Opportunistic Networking- Data Forwarding in Disconnected Mobile Ad Hoc Networks

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1、OpportunisticNetworking一、机会网络的研究脉络传统的无线网是基于IEEE802.11实现的，在这种架构中，存在多个AP，无线设备通过与AP的交互最终连入Internet。移动自组织网络(MANET，MobileAdhocnetwork)是一种分布式的、无中心的、多跳临时自治系统，在这种系统中节点不用与基站通信，每个节点同时扮演路由器和主机两种角色，依靠中继的方式将包传递到目的节点。移动自组织网络又分为机会网络(OpportunisticNetworking)和网状网络(MeshNetwork)两种。本篇论文即是对当时(2006年)

2、机会网络研究状况的综述。机会网络(OpportunisticNetworking)是指不需要源节点与目的节点存在完整路径，利用移动带来的相遇机会实现网络通信的自组织网络。相比于传统的移动自组织网络，它的特点是节点不需要了解网络链路信息，而只是将包转发到其他节点，通过节点的移动将包传递到目的节点。机会网络广泛应用于军用战场通信系统中，但最近也出现了很多民用的场景。图1是一个典型的民用场景。最左边的女士想要与最右边的女士通信，但她们的节点并没有可达的链路，于是消息先传递给了路过的公交车上的节点中，并且缓存，公交车在城市中行驶并且在某个时间传递给了旁边一个骑

3、自行车的路人的节点中，这样依次传递最终到达最右边女士的节点中。图1机会网络的问题再与会带来不可确定的延迟，如果一直没有其他的节点经过，那么消息就会一直缓存在此节点中，造成很高的延迟，甚至不可达情况。所以它适用于一些容忍高延迟的特殊场景，比如email、收集环境数据等。一、口袋交换网络(PSN,PocketSwitchedNetwork)这个项目叫做HAGGLE，主要目的是建立衡量机会网络属性的模型，主要是两节点之间的关联性。它们的关联性由在可达范围内的总时间(contactdurations)和联系之间的间隔时间(inter-contacttime)来

4、刻画。可达范围内总时间影响容量，时间越长越有通信的可能。联系之间的间隔时间影响可行性和延迟。研究员通过蓝牙或者AP设备统计数据，分析数据发现可达范围内的总时间和联系之间的间隔时间都符合重尾分布。二、监测野生动物一个名为ZEBRANET的项目，用于在野生动物身上携带设备以观察它们的习性而不打扰它们。传统的网络架构是为每个动物安装设备，并且架设基站，当动物经过基站时将数据传递给基站。这样的问题是架设基站成本高而且容易破坏当地的环境，并且如果动物不经过基站，就不能接收到完整的数据。ZEBRANET项目组采用机会网络结局这个问题，每个野生动物的设备之间通过机会

5、网络通信，并最终传递给基站。这里有两种策略，一种是简单的泛洪，另一种是基于历史的泛洪，即那些曾经成功给基站传递过数据的设备优先级较高，其他设备优先向优先级高的设备传递消息。模拟实验表明两者的表现都比传统的方法好，且后者要好于前者。另一个名为SWIM的项目，用于在鲸鱼身上安装设备并且收集它们的数据。SWIM采用简单的泛洪协议，但基站可以是固定的（比如在浮标上）或者移动的（比如在海鸟上），模拟数据表明移动的基站表现要好于固定的。一、为欠发达地区提供Internet接入服务一个名为DakNet的印度项目旨在帮助村庄的人们连接互联网。在这些较为贫穷的区域，铺设

6、传统网络的收益相比其成本是十分不划算的，因此，研究院考虑用机会网络为人们提供上网服务。他们在村庄铺着收集消息的设备，并且用搭载移动接入点的公交车、摩托车甚至自行车在村庄之间穿行并收集消息，当车经过城镇时通过城镇的WIFI上传消息并获取响应，然后用同样的方式将响应传递给村庄里的设备。这种机会网络同样只适用于Email等容忍高延迟的服务。另一个名为SNC的项目采用类似的技术，旨在为一个名为萨米族的游牧民族提供接入现代Internet的途径，并且观测它们的文化习俗。提供email、文件收发等服务。二、机会网络的路由策略机会网络的路由策略是最复杂的问题。由于节

7、点不知道链路的状态信息，所以不能很好地选择正确的路由，而获取更多的路由信息会降低性能。这里有个性能和信息获取的tradeoff。机会网络的路由策略分类如图2所示。图2可以根据时候需要基站等基础设施分为了两类。不需要基站里又可以分为基于控制泛洪的和基于上下文两类，需要基站里又可以分文移动基站和固定基站两类。控制泛洪的协议的基本思想是不能无限制的泛洪，这会导致更高的资源占用的网路拥塞。这类算法包括流行病(Epidemic)路由协议、MV路由协议和、PROPHET路由协议等，它们的思路大致相同，以流行病路由协议为例。消息像病毒一样在节点中传播，当发生接触时，

8、如果一个节点没有缓存此消息（就像感染疾病一样），那么它缓存此消息并且传播。一旦消息成功传递到目