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容迟网络路由技术研究

作　者: 邱俊杰
导　师: 洪锋
学　校: 中国海洋大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 延迟容忍网络路由算法路由协议信息库 ONE
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

延迟容忍网络(简称容迟网络,Delay-Tolerant Network)是一种通用的、面向消息的、可靠的网络体系结构,用于支持具有间歇性连通、高延迟、低数据传输率等通信特征的不同网络的互联和互操作。容迟网络适用于全球移动网、卫星通信网、长距离无线链路、水下声学调制通信、自由空间光通信、军用Ad-Hoc网、传感器网等多种网络模型,有着很强的理论研究和实用价值。本文以容迟网络的路由算法为主要研究对象,综述了容迟网络的技术背景和协议框架,在借鉴Jain等人提出的信息库概念的基础上,结合容迟网络的体系结构特点,对已有的路由算法进行了分类研究。根据使用信息库的不同,这些路由算法有着各自的优缺点和适用环境。本文对这些算法的优缺点做了详细的分析和描述。进而,本文介绍了ONE(Opportunistic Networking Environment)网络模拟器的原理,并利用ONE平台提供的仿真方法,实现和对比了目前容迟网络的5种主要路由算法。通过仿真结果,可以发现节点的缓存,即信息库的大小,对于网络性能有重要的影响。当然,无限增加节点缓存是不可能的。因此,本文提出了通过在网络中增加静态信息库节点的方式,来提高整个网络信息库的大小,从而提高容迟网络路由性能的改进方案。即在增加静态信息库节点的基础上,静态信息库节点采取协助转发负载轻的节点、负载重的节点和所有节点三种转发策略,参与到容迟网络的路由过程中。并且,本文在ONE模拟器上实现了改进路由方案,并进行了性能对比。本文主要工作包括：(1)对容迟网络的主要路由算法进行介绍和比较。本文从信息库的角度出发,对于使用不同信息库的主要路由算法进行总结和比较,包括Epidemic、FirstContact、DirectDelivery、PROPHET和SprayAndWait等五种路由算法。并且,本文在ONE模拟器的基础上,比较了上述5种容迟网络路由算法的性能。(2)提出了通过增加静态信息库节点,来扩充容迟网络信息库的路由方案。节点缓存越大,消息的成功转发率越高,然而无限增加节点缓存是不可以的,本文提出通过增加静态信息库节点的方式,扩充整个容迟网络的信息库的大小的改进路由方案。静态信息库节点采取协助转发负载轻的节点、负载重的节点和所有节点等三种转发策略参与到容迟网络的路由过程中。本文在ONE模拟器的基础上实现了所提出的改进路由方案。ONE模拟器的仿真实验结果表明,三种转发策略相较于SprayAndWait算法,均能有效提高容迟网络的传输成功率；就传输成功率和时延两个性能指标综合考虑的话,静态信息库节点协助转发负载轻节点的路由策略取得了最好的效果。

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