往不需要了解整个网络拓扑动态变化,对网络移动模型的依赖较少,适用的范围广.但是,这些算法也存在着网络资源利用率低的问题.而且,设计的路由策略大多只是定性地优化某些性能指标,难以做到量化,特别是针对复杂的容迟网络来实现优化目标明确的路由算法还非常困难,需要深入的理论分析和研究.而转发策略的路由算法往往需要对网络拓扑的动态变化有一定程度的了解,从而能够选择合适的路径转发报文,网络中没有冗余报文,网络资源利用率较高.但是获取和更新有关网络拓扑动态变化的知识则会耗费大量的网络资源,而且如何以一种可扩展的方式去描述和发布网络拓扑变化的知识也是这类算法中的难题.2)从网络模型的角度来看,面向主动移动模型的路由算法能够利用节点的移动性协助网络中的报文传输.一般情况下,这些的算法主要是在已知部分节点部署的情况下,通过节点间的协作来规划主动移动节点的移动路线,但如何通过深入的理论分析将算法的优化目标进行量化使其能够具备一定的服务质量,以及如何提高算法的可扩展性、鲁棒性、自适应性和智能性等还需要进一步的研究.在面向被动移动模型的路由算法的研究方面,目前针对几个常用的随机移动模型已取得了一定的理论研究成果,对于分析路由算法的性能有着非常重要的指导作用.但是由于真正面向实际应用的容迟网络往往不符合这些随机移动模型,因而需要对实际容迟网络中的节点移动数据进行分析、建模,而目前相关的研究还非常有限.总体而言,容迟网络的路由算法虽已取得了一定的研究成果,但仍然处于初步阶段,特别是在理论研究及面向实际应用方面还有很大的研究空间,路由问题依旧是容迟网络的关键难点问题之一.3 展 望自国际互联网研究任务组(Internet Resear ch T ask Force,IRT F)成立容迟网络研究组(delay-tolerant netw o rking research gr oup,DTNRG)以来,特别是在许多实际应用项目[1]的支持下,容迟网络路由算法方面的研究取得了丰富的成果.但是,容迟网络的研究总体上尚处于起步阶段,路由问题又1070计算机研究与发展 2009,46(7)。
容迟网络路由算法
容迟网络路由算法肖明军;黄刘生【期刊名称】《计算机研究与发展》【年(卷),期】2009(046)007【摘要】容迟网络泛指那些由于节点移动、能量管理、调度等原因而出现频繁中断、甚至长时间处于中断状态的一类网络.它涵盖了由于节点调度而处于间歇式连通的无线传感网络、移动Ad hoc网络、周期性连通的卫星网络、乡村网络、野生动物追踪网络以及个人设备交换网络等等.具有十分广阔的应用前景,引起了广泛的关注.与传统网络相比,容迟网络没有稳定的端到端传输路径,因而其路由问题更为复杂.已有的研究工作也主要集中于这一问题.并提出了许多的容迟网络路由算法.对这些算法的最新进展进行了综述.首先,介绍了容迟网络路由算法的性能评价标准.其次.给出了容迟网络路由算法的分类方法.按照路由策略来分.客迟网络路由算法可以分为基于复制策略的算法和基于转发策略的算法.按照网络模型来分,容迟网络路由算法又可以分为面向主动移动模型的算法和面向被动移动模型的算法.然后,针对每一分类.重点综述了其中具有代表性的一些容迟网络路由算法,并总结了各算法的优缺点.最后,讨论了未来的研究方向.【总页数】9页(P1065-1073)【作者】肖明军;黄刘生【作者单位】中国科学技术大学计算机科学与技术学院,合肥,230027;中国科学技术大学苏州研究院,江苏苏州,215123【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.基于蚁群算法的容迟网络概率路由算法 [J], 宋鑫;王炳庭;胡勇;王贵竹2.容迟网络多通道协作路由跨层控制算法仿真 [J], 徐艳; 谭波3.基于节点紧密效应的容迟网络路由算法 [J], 任璐;王青山;王琦;章翔4.容迟网络中基于节点间相遇概率的路由算法 [J], 李广强;何佳5.基于多时间段优化贝叶斯网络的车载容迟网络路由算法 [J], 吴家皋;郭亚航;蔡沈磊;刘林峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于连通时序效用的延迟容忍网络路由算法
基于连通时序效用的延迟容忍网络路由算法
刘科征;黄春妮;胡敏;徐超
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2017(34)5
【摘要】针对延迟容忍网络现有社区内路由算法在选择中继节点未考虑节点间有序连接而高估通信路径可达性问题,提出一种基于连通时序效用的路由算法——RBCSU(Routing Based on Connected Sequence of Utility),该算法采用社区内节点间连通时序估计节点间通信路径状态,进而考虑节点可达率、时延度以及相似度计算节点效用值,并通过比较其效用值来选择出最优的中继节点转发消息.仿真结果表明,相比于Epidemic、PRoPHET和SimBet算法,该算法能够有效提高消息投递率、降低消息传输时延和网络开销.
