[发明专利]基于可靠信息分发的容延容断网络路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于可靠信息分发的容延容断网络路由方法，属于计算机网络与通信领域。

背景技术

容延容断网络(DTN)具有高时延、高中断以及网络拓扑结构不断变化等特点，其相应的路由技术不同于传统路由，通常采用多份消息拷贝、先验知识、编码、概率估计等机制。DTN路由的主要目的根据具体应用环境与传统路由也有所区别，可能是最大化报文传输、最小化传输延迟、最小化内存能量消耗或最小化网络带宽使用等。一些主流的DTN路由算法如表1所示：

表1

现有技术存在的主要问题：

1.目前没有针对保证信息分发可靠性的路由算法

这里的保证信息分发可靠性包含三个关键的要求：最大化报文的传送比；存在有效的拥塞控制机制避免产生过高的传送延迟；能够充分利用系统资源。目前主流的DTN路由算法中大部分都是针对单个目标要求的。

2.报文副本(拷贝)数量的控制策略不够智能化

现行DTN路由算法对于报文副本数量控制的表现有两种分化：产生的报文拷贝过多，最终导致拥塞的发生；产生的报文拷贝有限，在节点容量增大的情况下性能无法得到进一步的提升，对网络硬件资源的利用率不高。

3.对于采用辅助设施的路由策略研究较少

采用辅助设施的DTN路由目前只有消息摆渡路由方法等少数几种，而在实际应用中，采用辅助设施具有可行性好、投入少、效果明显的特点，有着较强的研究价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种全新的路由算法，它可以在最大化报文传输概率的基础上维持较低的平均延迟和系统开销，能够有效保证信息分发的可靠性。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种基于可靠信息分发的容延容断网络路由方法，其采用以下步骤：

1)在网络中引入基站节点；

2)动态控制报文拷贝数量；

3)采用基于基站节点的定向尽力传输模式；

4)运用FIFO策略管理缓冲队列并采用报文丢弃策略。

进一步地：

在所述步骤2)动态控制报文拷贝数量中，采用多层阀值/比例值实现邻居节点的自动分类排队，同时对不同队列使用不同的报文拷贝数量控制策略，从而达到对网络中总体报文数量的智能化动态控制。

所述多层阀值/比例值包括：基于节点可用容量的比例筛选阀值、基于队列长度的比例控制阀值、基于基站距离的比例筛选阀值。

所述基于节点可用容量的比例筛选阀值的取值范围为0-1，该阀值用于划分两种队列，根据邻居节点剩余容量占总容量的比值进行选择；

所述基于队列长度的比例控制阀值的取值范围为0-1，该阀值用于对普通队列的长度进行控制，选取普通队列中具有最大剩余容量的相应比例的邻居节点组成新队列；

所述基于基站距离的比例筛选阀值的取值范围为0-1，该阀值用于对上面处理过的队列进行再次筛选，选取距离基站最近的相应比例的邻居节点组成最终的普通发送队列。

所述步骤2)动态控制报文拷贝数量的步骤是：

根据邻居节点剩余缓冲空间占节点总容量的比例REROOM与基于节点可用容量的比例筛选阀值BUSY的比较结果，将其分别加入普通队列或资源紧张型队列，分别对两个队列按照REROOM由大到小进行排序；

对于资源紧张型队列，选取比例REROOM最大的一个节点进行报文转发；对于普通队列，首先选取该普通队列中的前m个节点组成新的队列，此处的m为基于队列长度的比例控制阀值与普通队列中的节点数目的乘积，然后将该新的队列中的节点按照到基站节点的距离由近及远排序，最后从排序后的新的队列中选取前n个节点进行报文转发，此处的n为基于基站距离的比例筛选阀值与该队列中的节点数目的乘积。

更进一步地：

所述步骤2)动态控制报文拷贝数量的详细步骤包括：

2.1)当前节点产生需要进行转发的报文；

2.2)获取可进行通信的邻居节点队列；

2.3)逐个判断邻居节点的剩余容量是否大于等于基于节点可用容量的比例筛选阀值，若是则转步骤2.4)，将该邻居节点加入普通队列；否则转步骤2.9)，将该邻居节点加入资源紧张型队列；

2.4)将该邻居节点加入普通队列；

2.5)将普通队列中的节点按照剩余容量由大到小排序；

2.6)从步骤2.5)得到的队列中选取前m个节点组成新的队列；

2.7)对步骤2.6)得到的队列按照节点到基站的距离由近到远排序；