DTN中依据报文质量的拥塞控制策略

为了解决受限网络环境所带来的低的递交率的问题,DTN（Delay Tolerant Networks）通常采用多拷贝路由（multiple-copy routing）机制来实现报文的有效递交。但在实际情况下,网络中节点的缓存是受限的,当网络中的总报文数大于所有节点的缓存容量和时,网络就发生了拥塞。针对网络拥塞,通过计算节点缓存中的报文质量（Quality of Message）以确定报文丢弃的优先级,合理地丢弃报文控制拥塞。仿真结果显示与其他拥塞控制策略相比,该路由策略能得到更好的网络性能。     

DTN中基于生命游戏的拥塞控制策略

为了应对容迟网络中拓扑结构剧烈变化、节点间连接频繁中断等问题,报文通常采用"存储—携带—转发"的方式进行传输:节点将报文存储在缓存中,携带报文直到遇到合适的机会才将报文转发给其他节点.因为缓存有限,这样的传输方式会使节点缓存溢出,导致拥塞的发生.在容迟网络环境下提出一种基于生命游戏的拥塞控制策略(game of life based congestion control strategy in delay tolerant networks,GLCCS),并将其应用于Epidemic路由方式.GLCCS借鉴生命游戏的演化思想,依据邻居节点中持有特定报文的节点比例来决定节点本地缓存中相应报文的操作.同时还提出了基于全网信息的报文排队机制和丢弃策略,依据传递或者丢弃一个报文对整个网络投递成功率的影响,计算出报文的效用值,按照效用值对缓存中报文进行排队和丢弃.在机会网络模拟器ONE中对仿真移动模型和真实运动轨迹进行模拟,实验结果表明,GLCCS与其他拥塞控制策略相比提高了投递成功率,减小了网络时延、丢包率以及负载比率.     

一种考虑节点拥塞情况的DTN概率路由算法*

容迟网络是一种新型网络,其概率路由算法根据历史相遇频率对相遇概率进行计算与更新,通过相遇概率判断是否转发报文。当节点缓存受限时,在网络中采用概率路由算法使得节点很容易发生拥塞,对报文的传送产生影响。为了减小拥塞对概率路由算法的影响,提出了一种考虑节点拥塞情况的概率路由算法,将节点相遇的概率和节点拥塞的情况综合起来,得到一个报文的递交概率,降低了由于拥塞对网络性能的影响,提高了报文的递交率,减小了报文在缓存中排队等候的时间。仿真结果表明,与传统的概率路由算法相比,在改进后的概率路由算法中报文递交率显著提高,平均延迟也在降低。     

高速网中一种改进的选择报文丢弃策略

1 引言高速网络应用程序产生的报文在传输时往往被分成较小的包(或分组),只有当组成一个报文的所有包都成功地到达时,该报文才是可用的。因而,在流量控制和拥塞控制策略中,必须采用基于报文的确认与重传机制,选择合适的包进行丢弃并使尽可能多的报文成功地被传送。选择丢弃策略是一种简单有效的拥塞避免策略,它由网络单元完成。在这类策略中,网络单元决定选择合适的包进行丢弃使尽可能多的报文成功地传送。目前常用的基于报文的选择丢弃策略有两种:部分报文丢弃(PMD)和早期报文丢弃(EMD)。文[2]分析了上述两种策略的有效吞吐率。有效吞吐率定义为被传送的包数与整个到达网络单元的包数之     

DTN中基于Epidemic路由的拥塞控制策略研究

DTN(Delay Tolerant Network)网络具有间歇性连接、存储容量有限等特点,因而极易耗尽有限的网络资源,导致网络拥塞,降低网络性能。针对这个问题,在Epidemic路由算法基础上提出一种基于消息冗余度和节点缓存空闲率的拥塞控制策略RBCCS(message redundancy and node buffer residual rate-based congestion control strategy)。该策略要求发送节点以本身缓存空闲率为阈值,只将消息递交给缓存空闲率大于该阈值的邻居节点,避免盲目洪泛。此外,提出综合考虑消息生存时间、消息已转发次数和消息接收时刻的消息冗余度的概念。根据消息冗余度来优化缓存管理策略,拥塞发生时,冗余度大的消息被率先丢弃,使得拥塞节点获得足够容纳新消息的空间。仿真结果表明,应用该策略的Epidemic路由算法能使平均时延降低6.8%,消息递交率提升15.8%,开销率降低14.4%。     

无线传感器网络节点的公平缓冲队列管理

在无线传感器网络中,存在拥塞的现象,而拥塞造成的延迟或报文丢弃在某些关键应用中是不允许发生的。从节点缓冲管理的角度,分析了基于优先级的VPRED缓冲管理算法,经过计算简化,应用到无线传感器节点的缓冲队列管理中,保证了关键数据较少丢包的传输。     

