消息状态感知的机会网络缓存管理策略

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为了实现快速组网,人们设计了无需中心节点,利用普通节点转发消息的移动自组网网络。在移动自组织网络中,转发消息前需要建立完整的端到端路径,但在复杂的移动通信环境中,多种因素可能导致通信链路中断,从而无法保证完整的端到端路径。为了解决这一问题,人们提出了无需完整端到端路径,利用节点间相遇机会,以“存储-携带-转发”方式传递消息的机会网络。在机会网络中,为了保证消息成功投递率,消息在网络中往往有较多备份,而机会网络中往往没有ACK反馈机制,已到达目的节点的消息不能及时地被删除,因此在缓存资源有限的机会网络中,这将严重影响网络的性能。显然,设计高效的缓存管理策略对提高机会网络的性能十分关键。   为了设计高效的缓存管理策略,本文首先估计了节点活跃程度、消息备份数和消息冗余度。本文利用节点间的相遇情况动态估计节点活跃度。在网络中,消息备份数越多,消息已到达目的节点的概率越大,消息备份数可间接表示消息已到达目的节点的可能性。本文利用网络运行的历史信息,记录下不同生存时间的消息在网络中的备份数,然后证明不同生存时间的消息副本数量服从正态分布。利用正态分布性质,估计消息在不同生存时间时的备份数。被活跃节点保存过且消息备份数越多的消息,其已经到达目的节点的概率越大,其冗余度也越大。因此,利用节点活跃程度和消息备份数,可以估计出消息冗余度。仿真结果表明,节点活跃度、消息备份数以及消息冗余度的估计方法较为准确。   然后,本文利用动态估计的节点活跃程度、消息备份数和消息冗余度分别设计相应的缓存管理策略。在不同的缓存管理策略中,分别优先删除被活跃度高的节点保存过的消息,网络中消息备份数多的消息和冗余度高的消息。仿真结果显示,所提出的缓存管理策略要优于其他传统的缓存管理策略。由于消息冗余度策略同时考虑了节点活跃度和消息备份数,其性能表现更为优秀。消息冗余度等网络参数是动态感知的,可以随着网络状态的变化而动态改变,因此用这些状态参数设计的缓存管理策略适应性更强,更适合时变性强的机会网络。
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