[發明專利]節點緩存受限的DTN網絡路由方法

有效

• 申請號: 201210415239.6
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102882778A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李紅艷;于薇;李建東;馬英紅;楊春剛;劉偉;黃鵬宇;王璽鈞;胡俊偉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/701
• 分類號: H04L12/701
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于通信技術領域，特別涉及一種遲延容忍網絡DTN路由方法，本發明用于解決DTN網絡節點緩存受限時的路由問題。

背景技術

遲延容忍網絡DTN具有節點資源受限、時延大、鏈路斷續連通等特點，這些特點使得在大部分時間內網絡中不存在端到端連通的路徑，因此無法一次將數據從源節點傳輸到目的節點。而傳統Internet中使用的TCP/IP協議只有在持續的、雙向的端到端連通路徑存在的前提下才能平穩運行。顯然TCP/IP這一經典協議不再適用于DTN網絡，因此需要研究適合DTN網絡的路由方法。

因為鏈路斷續連通，所以DTN網絡采取存儲轉發機制，即中繼節點收到來自上一跳節點的數據后，先將其存儲，待該中繼節點與其下一跳節點連通后，再將數據轉發給下一跳節點。這種機制對中繼節點有限的存儲能力提出很大挑戰。然而很多已有的針對DTN網絡的路由方法都沒有考慮節點緩存的大小，是在節點緩存無限的基礎上提出的，因此需要研究在節點緩存受限的情況下，適用于DTN網絡的路由方法。

如果路由方法不能合理地安排DTN網絡的數據傳輸，一旦中繼節點緩存的大部分空間被停留時間較長的數據占據，即中繼節點無法及時將緩存內的數據轉發給下一跳節點，就易使得中繼節點緩存發生溢出，導致中繼節點因沒有空間接受而丟棄新數據，從而造成數據丟失，節點功率浪費，網絡吞吐量下降。

西安電子科技大學的專利申請文件“間斷性連通網絡中的路由選擇方法”（公開號CN?101562564，申請號200910022727.9）公開了一種間斷性連通網絡中的路由選擇方法。該方法針對斷續連通的網絡鏈路，選擇通過量最大的路徑作為最佳路由，從而提高了網絡通過量。西安電子科技大學的專利申請文件“基于連通時序的多路徑路由方法”（公開號CN?102316546A，申請號201110293702.X）公開了一種基于連通時序的多路徑路由方法。該方法針對斷續連通的網絡鏈路，選擇多條路徑進行傳輸，實現了充分利用鏈路連通時序，提高了鏈路利用率和網絡通過量。上述方法存在的不足是沒有考慮到中繼節點緩存的有限性，因此在資源有限的網絡中難以很好運行，可能造成中繼節點緩存溢出，導致數據丟失、節點功率浪費，使得網絡吞吐量下降。

發明內容

本發明的目的在于解決DTN網絡節點緩存受限時的路由問題，提出一種節點緩存受限的DTN網絡路由方法，防止中繼節點緩存溢出，減少數據丟失，減少功率浪費，同時避免中繼節點緩存的大部分空間被停留時間較長的數據占據，使得整個網絡的數據流動性增強，達到網絡吞吐量的提高。

本發明實現上述目的的技術思路是：當一條路徑給另一條路徑退讓空間能夠增加流經中繼節點的數據量時，通過修改連通時序，實現合理安排各條路徑的數據傳輸。其具體步驟包括如下：

（1）找到網絡中經過同一中繼節點的兩條路徑，定義先連通的路徑為路徑1，后連通的路徑為路徑2，獲得網絡拓撲；

（2）依據歷史信息獲取網絡拓撲中兩條路徑上的鏈路的連通時序及鏈路速率，分別得到路徑1和路徑2上流入中繼節點的數據速率函數及流出中繼節點的數據速率函數

（3）對路徑1上流入中繼節點的數據速率函數與流出中繼節點的數據速率函數之差進行積分，對路徑2上流入中繼節點的數據速率函數與流出中繼節點的數據速率函數之差進行積分，分別得到路徑1和路徑2上傳輸的數據對中繼節點緩存的占用量函數C₁(t)、C₂(t)；

（4）計算兩個占用量函數C₁(t)與C₂(t)之和的最大值，若該最大值大于中繼節點緩存容量則繼續執行步驟（5）；否則，執行步驟（8）；

（5）計算路徑1需要給路徑2退讓的空間C_l：

Cl=C1(ta)+Cn-Crmax,]]>