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无线网格网中负载平衡的探索和研究

作　者: 曹瑛
导　师: 陈晓云；刘亚桥
学　校: 兰州大学
专　业: 软件工程
关键词: 无线网状网负载平衡网关负载平衡中央节点负载平衡 Ad hoc中的负载平衡策略
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 44次
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内容摘要

目前由于互联网接入技术、无线网络技术的大力发展,在网络中出现了一种新型的网络——无线网格网络(Wireless Mesh Network WMN)。当Ad hoc网络技术逐渐成熟并进入实际应用阶段时,它还一般只是局限于军事领域,在民用领域应用的Ad hoc网络技术还是一个研究课题。本文就是针对现阶段提出、并初步应用且锋芒初显、未来无线移动网络的主流——无线网格网,主要阐述了WMN的概念、系统集成、性能分析、可靠性和可认知性等及WMN中节点的负载平衡问题。由于WMN和其他网络一样也是一种组网形式且又突出广域性和互连性,本文直接从WMN的组网技术和拓扑入手,重点介绍了WMN的结构和组成、数掘的传输和转发。WMN的网状结构本身就会造成数据的转发难题,维护的困难。WMN中负载平衡对于提升网络带宽利用率河网络拓展性是非常重要的。因为网络边界点或网关的负载平衡、中央节点的负载平衡、其他节点的负载平衡是网络的主要瓶颈,由于网络边界上的流量汇聚可导致某些网关节点数据拥塞、丢包、缓存溢出,其效率直接影响整个网络的数据转发能力、网络的性能,对于有效利用网络容量、资源来说是至关重要的,是WMN中十分关键的技术之一。所以本文重点分析和探索了WMN中数据转发的瓶颈,重点分析了节点的负载平衡问题,特别是网络边界点或网关的负载平衡、中央节点的负载平衡、其他节点的负载平衡等。本文主要研究了WMN中基于移动边界的负载平衡、基于分区主机的负载平衡、基于概率分割的负载平衡、最短路径路由和中央负载的平衡、基于环的路由策略、均匀分布节点下的平均路径长度分析和探索、Ad hoc负载平衡路由、Ad hoc按需距离矢量负载平衡,并给予相应的算法解决。通过具体分析,本文重点讨论和分析了WMN网络中不同数目节点的流量积累造成的网关沉重负载导致回程链路出现拥塞或不能充分利用,使网络可拓展性和容量大大降低,本文提出采用贪婪算法的启发式算法予以解决;在中央负载中,由于这一区域的节点比其他任何区域的节点处在更多的最短路径上,本文提出采用Warshall算法在O(n)时间内确定中心节点方案,实现解决;在多跳无线网络中,本文提出采用Dijkstra算法和邻接矩阵的结合方案,本文的算法实现由本人提出,并用C语言加以实现。。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-15
  1.1 研究背景及意义  10-13
  1.2 国内外研究的现状  13-14
  1.3 本文的主要工作  14-15
2 无线网格网中的网关负载平衡  15-24
  2.1 基于移动边界点的负载平衡  17-20
    2.1.1 基于最短路径的移动边界方式  17-18
    2.1.2 基于负载指数的移动边界策略  18-20
  2.2 基于分区主机的负载平衡  20-22
    2.2.1 基于集中式的主机分区负载平衡方式  21
    2.2.2 基于分布式的主机分区负载平衡方式  21-22
  2.3 基于概率分割的负载平衡  22-24
3 无线网格网中的中央负载  24-41
  3.1 最短路径路由和中央负载  25-28
  3.2 无线网状网负载平衡中基于环的路由策略  28-40
  3.3 均匀节点分布下的平均路径长度分析  40-41
4 无线网状网中的其他负载平衡解决方案  41-45
  4.1 Ad hoc负载平衡路由  41-42
  4.2 Ad hoc按需距离矢量负载平衡  42-45
5 WMN在工程中的应用  45-49
  5.1 项目概述  45
  5.2 路由规划  45-49
    5.2.1 网络设计原则  45-46
    5.2.2 区、县接入路由器的具体建议  46
    5.2.3 路由设计  46-49
6 开放性问题  49-50
7 结论与展望  50-52
  7.1 结论  50
  7.2 展望  50-52
参考文献  52-55
攻读学位期间的研究成果  55

无线网格网中负载平衡的探索和研究

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