基于社会网络的可容忍延迟路由算法研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tomato20099002
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本文分析了社会容忍延迟网络(Delay Tolerant Networks)的路由问题。根据社会网络具有的社区、中心、相似度等特征,提出了一种适用于社会网络的DTN路由算法。随着手机、PDA等各种手持设备的大量普及,利用这些手持设备自组网络实现数据交换并提供网络服务具有广阔的应用前景。剑桥大学和Intel研究院提出的PSN[7](pocket switched network)就是由人随身携带的手持设备形成的DTN。然而DTN并不总是连通的,这使得传统路由协议无法适用于此类网络。这是由于传统路由协议AODV、DSR、DSDV等都是假设网络为全连通的,如果在源节点和目的节点之间没有完整的路径存在,则导致消息投递失败。为此,节点需要采用“存储-携带-转发”的路由模式[2],利用节点移动时与其它节点形成联接的通信机会逐跳传输消息,来实现节点间通信。PSN网络是由携带移动设备的人们构成的,因而对人类社会各种特征的了解是设计社会网络路由算法的基础。社会学研究表明人类社会是结构化的,由人们的相互合作关系而形成的社区是社会的一个重要特征,这种合作关系意味着某一个体与随机选择的成员相比更趋向与同社区的成员合作。社区结构变化与社会网络拓扑结构变化相比更加缓慢,因而能被用来做更好的转发决定。而社区检测算法能帮助我们理解离线分析和在线应用中的社区结构,因而有助于设计好的消息转发策略。社会学研究发现:在社区中,一些人更加受欢迎,并且与其他人有更多的交互,这种受欢迎的级别也是人类社会的一个重要特征。在PSN中它代表了节点作为潜在的传输中继的重要程度。本文应用人类社会的上述特征提出了一种基于社会的DTN路由算法(Social_based Routing以下简称SR)。算法将社会网络划分为不同的社区,消息转发时,根据目的节点所在社区确定消息采用社区内或社区间转发策略。转发策略综合考虑了节点的频度中心、间接中心、相似度、联接预测等因素。本文对Dartmouth学院提供的实际数据集进行了分析,根据社会网络的异构性和人们生活的规律性,对节点类型和运动模式进行检测,分析了社区对路由性能的影响和节点的运动模式对预测联接的可能性。并与已有DTN算法MEED、Epidemic进行了对比试验。试验结果表明:基于社会网络特征的SR路由算法,在投递率和平均延迟方面都有较好的表现。
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