能量敏感的散发待路由协议研究.pdfVIP

摘 要 摘要 容滞网络（DTN: Delay/Disruption Tolerant Networks ）是近年来发展起来的 一种新兴网络技术。主要应用于大延迟、超长等待时间、间歇连通等极端环境下 的网络通信。由于能够适应特殊的通信环境，容滞网络一经发展，便备受青睐， 在军事、交通、海洋监测、野生动物追踪、卫星通信等方面得到了实际的应用， 成为各国研究的热点。容滞网络的健壮性导致了其路由算法的复杂性和多样性。 近年来，学者们针对不同的应用场合，发展了不同的算法和协议。 容滞网络的性能，比如端到端的递交率、递交延迟、开销以及网络的存活时 间、都与网络中移动节点的行为密切相关。而这些移动节点一般仅拥有有限的资 源，比如有限的电力、带宽、存储空间、计算资源等等。并且容滞网络采用多拷 贝路由使得节点处易发生拥塞现象。因此，研究有限资源条件下，容滞网络的路 由算法和路由协议，缓解网络拥塞，提高网络性能以及存活时间，具有重要的意 义。 如何更有效的利用节点有限的可用资源问题是容滞网络研究的热点之一。为 了解决容滞网络的散发等待路由的节能问题，提高网络的存活率，同时避免在转 发报文时的随机性和盲目性，本文提出了能量敏感的散发等待（Energy Aware Spray and Wait）路由机制，利用节点剩余能量值来优化报文转发决策。 本文通过随机网络仿真工具TheONE 对所提的路由协议进行了仿真。仿真结 果表明，与源端散发等待路由机制、二分法散发等待路由机制等相比，本文提出 的能量敏感的散发等待路由机制在平均投递率、平均时延等方面都有明显的改 善。并且，EASW （Energy Aware Spray and Wait ）能够增大网络的存活时间。 本文的主要工作和创新点有如下几点： 1、对现有的容滞网络路由协议和路由算法进行了研究分析，讨论了每种协 议的实现方式及适用场景。说明了各种协议在目前状况下可能对网络性 能产生的不利影响。 2 、现有的散发等待路由协议在散发阶段有两种策略：源端散发和二分法散 发。在容滞网络环境中，存在很多节点能量紧缺，寿命有限的情况，此 两种散发方式极易造成节点能量耗尽，网络分割增多。结合节点寿命信 息，我们提出了能量敏感的散发等待路由协议，该协议在报文散发阶段 I 容滞网络中能量敏感的散发等待路由研究 考虑了节点的能量，能够成功降低节点能量耗尽情况的发生率，改善整 个网络的连通性，提高报文的递交率。 3、在TheONE 仿真平台上构建容滞网络路由协议仿真环境，对现有协议和 改进后协议进行仿真比较。 关键字：容滞网络、散发等待、能量敏感、路由 II Abstract Abstract Delay/Disrupt Tolerant Networks is an emerging network technology developed in recent years. It is mainly used in challenged networks characterized by long or variable delay, intermittent connectivity, asymmetric data rates and high error rates. As it is suitable for specific communication environment, DTN has practical application in milita