[发明专利]机会网络中基于投递预测与副本自适应的机会路由方法

说明书

机会网络中基于投递预测与副本自适应的机会路由方法，包括：S1、基于对称加权网络图描述机会网络；S2、基于对称加权网络图和数据包的寿命得到节点对于数据包的效用函数；S3、节点在移动过程中判断接触节点是否为待转发数据包的目的节点，若是则直接转发待转发数据包并且删除本地缓存的待转发数据包；S4、节点计算自身对待转发数据包的效用函数值、接触节点对待转发数据包的效用函数值和待转发数据包的最大允许副本数；S5、节点根据效用函数值决定是否将待转发数据包转发给接触节点；S6、节点根据当前机会网络中待转发数据包的备份数量是否达到最大允许副本数决定是否继续缓存待转发数据包。本发明能够在保证投递质量的情况下降低投递代价。

技术领域

本发明涉及机会网络领域，具体的说是机会网络中基于投递预测与副本自适应的机会路由方法。

背景技术

近年来，随着可内嵌多种传感器的智能手持设备的快速普及和应用，人们可以随时随地对外部的世界进行感知和信息收集。普通用户利用自身携带的智能移动设备即可轻易而快速地组成一种新型的Ad Hoc网络，即机会网络。机会网络突破了传统Ad Hoc网络全连通的局限性，更适合于自组网的实际需求，它极大地改善了人们的生产和生活方式，近年来受到学术界的密切关注。由于机会网络中节点的频繁移动导致拓扑的快速变化和网络的间断连接，在通信之前源目的节点对之间几乎并不存在一条端到端的路径。因此，在机会网络中通常采用“存储-携带-转发”的机会传输模式的路由算法，其目的主要是为解决由节点的移动性所带来的链路间歇式连通性问题。

为提高投递成功率，移动节点必须抓住转瞬即逝的相遇机会完成尽可能多的数据投递。目前，已有很多机会路由方面的相关工作，这些研究是分别针对不同的具体应用或场景而引入的。在机会网络中通常采用多副本的方式，典型方法是Epidemic(参考文献：Vahdat A,Becker D.Epidemic routing for partially connected Ad Hoc networks[J].Master thesis,2000)。它采用洪泛技术在网络中快速扩散消息的多个副本，从而达到尽可能高的投递成功率。在资源不受限的情况下，Epidemic会获得最高的投递成功率和最小的投递时延，但是往往伴随着最大的消息副本数即网络投递代价。在实际的资源如缓存、带宽等紧缺的情况下，Epidemic的投递性能会下降，但是网络代价仍然最重。为减少投递的消息副本数并提高消息的投递成功率，通常通过定义节点的效用函数来衡量一个节点的投递能力。在机会路由设计时，具有更高效用函数值的节点通常被选做中继节点来提高网络的投递性能。Prophet方法(参考文献：Lindgren A,Doria A,Schelen O.Probabilisticrouting in intermittently connected networks[C].In Proc.of the Fourth ACMInternational Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing.USA:ACM,2003.)用节点对间的历史相遇次数估计节点将来的投递能力，并以此作为节点的效用函数来进行中继节点的选择。SimBet(参考文献：Daly E M,Haahr M.Social network analysisfor information flow in disconnected delay-tolerant MANETs[J].IEEETransactions on Mobile Computing,2009,8(5):606-621.)方法依据节点的接触情况分布式的计算节点的中心度和相似度等社会信息，据此来估计节点的投递能力。CAS(参考文献：Miao J,Hasan O,Mokhtar S B,et al.A delay and cost balancing protocol formessage routing in mobile delay tolerant networks[J].Ad Hoc Networks,2015,2015(25):430-443.)方法则是一种基于社区的自适应喷射算法，通过控制消息副本数来实现投递率和投递代价之间的均衡。随后的一系列方法，或依据节点的物理接触情况，或依据物理接触情况反映出来的节点的社会信息，或根据节点上下文来设计节点的效用函数，进行路由决策，性能都有了一定的提升。