无线自组织网络下抵抗内部节点丢弃报文攻击的安全通信模型

无线自组织网络的报文传输是依靠网络中的节点彼此多跳接力传输,当网络中有节点被俘获以后,就会成为内部攻击者,并在报文的传输过程中发起丢弃报文攻击,严重降低网络性能.现有网络协议栈中传输层和网络层协议难以检测和防范在网络层发起丢弃报文攻击的节点.文中提出一种在网络层抵抗内部节点丢弃报文攻击的通信模型,它包括通信链路状态实时分析协议和分布式的节点类型判定算法两个部分.通信链路状态实时分析协议利用节点对间逐段生成的路径环路,通过引入报文成组应答机制使得节点能实时地获取其邻居节点的报文转发状态;在通信链路状态实时分析协议基础之上,节点根据相关数学模型能有效地分析邻居节点行为是否异常,并对网络中的节点进行分类,最终将恶意节点从网络中隔离出去.仿真实验结果表明,文中算法在恶意节点的检测率和误检率方面性能表现良好,能有效地抵抗来自网络内部节点的丢弃报文攻击.     

一个适用于DTN网络的拥塞避免与解除方案

DTN(delay-tolerant network,延迟容忍网络)的网络特点及其采用的托管传输机制易造成网络受限资源(如缓存、带宽等)的耗尽,形成网络拥塞,导致网络性能的下降。传统TCP拥塞控制机制不适用于DTN网络。提出了一个全新的适用于DTN网络的拥塞避免与拥塞解除方案。拥塞避免根据在足够小的时间段内DTN链路的传输延迟和传输能力的确定性,建立DTN网络有向多径图,对数据发送速率、接收速率、带宽使用等链路负载分割与约束控制,尽可能地提高网络资源的利用率。拥塞解除在节点存储资源划分的基础上,通过节点内存储资源转换与节点间报文转移相结合的方法,解除DTN网络的拥塞状况。仿真结果显示,与其他DTN拥塞控制机制相比,所提方案具有良好的报文交付率、网络开销等网络性能。     

无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法

无线传感网络中节点数据流量较大,分布范围较广,节点选择寻优计算复杂,导致浪费大量算力在节点选择上,拥塞控制效果不佳。提出一种无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法,计算单条网络链路传输成本,依据传输数据耗费能量,计算传输节点可用能量比值,在传输变量权重值基础上,求得传输节点实际拥堵指数,完成节点选择。计算网络连接层的数据包丢弃概率,确定网络拥塞程度,汇聚节点数据流建立节点选择强制博弈模型,明确传感网络稳态传输条件,利用流量正态分布算法,在节点选择博弈中做出强制选择。经仿真分析证明：所提方法分组递交率保持在83%以上,丢包数量保持在100 pkt/s之内,网络传输节点端到端的延迟在0.3 s以内。     

EasiCC:一种保证带宽公平性的传感器网络拥塞控制机制

实用的传感器网络拥塞控制方案不仅需要满足多项网络性能指标,而且必须控制开销很小,提出了一种满足上述要求的拥塞控制机制EasiCC(EasiNet congestion control mechanism).在EasiCC中,数据流源节点将数据报文按比例划分到各优先等级中,各网络节点根据网络拥塞程度动态地、同步地调整报文过滤标准,结合报文过滤标准和报文优先级来调节网络流量,保证了无线信道带宽分配上的公平性;将网络准入控制和队列丢包手段相结合来调整网络流量,保证了网络综合性能指标.EasiCC控制开销很少,已在实际传感器网络平台中实现.模拟验证和实验测试结果显示,EasiCC能够公平地为各数据流分配发报速度和网络带宽,并且在报文传输成功率、传输延迟等性能指标上均有良好的表现.     

A Buffer Scheduling Method Based on Message Priority in Delay Tolerant Networks

Routing protocols in delay tolerant networks usually utilize multiple message copies to guarantee the message delivery, in order to overcome unpredictable node mobility and easily-interrupted connections. A store-carry-and-forward paradigm was also proposed to further improve the message delivery. However, excessive message copies lead to the shortage of buffer and bandwidth. The spray and wait routing protocol has been proposed to reduce the network overload caused by the buffer and transmission of unrestricted message copies. However, when a node’s buffer is quite constrained, there still exist congestion problems. In this paper, we propose a message scheduling and drop strategy on spray and wait routing protocol (SDSRP). To improve the delivery ratio, first of all, SDSRP calculates the priority of each message by evaluating the impact of both replicating and dropping a message copy on delivery ratio. Subsequently, scheduling and drop decisions are made according to the priority. In order to further increase delivery ratio, we propose an improved message scheduling and drop strategy on spray and wait routing protocol (ISDSRP) through enhancing the accuracy of estimating parameters. Finally, we conduct extensive simulations based on synthetic and real traces in ONE. The results show that compared with other buffer management strategies, ISDSRP and SDSRP achieve higher delivery ratio, similar average hopcounts, and lower overhead ratio.     

