[发明专利]一种基于公平性的机会社交网络消息传输方法

说明书

本发明公开了一种基于公平性的机会社交网络消息传输方法。该方法首先提供了节点间的社交关系，并根据消息传输成功率的差异性给出消息公平性定义。然后通过消息转发的优先级来设置不同消息的副本数目，并根据节点间的社交关系大小来选择下一跳节点，从而解决消息的不公平性问题。仿真结果表明：该方法在消息成功率、平均时延、路由开销比现有的路由算法要好。

技术领域

本发明属于机会社交网络的消息转发方法，尤其涉及一种基于公平性的机会社交网络消息传输方法。

背景技术

机会社交网络因节点分布较为稀疏、网络拓扑结构不稳定，一般会采取“存储-携带-转发”的路由模式，将消息以多跳的方式传送给目标节点。如果没有找到合适的中间节点，消息将被保存在现有节点的缓存中，直到遇到合适的中间节点才转发给它。因此，如何寻找一条低延时、低能耗、高传输成功率的传输路径，是机会社交网络中一个极具挑战的关键性问题。

为了解决上述问题，已有学者提出了高效的消息转发路由机制。其基本思想是：对每个消息选择适合的转发节点和对消息转发的副本数目进行最优调整，以此来提高网络性能。例如：Spyropoulos等人提出了SAW(Spray And Wait)算法。在Spray阶段，源节点采用多副本散发机制，减少了消息分发过程中所需要的时间；但在Wait阶段，消息没有被继续转发，而是不断等待直到遇到目标节点，因此SAW算法存在时延偏高的问题。Lindgren等人提出PROPHET算法，该算法通过节点的相遇概率大小来选择转发节点，从而可以降低多副本数目转发所引发的网络拥塞。但该算法不适合运用于节点密度低的机会社交网络环境。

根据平等理论，人们通过比较整个系统中每个人贡献与收益的比例来评价公平性。因此，公平性会影响到机会社交网络的消息传输成功率。已有学者根据用户对公平的满意度需求，并通过网络吞吐量来衡量自己是否受到不公平对待，从而阐述公平性对网络性能的影响。Tuan Le等人提出了一种新的路由策略。在该路由策略中，是否转发取决于基于社交关系图的交互概率大小，并结合源节点消息的多拷贝控制和中介节点的单副本路由，从而实现低开销。但该策略并没有给出节点之间的社会关系。

发明内容

在机会社交网络中，由于现有的消息传输机制存在效率低、成功率低等问题，使得这些消息传输机制无法解决消息传输的公平性问题。本发明提出了一种基于公平性的机会社交网络消息传输方法(Fairness-based Routing,FR)。该方法首先提供了节点间的社交关系，并根据消息传输成功率的差异性给出消息公平性定义。然后通过消息转发的优先级来设置不同消息的副本数目，并根据节点间的社交关系大小来选择下一跳节点，从而解决消息的不公平性问题。

本发明具体采用如下方式实现：

一种基于公平性的机会社交网络消息传输方法，包括以下步骤：

S1.首先判断源节点s与目标节点d是否在同一个社区内,若s、d在同一个社区内，进入S2，若s、d不在同一个社区内，进入S3；

S2.采用社区内消息传输策略进行消息传输，包括消息散发阶段与消息转发阶段，具体包括S21-S23；

S21.节点s发送消息给目标节点d时，首先将消息m复制copy_s(m)份副本；

其中，copy_avg(m)表示网络中平均产生的消息副本，step_m表示消息转发时路由表中的当前跳数，step_max表示消息m到达目标节点的最大跳数，t_m表示消息产生时间；T_max表示消息生存时间；p_s(m)表示节点s的消息m的优先级，计算如下：