【总页数】5页(P95-99)
【关键词】延迟容忍网络;连通时序;可达率;时延度;相似度
【作者】刘科征;黄春妮;胡敏;徐超
【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.01
【相关文献】
1.基于社会环境的一种优化Prophet延迟容忍网络路由算法 [J], 万冰
2.时延容忍网络中基于效用转发的自适应机会路由算法 [J], 王博;黄传河;杨文忠
3.基于运动状态的延迟容忍网络受控传输路由算法 [J], 刘鑫;金光;江先亮;钮俊
4.基于位置信息的摆渡节点延迟容忍网络路由算法 [J], 陈爱斌;李婷
5.延迟容忍网络中基于概率传递的可靠路由算法 [J], 周红静
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容迟网络多播路由技术研究的开题报告
容迟网络多播路由技术研究的开题报告一、选题背景和意义随着互联网技术的迅猛发展和应用的越来越广泛，在网络中多媒体数据的传输和实时交互已成为计算机网络领域研究的热点。
网络多播在提供高效有效的多媒体数据传输和实时交互方面具有重要的作用。
容迟网络多播作为一种应用较广泛的多播技术，其研究和应用具有重要的现实意义。
二、主要研究内容1. 研究容迟网络多播路由算法的设计原理和要求。
2. 分析容迟网络多播路由中的关键问题，并对其进行详细的分析和总结。
3. 基于容迟网络多播路由技术的理论研究，深入挖掘网络多播技术的优点和不足，探讨优化网络多播技术的方法和途径。
4. 设计实验或构建仿真实验平台，对容迟网络多播路由技术的性能进行分析和评估，比较不同的算法的性能，并找到构建高性能网络的方法。
三、研究方法和技术路线1. 文献调研：通过对网络多播和容迟网络多播路由技术的相关文献进行调研和分析，对该技术的发展趋势和现状进行了解。
2. 理论探讨：对容迟网络多播的设计原理和关键问题进行理论研究和讨论。
3. 算法设计：结合理论探讨的结果，设计适用于容迟网络多播的路由算法。
4. 实验评估：通过实验或仿真实验平台对容迟网络多播的路由算法进行评估，验证算法的性能和可行性。
四、预期成果1. 掌握容迟网络多播的关键技术和路由算法的设计原理。
2. 优化提升容迟网络多播的通信效率和网络性能。
3. 建立性能评估平台，对容迟网络多播的性能进行深入分析和评估。
4. 发现独特的算法和技术，具有实用性和应用前景。
五、研究难点及解决方法1. 容迟多播路由算法的理论建模与分析，需要深入挖掘容迟网络下多播路由算法的独特性和优势。
解决方法：通过文献调研和实验分析，探讨容迟网络路由算法的理论分析和实际应用，找到适用于算法优化和改进的方法和思路。
2. 多播数据的可靠传输和网络资源的优化调配，需要建立合适的模型和实验平台进行深入研究。
解决方法：通过实验和仿真建模，对网络资源和多播数据进行定量分析和评估，找到合适的优化和调配方式，提升网络性能。
容迟网络单播路由技术研究的开题报告
容迟网络单播路由技术研究的开题报告一、选题背景随着互联网和移动互联网的快速发展，网络规模越来越大，网络拓扑结构越来越复杂，网络延迟越来越高。
容迟网络单播路由技术成为了解决网络瓶颈的重要手段。
二、选题意义网络单播路由技术是网络中最基本的核心技术之一，容迟网络单播路由技术可以使网络的数据传输更快、更稳定、更可靠，减少网络拥堵现象的发生。
容迟网络单播路由技术的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、研究目的本研究旨在深入研究容迟网络单播路由技术，通过对容迟网络单播路由技术的原理和特点的探讨，结合实际应用场景，设计出适用于容迟网络的单播路由方案，提高网络的整体性能。
四、研究内容和方法（一）研究内容1. 容迟网络单播路由技术的基本概念和原理。
2. 容迟网络单播路由技术的现状和发展趋势。
3. 容迟网络单播路由技术的关键技术难点分析。
