灾难场景
灾难场景灾难场景
灾难场景下
下下
下基于分组策略的机会网络路由算法
基于分组策略的机会网络路由算法基于分组策略的机会网络路由算法
基于分组策略的机会网络路由算法
孙践知
孙践知孙践知
孙践知,
,,
,韩忠明
韩忠明韩忠明
韩忠明,
,,
,陈
陈陈
陈
丹
丹丹
丹,
,,
,李越辉
李越辉李越辉
李越辉
(北京工商大学计算机与信息工程学院,北京 100048)
摘
摘摘
摘 要
要要
要:
::
:在灾难场景下能量成为稀缺资源,为在高效转发数据包的同时尽可能减少节点能量消耗,提出基于分组策略的机会网络路由算法。
对网络中的节点进行分组,根据角色的特点,采用不同的路由策略。该算法基于泛洪策略,使用 p、k、t 参数控制泛洪程度。仿真结果表
明,在不同的网络规模下,该算法的网络开销均可以接近最优的水平,获得较高的传输成功率,适合应用于灾难场景。
关键
关键关键
关键词
词词
词:
::
:机会网络;路由算法;灾难场景;分组策略;骨干角色
Opportunistic Network Routing Algorithm
Based on Grouping Strategy in Disaster Scenario
SUN Jian-zhi, HAN Zhong-ming, CHEN Dan, LI Yue-hui
(College of Computer and Information Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)
【
【【
【Abstract】
】】
】In a disaster scenario, energy resources become scarce. It becomes one of the goals of routing scheme that minimize node energy
consumption while forwarding packet efficiently. Routing scheme of opportunistic network based on grouping strategy is proposed. The nodes of
network are grouped in accordance with the characteristics. The role of each group is different. Each group uses different routing strategy. The
scheme is based on flooding strategy and can control the degree of flooding with p, k, t parameter. Simulation results show that in different network
size, the scheme can be closed to the optimal network cost and achieve high delivery rate. It is a suitable routing scheme for disaster scenario.
【
【【
【Key words】
】】
】opportunistic network; routing algorithm; disaster scenario; grouping strategy; backbone role
DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2011.23.027
计 算 机 工 程
Computer Engineering
第 37 卷 第 23 期
Vol.37 No.23
2011 年 12 月
December 2011
·
··
·网络与通信
网络与通信网络与通信
网络与通信·
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文章编号
文章编号文章编号
文章编号:
::
:1000—
——
—3428(2011)23—
——
—0079—
——
—04
文献标识码
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文献标识码:
::
:A
中图分类号
中图分类号中图分类号
中图分类号:
::
:TP301.6
1
概述
概述概述
概述
机会网络是一种不需要在源节点和目的节点之间存在完
整路径,利用节点移动带来的相遇机会实现网络通信、时延
和分裂可容忍的自组织网络
[1]
。机会网络能够处理网络分裂、
时延等问题,能满足恶劣条件下的网络通信需要,其主要应
用于缺乏通信基础设施、网络环境恶劣以及应对紧急突发事
件的场合
[1]
。
灾难场景是机会网络重要的应用场景之一,在飓风、地
震等严重自然灾害发生后,电力、通信等基础设施遭到破坏,
依赖固定基础设施的通信系统通常都无法使用。此时,由身
处灾难场景中个人携带的无线智能移动设备间的相互通信,
进而以这些设备为节点组成的通信网络将成为灾区重要的通
信手段。在灾难场景下,无线智能移动设备难以得到能量补
充,仅能靠设备中固有的能量维持通信,设备中的能量变成
一种稀缺资源,低的能量消耗意味着节点有更长的生存期。
目前,关于机会网络中节点能量消耗的研究已经取得了
一些成果。此类研究主要沿着
2
个方向进行:
(1)
令节点按照
一定的方式休眠,或根据环境情况降低节点的扫描、接收功
率,从而达到节能的目的。文献
[2]
对此类方法进行了分类。
(2)
从路由算法本身入手,通过减少数据包的传输量达到节能
的目的。文献
[3]
即从这个角度研究了 机会网络中的节能问
题,本文亦属此类方法。
本文聚焦于路由层,以减少大量的无效数据包转发为算
法 目 标 , 提出 一 个适 用 于 特定 场景 下 的路 由 算 法
(Routing
Scheme for Disaster Scenarios, RSDS)
。
2
机会网络传统路由算法
机会网络传统路由算法机会网络传统路由算法
机会网络传统路由算法
本文选取了
3
种传统的路由算法作为
RSDS
算法的参照。
Direct Delivery
算法是单副本路由算法的典型代表,该算法
在任何情况下路由开销均为
0
,是转发量最小的路由算法,
但该算法的传输成功率、传输延迟等指标较差。
Epidemic
算
法是基于泛洪策略路由算法的典型代表,很多基于泛洪策略
的路由算法都可视为是由该算法衍生而来。
Direct Delivery
算法和
Epidemic
算法分别代表了
2
种极端情况,一种是不泛
洪,另一种是无限制的泛洪。
Spray and Wait
算法是按照一定策略进行泛洪,从泛洪程
度角度讲是介于
Direct Delivery
和
Epidemic
中间的一种算
法,文献
[4]
表明在多数场景下该算法的主要性能指标都具有
显著的优势。
2.1 Direct Delivery
算法
算法算法
算法
Direct Delivery(
也称
Direct Transmission)
算法基于转发
策略,该路由算法数据包在传输过程中,节点不会对其进行
复制,网络中只有一个数据包副本在传输。源节点仅在遇到
目标节点时将数据包交付给下一个节点。
2.2 Epidemic
算法
算法算法
算法
Epidemic
算法基于泛洪策略,算法思想是当
2
节点相遇
时交换对方没有的数据包,经足够的交换后,理论上每个非
孤立节点将收到所有数据包,从而实现数据包的传输。算法
基金项目
基金项目基金项目
基金项目:
::
:北京市教委科技计划基金资助面上项目(KM2008100110
08, KM201010011006);北京市科技新星计划基金资助项目(2006B
10)
作者简介
作者简介作者简介
作者简介:
::
:孙践知(1967-),男,副教授、硕士、CCF 会员,主研
方向:网络与信息安全;韩忠明,副教授、博士后;陈 丹,副教
授、硕士;李越辉,副教授
收稿日期
收稿日期收稿日期
收稿日期:
::
:2011-09-20 E-mail:
::
:sunjz@th.btbu.edu.cn