[發明專利]基于可靠信息分發的容延容斷網絡路由方法

有效

• 申請號: 201110435124.9
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102497325A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 馮靖;王冰冰;程勝;劉姝
• 申請（專利權）人: 北京神舟航天軟件技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 張衛華

技術領域

本發明涉及一種基于可靠信息分發的容延容斷網絡路由方法，屬于計算機網絡與通信領域。

背景技術

容延容斷網絡(DTN)具有高時延、高中斷以及網絡拓撲結構不斷變化等特點，其相應的路由技術不同于傳統路由，通常采用多份消息拷貝、先驗知識、編碼、概率估計等機制。DTN路由的主要目的根據具體應用環境與傳統路由也有所區別，可能是最大化報文傳輸、最小化傳輸延遲、最小化內存能量消耗或最小化網絡帶寬使用等。一些主流的DTN路由算法如表1所示：

表1

現有技術存在的主要問題：

1.目前沒有針對保證信息分發可靠性的路由算法

這里的保證信息分發可靠性包含三個關鍵的要求：最大化報文的傳送比；存在有效的擁塞控制機制避免產生過高的傳送延遲；能夠充分利用系統資源。目前主流的DTN路由算法中大部分都是針對單個目標要求的。

2.報文副本(拷貝)數量的控制策略不夠智能化

現行DTN路由算法對于報文副本數量控制的表現有兩種分化：產生的報文拷貝過多，最終導致擁塞的發生；產生的報文拷貝有限，在節點容量增大的情況下性能無法得到進一步的提升，對網絡硬件資源的利用率不高。

3.對于采用輔助設施的路由策略研究較少

采用輔助設施的DTN路由目前只有消息擺渡路由方法等少數幾種，而在實際應用中，采用輔助設施具有可行性好、投入少、效果明顯的特點，有著較強的研究價值。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種全新的路由算法，它可以在最大化報文傳輸概率的基礎上維持較低的平均延遲和系統開銷，能夠有效保證信息分發的可靠性。

為此，本發明采用以下技術方案：

一種基于可靠信息分發的容延容斷網絡路由方法，其采用以下步驟：

1)在網絡中引入基站節點；

2)動態控制報文拷貝數量；

3)采用基于基站節點的定向盡力傳輸模式；

4)運用FIFO策略管理緩沖隊列并采用報文丟棄策略。

進一步地：

在所述步驟2)動態控制報文拷貝數量中，采用多層閥值/比例值實現鄰居節點的自動分類排隊，同時對不同隊列使用不同的報文拷貝數量控制策略，從而達到對網絡中總體報文數量的智能化動態控制。

所述多層閥值/比例值包括：基于節點可用容量的比例篩選閥值、基于隊列長度的比例控制閥值、基于基站距離的比例篩選閥值。

所述基于節點可用容量的比例篩選閥值的取值范圍為0-1，該閥值用于劃分兩種隊列，根據鄰居節點剩余容量占總容量的比值進行選擇；

所述基于隊列長度的比例控制閥值的取值范圍為0-1，該閥值用于對普通隊列的長度進行控制，選取普通隊列中具有最大剩余容量的相應比例的鄰居節點組成新隊列；

所述基于基站距離的比例篩選閥值的取值范圍為0-1，該閥值用于對上面處理過的隊列進行再次篩選，選取距離基站最近的相應比例的鄰居節點組成最終的普通發送隊列。

所述步驟2)動態控制報文拷貝數量的步驟是：

根據鄰居節點剩余緩沖空間占節點總容量的比例REROOM與基于節點可用容量的比例篩選閥值BUSY的比較結果，將其分別加入普通隊列或資源緊張型隊列，分別對兩個隊列按照REROOM由大到小進行排序；

對于資源緊張型隊列，選取比例REROOM最大的一個節點進行報文轉發；對于普通隊列，首先選取該普通隊列中的前m個節點組成新的隊列，此處的m為基于隊列長度的比例控制閥值與普通隊列中的節點數目的乘積，然后將該新的隊列中的節點按照到基站節點的距離由近及遠排序，最后從排序后的新的隊列中選取前n個節點進行報文轉發，此處的n為基于基站距離的比例篩選閥值與該隊列中的節點數目的乘積。

更進一步地：

所述步驟2)動態控制報文拷貝數量的詳細步驟包括：

2.1)當前節點產生需要進行轉發的報文；

2.2)獲取可進行通信的鄰居節點隊列；

2.3)逐個判斷鄰居節點的剩余容量是否大于等于基于節點可用容量的比例篩選閥值，若是則轉步驟2.4)，將該鄰居節點加入普通隊列；否則轉步驟2.9)，將該鄰居節點加入資源緊張型隊列；

2.4)將該鄰居節點加入普通隊列；

2.5)將普通隊列中的節點按照剩余容量由大到小排序；

2.6)從步驟2.5)得到的隊列中選取前m個節點組成新的隊列；

2.7)對步驟2.6)得到的隊列按照節點到基站的距離由近到遠排序；