4. 容迟网络单播路由技术的应用场景分析。
5. 设计适用于容迟网络的单播路由方案。
（二）研究方法1. 文献研究法：对容迟网络单播路由技术相关的文献和资料进行综合分析和比较研究。
2. 实证研究法：针对实际场景的容迟网络单播路由问题，通过实测数据和仿真实验等方法进行分析研究。
3. 综合研究法：综合运用文献研究法和实证研究法，设计出适用于容迟网络的单播路由方案。
五、研究预期结果1. 深入理解容迟网络单播路由技术的原理、特点和应用场景。
2. 剖析容迟网络单播路由技术的关键技术难点，探索解决方案。
3. 设计一种适用于容迟网络的单播路由方案，提高网络的整体性能。
六、研究进度和计划本研究的进度和计划如下：（一）阶段一（完成时间：2022年5月）1. 搜集和分析容迟网络单播路由技术的相关文献，深入了解其基本概念和原理。
2. 确定容迟网络单播路由技术的研究内容和研究方法。
（二）阶段二（完成时间：2022年8月）1. 结合具体应用场景，分析容迟网络单播路由技术的现状和发展趋势。
2. 剖析容迟网络单播路由技术的关键技术难点，探索解决方案。
容迟网络中基于节点间相遇概率的路由算法
0引言DTN(Delay Tolerant Network)[1-2]是一种源节点和目的节点间不存在稳定端到端的通信链路，利用节点移动带来的相遇机会进行通信的自组织网络。
DTN间歇连接的特征使其可以在挑战性的环境中使用，这一特征也导致了较长的传输延迟，难以符合TCP/IP网络的基本要求[3]。
因此，传统的路由算法，即使是MANET路由协议也不能应用于容迟网络中[4]。
为了支持间歇连接，DTN路由采用“存储—携带—转发”方式把消息发送到目的节点[5]。
如果节点由于间断连接而不能立即发送消息，则需要将消息存储在缓冲区中，直到节点有机会将消息转发出去。
近年来，国内外研究学者提出了许多路由算法以解决DTN 的固有特性。
Epidemic算法是一种典型的基于洪泛策略的路由算法，该算法将消息发送给所有的相遇节点。
在缓存资源充足的场景中，Epidemic[6]的路由算法性能最好，然而现实的应用场景中，节点的缓存资源都是有限的。
Prophet[7]路由算法利用相遇历史和传递性提出了一种基于概率估计的路由算法，节点仅将消息转发给与目的节点相遇概率高的邻居节点。
为了减小网络开销，Spray and wait[8]路由算法对源节点消息的最大拷贝数进行了限制。
尽管以往的研究表明DOI:10.16644/33-1094/tp.2021.01.008容迟网络中基于节点间相遇概率的路由算法李广强，何佳(空军预警学院，湖北武汉430019)摘要：容迟网络DTN(Delay Tolerant Network)是物联网中的一种新型的计算机网络，该网络中的源节点和目的节点之间可能并不总是存在完整的端到端的通信链路。
DTN间歇连接的特点对设计有效路由算法是巨大的挑战。
文章在原有Epidemic和Prophet路由算法的基础上，提出了一种改进的基于节点间相遇概率的路由算法RAEPBN（Routing Algorithm Based on Encounter Probability Between Nodes），并详细介绍了该算法的路由建立过程。
一种基于簇的容迟网络的路由算法CB-NIMF
一种基于簇的容迟网络的路由算法CB-NIMF
钟朝薪;屈玉贵
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2009(035)004
【摘要】在"ferry"概念的基础上,提出容迟网络中一种新的路由算法CB-
NIMF(Cluster-Based Node Initiated Message Ferrying),在该算法下,利用普通节点之间的网络拓扑结构和通信能力,缩短了数据采集网络中普通节点向"ferry"移动的非正常工作时间,降低了隐性的数据丢失,增加了节点的工作时间以及采集的数据量.
