基于机会网路的消息投递设计与实现文献综述

 2022-11-21 16:13:24
  1. 文件综述(或调研报告):

在传统的多跳无线网络中,缺少针对困难环境中无线网络连接中断进行处理的方案。因此当无线网络连接中断时,该网络得性能会出现明显的降低,甚至造成网络不能运行。而在现实的应用之中,无线自适应网络的拓扑结构可能随时发生改变,其连通性往往不能得到保证,信息源节点与目的节点之间不存在数据通路。随着网络环境中对数据通信需求的上升,对于网络的要求也不断的上升,为了满足在这种情况下的网络通信要求,延迟容忍网络的思想得以提出。机会网络是延迟容忍网络的子类别之一,机会网络更加强调无线节点所具有的移动性所带来的传输机会,是一种不需要源节点和目的节点之间存在完整路径,利用节点移动带来的相遇机会实现网络通信的自组织网络。

机会网络是一种通信连接经常中断的移动自组织网络,它的最大特点在于移动节点之间即使没有一条完整的路由存在也能够保持通信.机会网络是利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息,以“存储-携带-转发”的路由模式实现节点间通信。机会网络作为移动自组织网络的极端版本,是利用机会通信使得移动节点更加不可控制,其主要特性表现在以下3个方面:

1.异构性:机会网络不要求网络的全连通,可能使用多种不同的通信技术而且横跨多个异构网络,这将直接导致命名问题.由于节点在不同网络中地址不惟一,必须采用新的认证和信任机制。

2.移动性:机会网络中节点经常移动会引起路径频繁中断,不可能建立一条稳定的端到端的路由。

3.延迟容忍:由于消息采用的是“存储-携带-转发”策略,在提高了数据包递送率的同时引入了更大的延迟。

现有的自组织网络由于协议假设源和目标节点之间存在至少一条完整的通信路径,而无法在机会网络中运行。为了在不连通的网络中实现节点通信,机会网络中的路由机制以“存储-携带-转发”的模式工作。在这种模式中,当路由表中不存在去往目标节点的下一跳节点时,将消息在当前节点上缓存,并随着当前节点的移动以等待合适的转发机会。针对每个消息确定最好的下一跳转发节点和选择合适的转发时机就成为设计高效机会网络路由协议的关键问题。目前常见的几种机会转发机制主要有以下五种选择:

1.基于复制的转发:同一消息的多份拷贝被注入网络,当其中一个到达目标节点时,消息传输成功。其核心问题是确定优化的消息拷贝数和产生消息拷贝的方式。

该机制中,同一消息的多份拷贝被注入网络,当其中一个到达目标节点时,消息传输成功。其核心问题是确定优化的消息拷贝数和产生消息拷贝的方式。最简单的机制是直接传输,源节点缓存消息直到遇到目标节点才转发,网络开销最小,但传输延时大和传输成功率最低。或是采用2-HOP算法中,源节点将消息拷贝给最先遇到的L个中继节点,源节点和L个中继节点只将消息转发给目标节点,消息需要两跳到达目标节点。假定节点独立移动,节点之间相遇概率为 p,则直接传输的传输成功率为p,而2-HOP 算法的传输成功率为1minus; (1minus;p)^(L 1)asymp;(L 1)p(当 p 较小时),因此提高了传输成功率。

2.基于编码的转发:基于编码的转发机制将待传输数据编码成相互冗余的消息,目标节点仅需要接收到部分编码后的消息,即可通过消息之间的运算重建原数据。

基于编码的转发机制将待传输数据编码成相互冗余的消息,目标节点仅需要接收到部分编码后的消息,即可通过消息之间的运算重建原数据。Wang 等人提出了一种基于擦除编码的机会转发机制。源节点先将原始数据分成m个块,然后将这些数据块编码成 k 个小消息,目标节点只需要接收到k个消息中的任意 mtimes;(1 ε)个小消息就可重建原始数据,ε是由具体编码算法确定的小常数。该机制中源节点将编码后的小消息平均分配给 k 个相遇的中继节点,每个中继节点携带部分小消息直到遇到目标节点。该算法保证了网络连接最差情况下的性能,但在网络连接足够好的时候却不能充分利用连接机会,因为每次相遇没有考虑相遇持续时间,只传输固定数目的小消息。

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