节点中心度感知延迟容忍网络路由机制

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1、节点中心度感知延迟容忍网络路由机制　　摘要：为实现在具有社会特征的延迟容忍网络中消息的高效转发，提出了节点中心度感知方法，通过综合分析节点的活跃程度与消息处理能力来量化节点的中心性，进而提出了节点中心度感知的路由机制。与经典的Epidemic和同是基于节点中心度的CC路由机制的对比结果表明，所提出的路由机制能够较为显著地改善消息的投递率和负载率。关键词：延迟容忍网络；路由机制；中心度；活跃度；消息处理能力中图分类号：TN929.5文献标志码：ANodecentralities-awareroutingindela

2、ytolerantnetworkBroadbandUbiquitousNetworkResearchLaboratory，ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing400065，ChinaAbstract：InordertoforwardmessagesmoreefficientlyinthesocialorientedDelayTolerantNetwork（DTN），thispaperproposedawaytobeawareofnode

3、s13centralities.Thispapercameupwitharoutingmechanismfortheawarenessofnodescentralitiesthroughacomprehensiveanalysisofthelevelofactivityandthecapacityofhandlingmessageswhichaimedatquantifyingthenodescentralities.TheresultshowsthatcomparedwiththetraditionalEpid

4、emicroutingandContactCounts（CC）routingwhichprincipleisstillbasedonnodescentrality，theroutingmechanismthispaperdiscussedcansignificantlyimprovetherateofthemessagedeliveryandtherateoftheoverhead.Keywords：DelayTolerantNetwork（DTN）；routingmechanism；centrality；act

5、ivelevel；messagehandlingcapacity0引言受节点移动、能量消耗以及传输范围等因素的限制，网络中常无法建立有效的端到端传输路径，致使传统的网络协议无法使用。在这种背景下，Fall等研究人员于2002年首次提出了延迟容忍网络（DelayTolerantNetwork，13DTN）[1-3]的概念。DTN中节点通过“储存—携带—转发”模式来实现消息的传输，成功克服了网络中不存在完整端到端路径的缺陷。经过对达特茅斯学院（从2001年至2004年）在校生的日常起居生活以及在迈阿密（2005年）与

6、巴塞罗那（2006年）召开的Infocom会议等实际测量数据的统计与分析可以得出，DTN中节点的运动呈现出社会网络学中的大世界、小世界特征。同时，节点的社会等级也有所不同，网络中存在一定数量的活跃节点，即对其他节点来说具有较高社会等级[4-6]。可见，对于连接具有间断特性、节点分布较为稀疏的DTN来说，路由机制直接决定了网络性能。根据传输过程中消息产生的副本数量，现有路由机制可分为单副本路由和多副本路由。因受DTN通信链路间断性连接所限，消息的传输常表现出低投递率与高时延的特点。多副本路由通过增加消息的副本数量来

7、提高投递率并减少传输消息的时延，因此其受到了广泛关注。由Vahdat等[7]提出的传染路由（EpidemicRouting）是其他多副本路由机制的初始版本。其采用洪泛的方式转发消息，此种机制的缺点较为明显，消息传输过程中消耗的网络资源较多。过多的消息副本致使网络资源不能够合理分配，从而导致其投递率偏低。为了克服传染路由上述的不足之处，研究人员以节点的社会属性为依据，提出了多种限制消息副本数量的方法，如连接累加概率路由（CumulativeContactProbability，CCP）[8]、基于节点相似度与中介性

8、（SimilarandBetweenness，13SimBet）路由[9]、消息冗余度估计（MessageRedundancyestimatedAdaptiveCacheManagementmechanism，MRACM）路由[10]、基于社会属性的冒泡法（BubbleRap）路由[4]、连接次数统计（ContactCounts，CC）路由[11]以及连接态势感知（Con