容迟网络中基于社会感知的路由协议关键技术研究

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容迟网络(Delay Tolerant Networks)即DTN是一种可以容纳区域网络内和网络之间的长时延的受限网络。容迟网络中使用“存储-携带-转发”的消息交换技术,并采用保管传输服务保证消息的可靠传递,克服了传统网络难以解决的间歇性连接、非对称数据速率、高误码速率等问题。在容迟网络的社会应用场景中,节点通常表示为由人类所携带的移动设备,因此节点移动方式具有一定的社会特征,这些特征可以反映网络中节点之间的社会关系以及关系强度等一系列社会属性。随着社会感知计算的提出,相关的基于社会感知的关键技术应运而生。社会感知起初是社会学中用于描述各种社会现象和人类社交能力的概念。而在计算机领域中,社会感知的主要内涵是指计算机系统对社会情境的感知和响应,通过对人际交往中的社会情境进行量化,并以可视化呈现,以此促进人们的社会交往。本文通过在容迟网络中引入基于社会感知的分析方法,根据节点行为模式构建社会关联度,在数据传输过程中设计基于社会关联度的路由算法,优化下一跳节点选择;并且提出基于社会拥塞度量值的拥塞控制算法,降低丢包率,提高路由可靠性;最后根据节点的社会关联度设计消息反馈机制,减少网络中的冗余副本,进一步提升资源利用率,优化路由效率。本文的创新点主要包括:(1)针对容迟网络中由于间断连接性和长时延导致路由效率降低的问题,提出一种改进的基于社会关联度的路由算法SLABR(Social LinkAwareness Based Routing),根据节点之间相遇历史信息计算社会关联度构造朋友节点群体,并在群体内和群体间采用不同转发策略,在以较小开销提高消息投递成功率的同时尽可能的减少时延,提高路由效率。(2)针对由于网络拥塞影响路由效率的问题,提出一种基于社会感知的拥塞控制算法SACC(Socially Aware Congestion Control),构造社会拥塞度量值,在转发过程中将消息转发给社会拥塞度量值较高的节点,并设计丢包策略避免随机丢包的盲目性,提高路由可靠性,降低开销。(3)针对冗余副本造成资源利用率不高以及路由效率降低的问题,提出一种基于社会感知的消息反馈机制SAFM(SociallyAware Feedback Mechanism),在反馈过程中将确认信息发送给社会关联度高于临界值的节点通知其删除已接收消息副本,从而减少冗余副本对网络资源的占用,同时避免过多确认信息引起的额外开销,总体上提升路由效率。
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