[发明专利]一种基于Epidemic路由的拥塞控制策略

说明书

本发明提出一种基于Epidemic路由的拥塞控制策略RBCCS(message Redundancy and node Buffer residual rate based Congestion Control Strategy)，以本身缓存空闲率为阈值，只将消息投递给缓存空闲率大于该阈值的邻居节点，避免了盲目洪泛。此外，RBCCS提出综合考虑消息生存时间、消息已转发次数和消息接收时刻的消息冗余度的概念，根据消息冗余度来优化缓存管理策略，拥塞产生时优先丢弃冗余度大的消息，以使节点获得足够存放冗余度小的消息的空间。DTN网络的消息递交率、平均时延和开销率等网络性能指标均有所改进。消息递交率相对表现最好的DO策略提升了15.8%左右；开销率相对表现最好的DO策略也降低了14.4%左右；平均时延相对表现最佳的DLA策略仍能下降6.8%左右。

技术领域

本发明属于拥塞控制策略(Congestion Control Strategy,CCS)技术领域，具体涉及一种基于Epidemic路由的拥塞控制策略。

背景技术

DTN网络(Delay Tolerant Networks)，即延迟容忍网络，起源于对行星际通信网络的描述，现泛指在任意时间点，几乎不存在源地址到目的地址的端到端路径的无线网络。DTN网络具有高延迟、低投递率、间歇性连接、节点频繁移动、存储容量有限等特点，又因为其特殊的传输保管机制，使得该网络极易产生拥塞。因此，如何在现有的路由算法基础上，提出和改进相应的拥塞控制策略，从而实现消息更高效率的转发，避免拥塞的产生，以及在拥塞发生后采取合理的缓存管理策略，选择合适的消息丢弃以减轻节点负载，缓解网络拥塞，是当前DTN网络领域的研究热点。

目前DTN网络中拥塞控制策略的研究可大致分为主动、被动和混合型三类：

主动拥塞控制策略：主动拥塞控制指通过一定的策略控制消息传输，预防拥塞的发生。如Zhao等人提出的一种基于接收阈值的拥塞控制策略，该策略使每个节点根据自身的拥塞状况动态调整接收阈值。Zhang等人则根据节点的剩余缓存和能量将节点划分为不同的级别，接收消息时根据不同级别采取不同的接收策略,避免节点陷入拥塞。

被动拥塞控制策略：当拥塞发生时采取一定的缓存管理策略来清理缓存，缓解或消除网络的拥塞情况。如Yu-Feng等人针对多播类型的DTN网络提出的基于效用函数的丢弃和调度策略。

混合型拥塞控制策略：将主动与被动型拥塞控制相结合。如Du等人提出基于数据负载量和节点缓存使用率，计算节点与边的传输能力，在节点缓存使用率与数据链路带宽分配之间寻求平衡，以达到负载的均衡。Lo等人提出动态决定消息副本数以平衡网络负载，拥塞发生后将消息转移到可用缓存最大的邻近节点，被转移的消息只能被直接递交到目的节点。

上述各种方法都取得了一定的拥塞控制效果，但是单纯的主动或被动拥塞控制策略具有一定的局限性，效果不如混合型拥塞控制策略好。而混合型拥塞控制策略大多建立在能获取其他网络信息的情况下，但对Epidemic路由这类不能获取网络其他信息的洪泛路由的拥塞控制策略研究较少。

发明内容

针对上述问题，本发明针对Epidemic路由算法，给出一种拥塞控制策略RBCCS(message Redundancy and node Buffer residual rate based Congestion ControlStrategy)，以本身缓存空闲率为阈值，只将消息投递给缓存空闲率大于该阈值的邻居节点，避免了盲目洪泛。此外，RBCCS提出综合考虑消息生存时间、消息已转发次数和消息接收时刻的消息冗余度的概念，根据消息冗余度来优化缓存管理策略，拥塞产生时优先丢弃冗余度大的消息，以使节点获得足够存放冗余度小的消息的空间。

一种基于Epidemic路由的拥塞控制策略，包括如下步骤：

步骤1：在向邻居节点投递消息时，以本节点的缓存空闲率B_C为阈值，对下一跳节点进行选择；