基于六度分割理论的机会网络路由算法研究

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随着无线通信,计算机等相关技术的广泛发展,使得移动计算成为目前移动互联网主要发展方向,移动通信也成为人们的主要通信方式,而传统的无线通信是需要一些基础设施(比如基站)作为通信节点之间建立连接的保证,在逐步的发展中,一种新型的无线网络逐渐走进研究人员的视野:在不需要基础设施的情况下的,依靠节点之间相遇机会而完成通信的一种新型网络—机会网络。机会网络具有延时容忍网络(Delay Tolerant Network,DTN)的一般特征,它是利用节点移动带来的相遇机会实现通信的新型自组织网络模型,其目标是为了解决频繁间断网络中的数据通信问题。机会网络中通常由于节点移动、稀疏、能量和存储受限等原因导致网络的分割,源节点和目标节点位于不同的连通域而导致传统的无线自组网路由通信协议无法有效运行。在机会网络中,数据传输的方式仅仅能通过节点的频繁移动带来的相遇的机会完成信息的传递,通过信息的多次跳转,最终到达目标节点,这种采取多跳的传输形式的网络最主要区别与传统的自组网在于其源节点和目标节点之间不存在完整的通信路径,而由于其中节点的频繁移动使得机会网络的网络拓扑结构是在不断的变化中的。对于这种新型网络的出现,研究网络路由算法成为研究人员普遍关注的热点,其复杂多变的网络结构、网络容量的受限、网络整体信息的缺乏,对研究人员都构成了巨大的挑战。在机会网络中试图建立端到端的连接的路由方式已经无法奏效,而存储-移动-转发的方式似乎更适合这样的网络结构,鉴于这种特殊的网络形式,本文将着眼于阐述和分析机会网络中信息的转发算法。为了研究有效的机会网络传输算法,我们首先着眼于信息传输路径的研究,通过本文提出的算法枚举出在节点之间存在的路径,从而揭示在信息到达目标节点之后普遍存在的信息激增现象,实验表明在任意两个独立的节点之间,在第一个消息到达目标节点之后,其后续信息到达的数量随着时间成指数增长,这个现象也同时说明了路径存在的激增现象。在此基础上本文研究了路由转发算法,在通过对几种典型的算法研究后发现,大部分算法在系统信息传输成功率,延迟上并不会出现很大的差别,而其主要的原因正是前面所述的信息激增现象。虽然主流算法在系统性能上差别不大,但是在系统开销上面却有明显的差异,这促使我们将研究的重点转为提出的算法在保证系统性能的前提下,如何能够有效的降低系统开销。通过对节点的属性的研究,我们发现节点如果是以人作为载体的话,那么人与人的接触存在社交关系,而社交关系的基础理论就是六度分割理论,通过对六度分割理论的研究,提出以其为基础的路由转发算法,在一定程度上保证了信息传输的成功率,降低了系统开销。
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