[发明专利]一种基于概率中心度的机会网络的消息转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机会网络下的消息转发方法，特别涉及一种基于概率中心度的机会网络的消息转发方法。

背景技术

机会网络(Opportunistic Networks)或者容延网络(Delay Tolerant Networks,DTN)是一种不需要源节点和目标节点之间存在完整链路，利用节点移动带来的相遇机会实现通信的自组织网络，是对移动自组网络的改进。机会网络或容延网络中，移动节点之间利用节点之间的机会相遇在没有网络拓扑信息和路由信息的情况下，彼此之间进行通信和消息转发。机会网络克服了早期MANET的主要缺点，其中包括网络分化会导致现有通信的失效，临时从网络中断开的节点无法通信等问题。因为，端到端的连接对于一些交互式的服务是非常重要的，比如VOIP、游戏或者视频流，而很多其他应用在网络间歇断开及不存在端到端路径时并不影响应用需求，比如，消息传递、邮件和数据共享等，能够忍受发送者到接收者之间的路径的不存在。

基于中心度的消息转发方法是众多路由协议采用的方法，SimBet算法由Daly E和Haahr M在2007年提出，该算法通过比较各节点的本地介数中心度以及节点间的相似度来对消息的转发进行决策，每个节点将其邻居节点之间的关系映射到各自维护的自我中心网络(Ego Network)之中，并在与其他节点相遇时对该数据结构进行更新。Bubble rap由Hui P,Crowcroft J和Yoneki E在2011年提出的，在消息的转发过程中，选择中心度较高的节点，意味着该节点能够与更多节点相遇，从而与目的节点所属社团的成员节点的相遇概率也较大，因此中心度较高的节点更适合作为消息的中继节点。在Bubble rap算法的消息转发过程中，源节点选择全局中心度(Global Centrality)较高的节点将消息逐跳转发至与目的节点属于同一社团的某个成员节点；此后消息将在目的节点所属社团内部进行转发，并通过选择本地中心度(Local Centrality)较高的节点将消息逐跳转发至目的节点。Social Based Multicasting算法由Gao W，Li Q，Zhao B和Cao G在2009年提出，作者首先将移动节点间的相遇过程描述为泊松随机过程，并提出累计相遇概率中心度(Cumulative Contact Probability Centrality)的概念对节点在消息转发过程中的重要性进行量化，与其他任一节点相遇的概率较大的节点具有较高的中心度。在此基础上，作者将中继节点的选择问题转化为求解统一背包问题(Unified Knapsack Problem)，其优化目标为：在保证消息平均转发成功率的同时使得所需的中继节点数量最小。

上述的路由算法都是利用单一节点的近邻节点来计算中心度，只是考虑了单跳路由情况，并未考虑整个路径对中心度的影响。实际上两跳或更远的节点也会对中心度存在影响，同时，整个网络中的节点也存在着互相的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于概率中心度的机会网络的消息转发方法，综合考虑了机会网络中节点之间的影响因子和节点之间的接触率，计算出新的节点的概率中心度，基于此提出相应的消息转发方法。它通过在机会网络中改进对节点重要程度评价的方法，从而合理地选择消息转发过程中的中继节点。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种基于概率中心度的机会网络的消息转发方法，包括以下具体步骤：

步骤1，设机会网络中的节点总数为n，该网络对应一个n×n的邻接矩阵A＝(a_ij)，i,j∈[1,n]，其中：