[发明专利]节点缓存受限的DTN网络路由方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种迟延容忍网络DTN路由方法，本发明用于解决DTN网络节点缓存受限时的路由问题。

背景技术

迟延容忍网络DTN具有节点资源受限、时延大、链路断续连通等特点，这些特点使得在大部分时间内网络中不存在端到端连通的路径，因此无法一次将数据从源节点传输到目的节点。而传统Internet中使用的TCP/IP协议只有在持续的、双向的端到端连通路径存在的前提下才能平稳运行。显然TCP/IP这一经典协议不再适用于DTN网络，因此需要研究适合DTN网络的路由方法。

因为链路断续连通，所以DTN网络采取存储转发机制，即中继节点收到来自上一跳节点的数据后，先将其存储，待该中继节点与其下一跳节点连通后，再将数据转发给下一跳节点。这种机制对中继节点有限的存储能力提出很大挑战。然而很多已有的针对DTN网络的路由方法都没有考虑节点缓存的大小，是在节点缓存无限的基础上提出的，因此需要研究在节点缓存受限的情况下，适用于DTN网络的路由方法。

如果路由方法不能合理地安排DTN网络的数据传输，一旦中继节点缓存的大部分空间被停留时间较长的数据占据，即中继节点无法及时将缓存内的数据转发给下一跳节点，就易使得中继节点缓存发生溢出，导致中继节点因没有空间接受而丢弃新数据，从而造成数据丢失，节点功率浪费，网络吞吐量下降。

西安电子科技大学的专利申请文件“间断性连通网络中的路由选择方法”（公开号CN 101562564，申请号200910022727.9）公开了一种间断性连通网络中的路由选择方法。该方法针对断续连通的网络链路，选择通过量最大的路径作为最佳路由，从而提高了网络通过量。西安电子科技大学的专利申请文件“基于连通时序的多路径路由方法”（公开号CN 102316546A，申请号201110293702.X）公开了一种基于连通时序的多路径路由方法。该方法针对断续连通的网络链路，选择多条路径进行传输，实现了充分利用链路连通时序，提高了链路利用率和网络通过量。上述方法存在的不足是没有考虑到中继节点缓存的有限性，因此在资源有限的网络中难以很好运行，可能造成中继节点缓存溢出，导致数据丢失、节点功率浪费，使得网络吞吐量下降。

发明内容

本发明的目的在于解决DTN网络节点缓存受限时的路由问题，提出一种节点缓存受限的DTN网络路由方法，防止中继节点缓存溢出，减少数据丢失，减少功率浪费，同时避免中继节点缓存的大部分空间被停留时间较长的数据占据，使得整个网络的数据流动性增强，达到网络吞吐量的提高。

本发明实现上述目的的技术思路是：当一条路径给另一条路径退让空间能够增加流经中继节点的数据量时，通过修改连通时序，实现合理安排各条路径的数据传输。其具体步骤包括如下：

（1）找到网络中经过同一中继节点的两条路径，定义先连通的路径为路径1，后连通的路径为路径2，获得网络拓扑；

（2）依据历史信息获取网络拓扑中两条路径上的链路的连通时序及链路速率，分别得到路径1和路径2上流入中继节点的数据速率函数及流出中继节点的数据速率函数

（3）对路径1上流入中继节点的数据速率函数与流出中继节点的数据速率函数之差进行积分，对路径2上流入中继节点的数据速率函数与流出中继节点的数据速率函数之差进行积分，分别得到路径1和路径2上传输的数据对中继节点缓存的占用量函数C₁(t)、C₂(t)；

（4）计算两个占用量函数C₁(t)与C₂(t)之和的最大值，若该最大值大于中继节点缓存容量则继续执行步骤（5）；否则，执行步骤（8）；

（5）计算路径1需要给路径2退让的空间C_l：

Cl=C1(ta)+Cn-Crmax,]]>