基于PROPHET路由算法的缓冲区管理

DTN网络一般采用基于消息复制的随机路由策略,由于网络中存在大量的消息副本,因此会导致中间节点缓冲区占用大,出现拥塞。为此,从冗余控制角度出发,基于PROPHET路由算法,设计用于缓冲区管理的3种机制,包括消息副本数量的控制、数据包生存期的动态设置以及已成功传输数据包的主动删除。通过限制消息副本数和删除多余消息,降低网络中消息副本总量,从而减轻节点负载。实验结果表明,在网络资源有限的情况下,上述3种机制能提高消息的成功传输率,降低网络开销。     

延迟容忍网络中自适应拥塞控制机制研究

由于延迟容忍网络（DTN）的不稳定连接和高延时特性,传统的拥塞控制方法并不适用于DTN。提出一种基于节点状态的自适应拥塞控制机制（ACC-NS）。为满足不同的服务质量需求,将网络中的消息分为普通消息和特殊消息,其中特殊消息要求更高的传输率。根据节点的拥塞程度将节点状态分为三个等级,每个节点根据自己所处的拥塞状态和当前缓存空间使用率自主决策消息的接收行为。将VACCINE和基于消息相遇计数方法进行结合,以清除冗余消息副本。将ACC-NS和另两种经典的路由协议进行对比,ACC-NS实现了更好的性能。     

节点转发消息能力动态估计的缓存替换策略

机会网络中的节点以“存储-携带-转发”的方式完成消息转发,消息需要在中继节点缓存较长时间以等待通信机会,高效的缓存替换策略能够提高有限缓存空间的利用率。提出一种基于节点转发消息能力的自适应缓存替换策略。通过动态地感知当前的消息传输状态,并根据其在此节点中的停留时间和消息转发状态,估计节点对该消息的转发能力,进而调整消息的转发以及删除优先级。结果表明所提出的缓存替换策略能够有效提高消息的成功投递率,并大幅度地降低网络负载率。     

Congestion control in social-based sensor networks: A social network perspective

Social-based sensor networks are prone to congestion due to the limited storage space on each node and the unpredictable end-to-end delay. In this paper, we aim to develop an efficient congestion control approach from the social network perspective. For this purpose, we first identify the role of social ties in the process of congestion and specify a list of major congestion factors. Based on these factors, we then model the congestion control as a multiple attribute decision making problem (MADM), in which the weight of congestion factors is measured by an entropy method. We present a MADM-based congestion control approach that determines a set of forwarding messages and its transmission order on each encounter event. Moreover, we design a buffer management scheme that deletes messages whose removal would incur the least impact upon the network performance when the buffer overflows. Extensive real-trace driven simulation is conducted and the experimental results finally validate the efficiency of our proposed congestion control approach.     

DTN中基于节点价值的效用路由算法

为了解决延迟容忍网络(DTN)中传统路由算法中消息被分配的网络资源不均衡及节点负载不均衡问题,结合消息效用值提出了一种基于节点价值的效用路由算法。算法根据动态改变的消息效用值选择最高优先级的消息(具有最小TTL和到目的节点最短距离的消息)进行转发,以使得为每个消息分配的网络资源相对均衡;同时,根据节点的价值(与节点速度和剩余缓存有关)选择下一跳节点,以平衡每个节点的负载;另外,算法还采用了一定的消息管理机制及时清除缓存空间。通过仿真实验及性能分析表明,该算法在传输成功率、传输延迟和网络开销上都有明显的改善。因此,通过充分利用网络资源提高了算法的整体性能。     

DTN中基于消息质量度和节点可信度的拥塞控制

DTN(Delay Tolerant Network)具有间歇性连接、资源有限以及拓扑结构随机动态变化等特点,因此会受到网络资源有限和网络拓扑不确定性的限制,极易产生网络拥塞。针对这一问题,提出了一种基于消息质量度和节点可信度的拥塞控制策略CCMQ(Congestion Control Based on Message Quality and Node Reliability in DTN)。该策略主要根据消息的质量度划分消息的优先级,在转发消息时,将优先级高的消息优先转发;在选择下一跳节点时,选择节点可信度高的节点进行消息的转发,并充分考虑中继节点自身的属性;在发生拥塞时,消息质量度小的消息被率先丢弃,同时增加了S-ACK消息确认删除机制,以释放节点的缓存空间,从而有效缓解节点拥塞。仿真结果表明,相比传统的拥塞控制算法,CCMQ在消息递交率、网络负载率和平均时延性能方面都有较大的提升。     

Dynamic Prediction based Multi Queue (DPMQ) drop policy for probabilistic routing protocols of delay tolerant network

Two most important issues should be considered to achieve data delivery in DTN networking: routing protocols for the network and intelligent buffer management policy for everyone node in the network. The routing scheme decides which messages should be forwarded when nodes meet, and the buffer management policy determines which message is purged when the buffer overflows in a node. This study proposes a buffer management policy named as Dynamic Prediction based Multi Queue (DPMQ) for probabilistic routing protocols. It works by classification of local buffer into three queues of messages, which are DCTL, HPTL and LPTL. The simulation results have proven that the DPMQ performs well as compared to DLA, DOA, MOFO, LIFO, LEPR and LIFO in terms of reducing the message relay, message drop, hop counts average and overhead while rising in the delivery probability.