一種面向epidemic和probabilistic混合路由的延遲容忍網絡節點緩存管理方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于延遲容忍網絡值TN)領域，具體設及一種面面向巧idemic和prob油i1iStiC混合路由的延遲容忍網絡節點緩存管理方法。
【背景技術】
[0002] DTN是一種面向移動與極端網絡環境的特殊無線自組織網絡，主要應用于星際網 絡、鄉村網絡、戰地網絡等。DTN具有鏈路間斷連接特性，并且消息在傳遞過程中會經歷長時 間或者不確定的時延。DTN中通常不存在端到端的連接，從而使得面向連接的端到端傳輸 協議不適用于此種網絡。由于DTN具有高延遲性、間斷連接性、拓撲易變性、節點資源有限 等特點。為了克服運些網絡限制，能夠保證消息傳輸的到達率，DTN采用"存儲-攜帶-轉 發"運種方式對消息進行傳輸。然而DTN具有高延遲性、間斷連接性、拓撲易變性、節點資 源有限等特點，運就導致了托管節點有可能需要長時間保存接收到的消息，來應對可能出 現的網絡延遲和中斷，直到收到下一跳托管節點的確認信息或者消息被成功傳遞至目的節 點。如果托管節點不能及時轉發其收到的消息，網絡又有大量的消息需要及時轉發，那么網 絡就會最終耗盡托管節點的存儲資源。因此，高效的路由方法和緩存管理策略顯得尤為重 要。
[0003] 巧idemiC路由方法和prob油ilistic路由方法是DTN網絡中最重要的路由算法之 一，許多路由算法都可W視為是在此算法基礎上的一種改進。其中，epidemic路由方法主要 思想是：網絡中當2個節點相遇時交換對方沒有的消息，經過足夠多的消息交換后，理論上 每個非孤立的節點都將收到所有的消息，從而實現消息的傳輸。prob油ilistic路由方法主 要思想是：節點H(m)有消息要轉發給目的節點D，當節點H(m)與H(n)相遇時，通過比較節 點H(m)和節點H(n)到目的節點D的概率的大小，如果H(m)到目的節點D的概率大于H(n) 到目的節點D的概率，則節點H(m)將要轉發的消息復制給H(n)，否則不進行復制轉發。由 于采用巧idemic路由方法在網絡中存在著大量的相同副本，采用prob油ilistic路由方法 容易增加消息到目的節點的時延。本發明提出了一種基于巧idemic和prob油ilistic混 合路由。該路由和epidemic方法相比有效的控制了網絡中同一個消息的副本數，同時和 prob油ilistic路由方法相比又減小了消息到目的節點的時延。
[0004] DTN中緩存管理策略，主要目標為利用最優化理論，選擇合適的消息進行丟棄，使 得機會網絡的某一項網絡性能指標達到最優。目前有關DTN緩存管理策略主要包括：（1) DR0PFR0NT:優先丟棄緩存空間中排隊時間最長的報文；（2)DR0PLAST:優先丟棄緩存空間 中最新接收到的報文；(3)DR0P0LDST:優先丟棄緩存空間中剩余生命周期0TL)最短的報 文；(4)DR0PY0UNGEST:優先丟棄緩存空間中剩余生命期最長的報文；(S)N-DROP:首先丟棄 轉發次數（跳數）大于等于闊值的報文，如果仍不能滿足新報文的存儲需求，則再逐一丟棄 轉發次數最大的報文，直至緩存足W存儲新的報文。W上幾種方法并沒有考慮節點中消息 到目的節點的概率，因此容易刪除節點中到目的節點概率較大的消息。 陽0化]針對W上分析，本發明主要目的是提出一種面向巧idemic和prob油ilistic混合 路由的延遲容忍網絡節點緩存管理策略。該方法的主要思想是：綜合epidemic路由方法和 prob油iIiStic路由方法的特點，設計了 一種巧idemic和prob油ilistic混合路由方法。 在此基礎上，將網絡中節點緩存劃分成E緩存和P緩存。其中，E緩存接收采用epidemic路 由方法轉發的消息；P緩存接收采用probabilistic路由方法轉發的消息。當P緩存的剩 余空間小于prob油ilistic路由方法將要轉發的消息的大小時，通過借用E緩存的空間來 接收消息，若E緩存也沒有足夠的空間時，則通過刪除在E緩存中到目的節點概率最小的消 息來釋放緩存空間，直到有足夠緩存空間接收消息。
[0006] 本發明的主要優點：（1)綜合巧idemic路由方法和prob油ilistic路由方法的特 點，設計了一種epidemic和prob油ilistic混合路由方法。和epidemic方法相比該算法 在有效的控制了網絡中同一個消息的副本數，同時和prob油ilistic路由方法相比又減小 了消息到目的節點的時延。似通過將網絡中節點緩存劃分成E緩存和P緩存。使得E緩 存接收采用epidemic路由方法轉發的消息；P緩存接收采用prob油ilistic路由方法轉發 的消息。當P緩存的剩余空間小于prob油ilistic路由方法將要轉發的消息的大小時，通 過借用E緩存的空間來接收消息，若E緩存沒有足夠的空間時，則通過刪除E緩存中到目的 節點概率最小的消息來釋放緩存空間，直到有足夠緩存空間接收消息。從而可W有效的保 留到目的節點概率較大的消息，從而提高消息的轉發成功率。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提出一種面向巧idemic和prob油ilistic混合路由的延遲容 忍網絡節點緩存管理方法。
