[發明專利]一種機會網絡下基于分層地理標簽的路由方法

有效

• 申請號: 201210178719.5
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102740392A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 金海;余辰;廖小飛;包晨誠
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于計算機網絡通信領域，更具體地，涉及一種機會網絡下基于分層地理標簽的路由方法。

背景技術

機會網絡是一種延時容忍網絡，由移動的對等通信節點組成，主要特點是網絡拓撲被分割成多個孤立的連通區域，因此在進行消息傳輸時，源節點和目的節點之間往往不存在持續的端到端路徑。節點擁有非易失性存儲，在進行消息傳輸時，采用“存儲-攜帶-轉發”的傳輸方式，利用節點移動形成的相遇機會完成數據的傳輸，直到消息被轉發到目的節點。機會網絡有許多典型的應用場景，如戰場軍事網絡，自組織車載網絡，口袋交換網絡等。

由于機會網絡自身的特點違反了TCP/IP協議的一些假設，包括：收發節點之間需要存在持續的端到端路徑，任意收發節點之間的RTT較小而且相對一致，丟包率較低等，所以TCP/IP協議無法在機會網絡下很好地工作。

如何在鏈路頻繁中斷，網絡拓撲不斷變化的條件下實現源節點到目的節點的路由技術一直是機會網絡的研究熱點。目前的路由技術主要分為兩種，一種是基于復制的傳輸策略，利用同一份消息在網絡中散布多個拷貝的方法來增大傳輸成功率，但是會給網絡帶來較大的負載上的負擔。另一種是基于效用的傳輸策略，利用節點記錄和收集的網絡信息來預測節點相遇的可能性，當進行數據傳輸時將消息轉發給有更大概率遇到目的節點的移動節點，但這類方法的傳輸成功率相對較低。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種機會網絡下基于分層地理標簽的路由方法，旨在解決現有方法中網絡負載高、傳輸成功率低的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種機會網絡下基于分層地理標簽的路由方法，包括以下步驟：

（1）對網絡區域按照地理位置進行劃分，以生成多個子區域，對每個子區域標記代表其地理位置的標簽向量：

（2）對于網絡中的每個節點，根據子區域和代表其地理位置的標簽向量創建并維護記錄該節點訪問子區域以及各子區域訪問概率的標簽集，以及該節點的歸屬子區域列表，該歸屬子區域列表用于記錄網絡中各節點所歸屬的子區域，具體而言，本步驟包括以下子步驟：

（2.1）每隔時間間隔ΔT₁，節點根據自身位置判斷當前所在的最底層子區域，并將標簽集中該子區域的標簽訪問量n加1，n為正整數，標簽訪問量反映了節點訪問該子區域的頻繁程度；

（2.2）每隔時間間隔ΔT₂,根據以下等式對標簽訪問量n進行優化：

n＝Δn+n'γ^k????(1)

其中γ為衰減因子，其取值范圍為0到1，Δn是從上個時間間隔到當前時刻所新增的標簽訪問量，n′是截止到上個時間間隔的訪問量，k是從上個時間間隔到當前時刻的單元時間間隔的數量；

（2.3）根據以下等式獲取節點標簽集中每個最底層子區域h的訪問概率P_h；

其中n_h、n_i和n_j分別表示子區域h、i和j的標簽訪問量，是節點標簽集記錄的節點經過的所有子區域t所包含的訪問量之和，對于不能再被細分的最底層區域，n_h是該子區域的標簽訪問量；對于一個能被細分為若干子區域的父區域，是其所有子區域的標簽訪問量之和；

（2.4）節點將訪問概率P_h最大的最底層子區域h設為該節點的歸屬子區域，并將該歸屬子區域記錄到節點的歸屬子區域列表中，若歸屬子區域發生了改變，則需要同時更新歸屬子區域發生改變的時間；

（3）節點根據標簽集以及該節點的歸屬子區域列表與通信范圍內的另一個節點進行消息路由，該另一個節點稱為相遇節點；本步驟包括以下子步驟：

（3.1）兩節點將各自的歸屬子區域列表發給對方，并根據對方的歸屬子區域列表更新自身的歸屬子區域列表；具體而言，更新過程中，當二者的歸屬子區域列表中同一節點的歸屬子區域不同時，以最近的發生改變的時間為準；

（3.2）節點將存儲的消息中以相遇節點為目的節點的消息發送給相遇節點；

（3.3）節點檢查存儲的消息中剩下消息的目的節點，找到以節點當前所在最底層子區域為歸屬子區域的目的節點，并將需要發送到這些目的節點的信息發送到相遇節點；

（3.4）節點對于存儲的消息中剩下的所有消息，建立一張記錄其目的節點的列表并發送給相遇節點；