【总页数】4页(P116-119)
【作者】钟朝薪;屈玉贵
【作者单位】中国科学技术大学,电子工程与信息科学系,安徽,合肥,230027;中国科学技术大学,电子工程与信息科学系,安徽,合肥,230027
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.一种基于历史相遇信息的容迟网络地理路由算法 [J], 王艳;李建波;宋有美;王夫沭
2.一种基于蚁群算法的容迟网络路由策略 [J], 杨振国;黄刘生;肖明军;黄河;张银东;朱友文
3.一种基于联络历史的车载容迟网络路由算法 [J], 宋志华;暴建民;谢元发;周雅
4.一种基于移动Sink的容迟网络自适应机会路由算法 [J], 徐飚
5.一种基于区域访问概率的容迟网络路由算法 [J], 杨振奇;肖明军;黄刘生;徐宏力因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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２ １ 年 ４月 ０１
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Байду номын сангаас
Ｖ０ ＿ ８ Ｎｏ ４ ｌ２ ． Ａｐ ． ２ １ ｒ ０１
基 于 效 用 的 容 迟 网络 路 由技 术 研 究 术
术 已经 成 为容 迟 网络 中一 类重 要 的路 由技术 而 被广 泛 研究 。
１ 容迟 网络路 由技术 的研 究背景
１ １ 发 展 历 史 ，
环境 的 日趋复杂 以及无线节点 自身由于能量 、 信道稳 定性 、 故 障等因素 ， 得通常在研究该类网络 时假设 网络拓扑始终处 于 使 连通状态 的条件不再 成立 。在这种 限制下 ， 统的 ＭＡ Ｅ 传 Ｎ Ｔ和 ＷＳ Ｎ路由就变得效率低下甚至根本无法运行。
近 年 来 ， 动 Ａ ｏ 移 ｄｈｃ网 络 （ Ｎ Ｔ） 无 线 传 感 器 网 络 ＭＡ Ｅ 和 （ Ｎ） ＷＳ 的应 用 正 迈 向更 加广 阔 的 民 用 领 域 ， 括 精 确 化 农 业 、 包 生物追踪 、 能公路 、 智 医疗 监 测 、 园 内或 会 议 中 的 文 件 分 发 、 校 家庭 自动化 网络 等 ， 从而 构 建 泛 在 网 重要 基础 设 施 。随 着应 用
摘 要 ：概述 了容迟 网络 路 由技 术的发展 、 面临 的挑 战和评价 指标 ， 对容 迟 网络路 由协议进 行 了分 类 ， 细介 绍 详
了 目前主要基 于效用 的路 由协议 基本原 理和特 点 ， 并进行 深入 分析 和比较 ， 最后 结合该领 域 当前研 究现状 ， 时未
来研 究容迟 网络 效 用路 由算 法进 行 了总结和展 望。 关键 词 ：容迟 网络 ；容断 网络 ； 机会 网络 ；路 由算法 ；效 用 中图分类 号 ：Ｔ ９ ５ ０ Ｎ １． ４ 文 献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ —６ ５ ２ １ ） ４ １ １— ５ ０ １３ ９ （０ １ ０ —２ １０
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ —６ ５ ２ １ ． ． ０ ｏ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ １３ ９ ． ０ １ ０ ０ ３ ｓ ４
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ ｔｌｔ— ａ ｅ ｏ ｔ ｇ ｉ ｅａ ｏｅａ ｔｎ ｔ ｒ ｓ ｓ ａｃ ｆｕｉｉ ｂ ｓ ｄ ｒｕ ｉ ｎ ｄ ｌｙ ｔｌｒｎ ｅｗｏ ｋ ｙ ｎ
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徐 佳 ， 王汝传 徐 ， 杰 廖 ， 俊
（ ．南京 邮电 大学 计 算机 学院 ，南京 ２ ０ ４ ；２ １ １０ ６ ．东南 大学 计 算机 网络 和 信 息 集成教 育部 重点 实验 室，南京 ２０ ９ ； ．南京理 工 大学 计 算机科 学与技 术学 院，南京 ２ ０ ９ ） １０ ６ ３ １０ ４