[發(fā)明專利]一種移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞避免方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210351008.7
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114567908A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李峰;司亞利;邢曉雙;王穎;趙衛(wèi)績;劉井蓮;王曉喃;龔聲蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

本發(fā)明公開了一種移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞避免方法及系統(tǒng)，涉及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞檢測及避免領(lǐng)域。所述方法，包括：根據(jù)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在上一時隙流入的消息包的字節(jié)數(shù)和流出的消息包的字節(jié)數(shù)預(yù)測目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時隙的緩存增量，以及在當(dāng)前時隙開始時目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的剩余緩存空間，檢測目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時隙是否擁塞；若擁塞，則首先確定托管節(jié)點(diǎn)集合；然后根據(jù)擁塞節(jié)點(diǎn)的各個消息包的轉(zhuǎn)發(fā)概率確定擁塞節(jié)點(diǎn)的卸載集合；再將擁塞節(jié)點(diǎn)的卸載集合中的待卸載消息包卸載至托管節(jié)點(diǎn)集合中的托管節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明利用流量感知策略檢測具有高擁塞風(fēng)險(xiǎn)的節(jié)點(diǎn)，并采用消息卸載策略來降低節(jié)點(diǎn)的擁塞風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞檢測及避免領(lǐng)域，特別是涉及一種移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞避免方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著大量低成本、具備短距離無線通信能力的便捷式智能設(shè)備的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型的移動自組織網(wǎng)絡(luò)模式—移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)(Mobile Opportunistic Networks，OppNets)，這類網(wǎng)絡(luò)具有典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性、設(shè)備的移動性和連接間斷性等特征，在絕大部分缺乏完整端到端連通鏈路狀態(tài)的情況下，通常采用“存儲—攜帶—轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制，依靠設(shè)備移動帶來的相遇機(jī)會協(xié)作傳遞消息。在消息傳遞過程中采用多副本轉(zhuǎn)發(fā)策略來提高消息投遞的成功率，消息在分發(fā)和投遞過程中需要在中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行臨時存儲，而移動設(shè)備存儲資源的限制以及多副本機(jī)制產(chǎn)生的大量冗余消息使得部分設(shè)備易于發(fā)生擁塞，致使緩存溢出大量攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)的消息被丟棄，網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能降低。那么，如何需要設(shè)計(jì)一種適用于移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的高效的擁塞檢測和避免機(jī)制，防止設(shè)備發(fā)生擁塞，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃允秦叫杞鉀Q的關(guān)鍵問題。

由于移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)連接的間斷性和端到端鏈路的不完整性，使得傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中的擁塞避免方法無法適用于移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)。而現(xiàn)有移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)中為了減少節(jié)點(diǎn)擁塞對網(wǎng)絡(luò)性能的影響，提出了一些相關(guān)的方法和策略，如基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)感知的擁塞控制方法，通過預(yù)測飽和節(jié)點(diǎn)和非飽和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，確定網(wǎng)絡(luò)擁塞情況，結(jié)合間接感知的擁塞狀態(tài)，確定發(fā)送消息數(shù)量的上限，利用消息擴(kuò)散率平衡網(wǎng)絡(luò)中消息副本的數(shù)量；還有采用社會擁塞控制算法，利用丟包率來判斷節(jié)點(diǎn)擁塞程度，然后綜合節(jié)點(diǎn)擁塞程度和節(jié)點(diǎn)之間的歷史相遇信息判斷網(wǎng)絡(luò)擁塞風(fēng)險(xiǎn)。以及通過限制消息副本數(shù)的擁塞控制策略，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的丟包率，判斷節(jié)點(diǎn)的擁塞程度。然后決策節(jié)點(diǎn)新生成消息的副本數(shù)，從而限制網(wǎng)絡(luò)中的消息總數(shù)，減少冗余副本。上述已有方法主要從網(wǎng)絡(luò)消息包的控制和緩存管理策略方面來緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況，通過控制網(wǎng)絡(luò)中消息包的數(shù)量和丟棄傳輸成功率較低的消息包，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)擁塞的緩解，其缺點(diǎn)是無法提前感知節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生擁塞，只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)發(fā)生了擁塞之后才進(jìn)行緩解處理，大大影響了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。此外，現(xiàn)有方法在對網(wǎng)絡(luò)擁塞控制時僅僅在每個節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行獨(dú)立處理，沒有考慮網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間存儲資源共享情況，導(dǎo)致很多未發(fā)生擁塞的節(jié)點(diǎn)存儲資源使用效率較低，同樣影響了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞避免方法及系統(tǒng)，利用流量感知策略檢測具有高擁塞風(fēng)險(xiǎn)的節(jié)點(diǎn)，并采用消息卸載策略來降低節(jié)點(diǎn)的擁塞風(fēng)險(xiǎn)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種移動機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞避免方法，包括：

根據(jù)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在上一時隙流入的消息包的字節(jié)數(shù)和流出的消息包的字節(jié)數(shù)預(yù)測所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時隙的緩存增量；

根據(jù)所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時隙的緩存增量以及在當(dāng)前時隙開始時所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的剩余緩存空間，判斷所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時隙是否擁塞；

當(dāng)所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時隙產(chǎn)生擁塞時，確定所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為擁塞節(jié)點(diǎn)，并執(zhí)行擁塞避免操作；

所述擁塞避免操作包括：