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自适应DTN网络多播路由协议研究

作　者: 张赛男
导　师: 金志刚
学　校: 天津大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: DTN多播 传染病路由 洪泛控制 自适应调节
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


DTN是一种经常处于割裂状态、延迟巨大的特殊无线网络。多播技术能够有效提高网络资源利用率,降低网络通信成本,已经成为DTN网络研究中的一种关键技术,在很多方面得以运用。当前,针对DTN网络提出的多播路由方法很多采用全局算法,在与其它节点相遇之前,通信节点最大限度的对消息加以缓存,对节点缓存空间的管理则没有太多考虑。另外,当前算法大多没有涉及对消息副本个数及控制信息的管理,额外的信息发送引起了更多的带宽消耗,从而影响到协议的工作性能。本文以标准传染病多播路由协议为基础,针对DTN网络特点为其设计多播路由协议ECAM。ECAM无需掌握任何有关网络的先验知识,也无需维护任何树或mesh等拓扑结构,对DTN这种节点移动性强且连接频繁中断的网络具有很好的适应性。此外,通过对消息加入摘要向量的次数加以限制,ECAM可以有效控制消息在节点间的洪泛范围,从而减少了网络的资源消耗,有效管理了节点缓存空间。同时,通过结合自适应调节机制,使节点根据感知到的网络环境进行自适应的协议参数调节,ECAM对于不同的网络环境都能具有较好的工作效果,特别是对于DTN这种网络拓扑结构频繁改变的网络模型能体现出良好的适应性。最后,本文在QualNet 4.0仿真平台下对ECAM协议进行了仿真实验,实验结果体现了不同环境下协议参数变化对网络平均消息投递率产生的影响趋势。此外,通过在变化节点缓存空间及节点移动速度的场景中分别将ECAM与标准的传染病多播路由协议进行仿真比较研究,结果表明ECAM在不同的仿真场景中相较标准传染病多播路由协议都具有更高的平均消息投递率,另外在绝大多数情况下会产生更少的控制信息。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 本文主要工作及意义  9-10
  1.4 章节安排  10-11
第二章 DTN 网络及其多播路由协议介绍  11-20
  2.1 网络背景概述  11-12
    2.1.1 DTN 网络的由来  11
    2.1.2 DTN 网络模型  11-12
  2.2 DTN 网络应用  12-13
    2.2.1 陆地移动网络  12
    2.2.2 深空探测  12
    2.2.3 野生斑马实验  12-13
    2.2.4 传感器网络  13
  2.3 DTN 网络特点  13-14
  2.4 DTN 网络多播路由算法  14-20
    2.4.1 基于单播的多播选路算法  15-16
    2.4.2 基于树的多播选路算法  16-17
    2.4.3 基于上下文知识的多播选路算法  17
    2.4.4 基于域的多播选路算法  17
    2.4.5 基于概率的多播选路算法  17-18
    2.4.6 基于洪泛的多播选路算法  18
    2.4.7 不同选路算法的比较  18-20
第三章 基于洪泛控制的自适应传染病多播路由协议 ECAM  20-32
  3.1 标准传染病路由协议  20-26
    3.1.1 算法基本原理  20-21
    3.1.2 算法消息格式  21-23
    3.1.3 算法实现过程  23-25
    3.1.4 传染病多播选路算法  25-26
  3.2 网络模型假设  26
  3.3 改进传染病多播路由ECAM 算法设计  26-32
    3.3.1 洪泛控制机制  27-28
    3.3.2 消息缓存的管理  28-29
    3.3.3 自适应调节机制  29-31
    3.3.4 ECAM 算法总结  31-32
第四章 ECAM 协议的仿真研究  32-53
  4.1 仿真工具简介  32-34
    4.1.1 QualNet 仿真平台特点  32-33
    4.1.2 QualNet 仿真器协议栈  33-34
  4.2 QualNet 中的网络仿真  34-37
    4.2.1 节点的设置  34-36
    4.2.2 节点加入和离开多播组  36
    4.2.3 应用层业务的设置  36-37
  4.3 ECAM 仿真关键技术与仿真细节  37-45
    4.3.1 仿真关键技术  37-40
    4.3.2 协议实现  40-45
  4.4 ECAM 仿真结果及性能分析  45-53
    4.4.1 仿真参数设置  45-46
    4.4.2 性能评价指标  46
    4.4.3 协议性能评价  46-53
第五章 总结与展望  53-55
  5.1 总结  53-54
  5.2 工作展望  54-55
参考文献  55-58
发表论文和科研情况说明  58-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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