[发明专利]一种机会网络下基于分层地理标签的路由方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络通信领域，更具体地，涉及一种机会网络下基于分层地理标签的路由方法。

背景技术

机会网络是一种延时容忍网络，由移动的对等通信节点组成，主要特点是网络拓扑被分割成多个孤立的连通区域，因此在进行消息传输时，源节点和目的节点之间往往不存在持续的端到端路径。节点拥有非易失性存储，在进行消息传输时，采用“存储-携带-转发”的传输方式，利用节点移动形成的相遇机会完成数据的传输，直到消息被转发到目的节点。机会网络有许多典型的应用场景，如战场军事网络，自组织车载网络，口袋交换网络等。

由于机会网络自身的特点违反了TCP/IP协议的一些假设，包括：收发节点之间需要存在持续的端到端路径，任意收发节点之间的RTT较小而且相对一致，丢包率较低等，所以TCP/IP协议无法在机会网络下很好地工作。

如何在链路频繁中断，网络拓扑不断变化的条件下实现源节点到目的节点的路由技术一直是机会网络的研究热点。目前的路由技术主要分为两种，一种是基于复制的传输策略，利用同一份消息在网络中散布多个拷贝的方法来增大传输成功率，但是会给网络带来较大的负载上的负担。另一种是基于效用的传输策略，利用节点记录和收集的网络信息来预测节点相遇的可能性，当进行数据传输时将消息转发给有更大概率遇到目的节点的移动节点，但这类方法的传输成功率相对较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种机会网络下基于分层地理标签的路由方法，旨在解决现有方法中网络负载高、传输成功率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种机会网络下基于分层地理标签的路由方法，包括以下步骤：

（1）对网络区域按照地理位置进行划分，以生成多个子区域，对每个子区域标记代表其地理位置的标签向量：

（2）对于网络中的每个节点，根据子区域和代表其地理位置的标签向量创建并维护记录该节点访问子区域以及各子区域访问概率的标签集，以及该节点的归属子区域列表，该归属子区域列表用于记录网络中各节点所归属的子区域，具体而言，本步骤包括以下子步骤：

（2.1）每隔时间间隔ΔT₁，节点根据自身位置判断当前所在的最底层子区域，并将标签集中该子区域的标签访问量n加1，n为正整数，标签访问量反映了节点访问该子区域的频繁程度；

（2.2）每隔时间间隔ΔT₂,根据以下等式对标签访问量n进行优化：

n＝Δn+n'γ^k    (1)

其中γ为衰减因子，其取值范围为0到1，Δn是从上个时间间隔到当前时刻所新增的标签访问量，n′是截止到上个时间间隔的访问量，k是从上个时间间隔到当前时刻的单元时间间隔的数量；

（2.3）根据以下等式获取节点标签集中每个最底层子区域h的访问概率P_h；

其中n_h、n_i和n_j分别表示子区域h、i和j的标签访问量，是节点标签集记录的节点经过的所有子区域t所包含的访问量之和，对于不能再被细分的最底层区域，n_h是该子区域的标签访问量；对于一个能被细分为若干子区域的父区域，是其所有子区域的标签访问量之和；

（2.4）节点将访问概率P_h最大的最底层子区域h设为该节点的归属子区域，并将该归属子区域记录到节点的归属子区域列表中，若归属子区域发生了改变，则需要同时更新归属子区域发生改变的时间；

（3）节点根据标签集以及该节点的归属子区域列表与通信范围内的另一个节点进行消息路由，该另一个节点称为相遇节点；本步骤包括以下子步骤：

（3.1）两节点将各自的归属子区域列表发给对方，并根据对方的归属子区域列表更新自身的归属子区域列表；具体而言，更新过程中，当二者的归属子区域列表中同一节点的归属子区域不同时，以最近的发生改变的时间为准；

（3.2）节点将存储的消息中以相遇节点为目的节点的消息发送给相遇节点；

（3.3）节点检查存储的消息中剩下消息的目的节点，找到以节点当前所在最底层子区域为归属子区域的目的节点，并将需要发送到这些目的节点的信息发送到相遇节点；

（3.4）节点对于存储的消息中剩下的所有消息，建立一张记录其目的节点的列表并发送给相遇节点；