[0008] 本發明的目的是運樣實現的：
[0009] (1):首先判斷網絡中的節點是否有消息需要發送；如果有，執行步驟似；否則， 執行步驟八；
[0010] 似：遍歷有消息發送的節點的鄰居節點； W11] 做：如果鄰居節點的個數L等于1，執行（4);否則，執行巧） 陽〇1引 （4):采用巧idemic路由方法轉發消息；
[0013] 巧）：判斷運些鄰居節點中是否存在到達目的節點的概率大于0.6的節點；如果 有，則執行化）；否則，執行（7);
[0014] 化）：采用prob油ilistic路由方法轉發消息；
[001引 （7):采用巧idemic路由將消息轉發給個緩存占用率最低的節點，其中占 用率指得是已使用的緩存空間大小和整個節點的緩存空間大小的比值；
[0016] (7. 1):將節點緩存劃分為E緩存和P緩存，并設置E緩存系數為a，P緩存系數為 0，其中，E緩存系數a指E緩存空間大小占整個節點緩存的比例，P緩存系數0指P緩存 空間大小占整個節點緩存的比例，且0+0=1，a<0 ;E緩存接收采用巧idemic路由方法 轉發的消息；P緩存接收采用probabilistic路由方法轉發的消息；
[0017] (7.。：節點根據緩存系數設置E緩存和P緩存的大小； 陽01引 （7.如：根據E緩存和P緩存大小分配E緩存和P緩存牌數，其中IM空間的大小分 配一個令牌，消息所需的令牌數為S;
[0019] (7. 4):判斷網絡中節點是否有消息需要接收；如果有，則執行（7. 5);否則，執行 步驟（7.11);
[0020] (7. 5):根據prob油ilistic路由中所統計的節點相遇概率信息，判斷本地節點到 目的節點的概率是否大于0.6;如果是，執行（7.6);否則，執行步驟（7.8);
[0021] (7. 6):判斷P緩存的令牌數是否大于消息所需令牌數S;如果是，則執行步驟 (7.7);否則執行（7.8);
[0022] (7.7):節點將消息存在P緩存中，并減掉S個P緩存令牌；
[002引（7.8):判斷E緩存的令牌數是否大于消息所需令牌數S;如果是，執行（7. 10);否 則，執行（7.9);
[0024] (7.9):刪除E緩存中到目的節點概率最小的消息來增加令牌數直到E緩存的令牌 數大于S; 陽02引 （7. 10):節點將消息存放在E緩存中，并減掉S個E緩存令牌。
[0026] 本發明的有益效果在于：（1)綜合巧idemic路由方法和prob油ilistic路由方法 的特點，設計了一種巧idemic和prob油ilistic混合路由方法。和epidemic方法相比該 算法在有效的控制了網絡中同一個消息的副本數，同時和prob油ilistic路由方法相比又 減小了消息到目的節點的時延。（2)通過將網絡中節點緩存劃分成E緩存和P緩存。使得 E緩存接收采用巧idemic路由方法轉發的消息；P緩存接收采用prob油ilistic路由方法 轉發的消息。當P緩存的剩余空間小于probabilistic路由方法將要轉發的消息的大小時， 通過借用E緩存的空間來接收消息，若E緩存沒有足夠的空間時，則通過刪除E緩存中到目 的節點概率最小的消息來釋放緩存空間，直到有足夠緩存空間接收消息。從而可W有效的 保留到目的節點概率較大的消息，從而提高消息的轉發成功率。
【附圖說明】
[0027] 圖1主要設及一種面向巧idemic和prob油ilistic混合路由的延遲容忍網絡節 點緩存管理策略任意節點的混合路由流程圖；
[0028] 圖2主要設及一種面向巧idemic和prob油ilistic混合路由的延遲容忍網絡節 點緩存管理策略任意節點的緩存管理流程圖；
[0029] 圖3主要設及一種面向巧idemic和prob油ilistic混合路由的延遲容忍網絡節 點緩存管理策略任意節點的混合路由的實例圖；
[0030] 圖4主要設及一種面向巧idemic和prob油ilistic混合路由的延遲容忍網絡節 點緩存管理策略任意節點的緩存實例圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖對本發明做進一步描述：
[0032] 該方法的主要思想是：綜合巧idemic路由方法和prob油ilistic路由方法的特 點，設計了一種巧idemic和prob油ilistic混合路由方法。在此基礎上，將網絡中節點緩 存劃分成E緩存和P緩存。其中，E緩存接收采用epidemic路由方法轉發的消息；P緩存接 收采用p