论文部分内容阅读
时延容忍网络(Delay Tolerant Networks,DTNs)与传统的连通网络相比,网络链路容量及拓扑具有时变性,无法直接采用传统静态网络的理论方法来求解DTN网络中的路由问题。目前虽然已经有了最基本的体系架构,但是DTN网络的一些基本理论和技术手段尚不完善,例如DTN网络建模问题、模型求解中的最大流和最短路由问题等。因此需要针对DTN网络特有的链路特征,研究适用于DTN网络的建模方法和路由策略。DTN网络中节点之间的链路是断续连通的,因此DTN网络中的链路时延包括传播时延、传输时延以及等待时间。业务流在链路上的传输时延不仅与本链路的容量参数变化有关,还依赖于相邻两跳链路的连通时间段之间的关系,导致网络中链路时延难以求解。本文提出一种基于连续时间聚合图的累积流量方法分别计算单跳类路径和多跳类路径的端到端时延,综合考虑业务流量、业务传输时间和相邻两跳链路的连通时序关系对端到端路径时延进行建模。基于此时延模型,对传统的ED(Earliest Delivery)算法进行优化改进,提出一种基于连续时间聚合图模型的最短时延路由算法,并通过Satellite Tool Kit(STK)软件导出的实际卫星网络场景数据来进行仿真,从时延方面验证了该方案在DTN网络中的性能优势。DTN网络中节点之间链路的断续连通,导致DTN网络不存在实时的端到端路径,无法直接用增广路径求解DTN网络的最大流。为了尽可能的利用网络资源,找到收发器受限的DTN网络可承载的业务量上限,并得到DTN网络的最佳收发器个数,需要设计能合理调度网络中的节点收发器、节点缓存以及链路流量的最大流算法。本文基于时间扩展图模型,考虑节点缓存,链路容量以及收发器个数限制等多个约束,针对最大流的优化目标,给出求解此问题的非线性规划模型,求解路由选择和缓存分配以及缓存器调度的最佳方案,并通过LINGO(Linear Interactive and General Optimizer)软件进行求解,分别从最大流和收敛性方面验证了算法的性能。