一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在容遲網(wǎng)中存在兩個社區(qū)并具有社會自私性的情況下，根據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點間的接觸率和傳遞消息的概率等信息，計算選擇出滿足條件且能耗最小的消息的副本數(shù)。首先計算節(jié)點的活躍度和源節(jié)點向目的節(jié)點傳輸消息的最優(yōu)副本數(shù) K ，然后設置源節(jié)點待轉(zhuǎn)發(fā)的消息的副本數(shù)目為 K +1，表示該消息最多可以被復制成 K +1份。當任意一個攜帶消息的節(jié)點與另一個未攜帶消息的節(jié)點相遇時，若該節(jié)點攜帶的消息的副本數(shù)目大于1時，則按節(jié)點的活躍度進行副本數(shù)目的分配；否則，不轉(zhuǎn)發(fā)消息，直到遇到目的節(jié)點時才轉(zhuǎn)發(fā)。這種消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，通過限制消息的副本數(shù)，從而降低消息傳輸?shù)哪芎摹?br> 【專利說明】一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，屬于延遲容忍網(wǎng)領域。

【背景技術(shù)】
[0002] 容遲網(wǎng)絡（Delay Tolerant Network,簡稱DTN)是一種端到端之間缺乏持續(xù)可靠 連接的網(wǎng)路。DTN網(wǎng)絡往往具有高延遲，低傳輸率，間歇型連接、節(jié)點頻繁移動，延遲容忍、錯 誤容忍、有限的存儲以及通信環(huán)境惡劣等特點，使得傳統(tǒng)的基于TCP/IP的端到端通信的互 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無法很好地為其提供服務。鑒于DTN網(wǎng)絡的獨特性。DTN路由作為延遲容忍網(wǎng)絡 中的重中之中，成為廣大研究人員的首要研究對象。
[0003] Epidemic協(xié)議是由Amin Vahdat和David Becher提出的，它是基于機會轉(zhuǎn)發(fā)策略 路由算法的典型代表，思想是當兩節(jié)點相遇時交換對方?jīng)]有的數(shù)據(jù)分組，經(jīng)足夠的交換后， 理論上每個非孤立節(jié)點將收到所有數(shù)據(jù)分組，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組的傳輸。其本質(zhì)上是一種 泛洪算法，每個節(jié)點都將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)給所有遇到的鄰居節(jié)點。主要優(yōu)點是能最大化數(shù)據(jù) 分組的傳輸成功率，減少傳輸延遲，主要缺點是網(wǎng)絡中存在大量數(shù)據(jù)分組副本，會消耗大量 能量。
[0004] Chaithanya Manam V K和Mahendran V等人在Epidemic算法中提出了一種基于附 加算法的消息驅(qū)動來提高路由的能效。該方法是基于異構(gòu)性容遲網(wǎng)的情況下，綜合考慮消 息的生命周期和傳輸成功率要求，通過提出的算法，篩選出滿足條件且能量消耗最少的副 本數(shù)組合，通過在消息傳輸過程中限制副本數(shù)來提高路由的能效。但該算法沒有考慮社會 自私性和副本數(shù)限制等因素對選擇消息副本數(shù)的影響，且沒有提出一個明確的分配方案。
[0005] Yong Li和Pan Hui等人在2010年提出節(jié)點具有個體自私性和社會自私性，通過 用馬爾可夫模型對具有個體自私性和社會自私性的兩個社區(qū)的節(jié)點建模，分析了社會自私 性對消息傳輸延遲和能量消耗的影響。但馬爾可夫模型由于其計算的復雜性，并不適用大 量節(jié)點的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在容 遲網(wǎng)中存在兩個社區(qū)并具有社會自私性的情況下，根據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點間的接觸率和傳遞消息的 概率等信息，計算選擇出滿足條件且能耗最小的消息的副本數(shù)，通過限制消息的副本數(shù)，有 效降低能耗。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括以下具體步驟：
[0009] 步驟1，假設網(wǎng)絡中存在兩個社區(qū)V1和V2，分別有N 1和N2個節(jié)點，同時，存在源節(jié) 點S和目的節(jié)點D，源節(jié)點S和目的節(jié)點D接觸后傳遞消息的概率為Ptl = 1 ;消息的生命周 期為Et，消息的傳輸成功率下限為Dp，消息傳遞的副本數(shù)上限為L，計算滿足上述條件且能 耗最小的消息傳遞的副本數(shù)K :

【權(quán)利要求】
1. 一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，包括以下具體步驟： 步驟1，假設網(wǎng)絡中存在兩個社區(qū)V1和V2，分別有N1和N2個節(jié)點，同時，存在源節(jié)點S 和目的節(jié)點D，源節(jié)點S和目的節(jié)點D接觸后傳遞消息的概率為Ptl = 1 ;消息的生命周期為 Et，消息的傳輸成功率下限為Dp，消息傳遞的副本數(shù)上限為L，計算滿足上述條件且能耗最 小的消息傳遞的副本數(shù)K :
式中，
；λ in為相同社區(qū)之間節(jié)點的接觸率，pin為相同社區(qū)之間節(jié)點接觸后傳 遞消息的概率；λ _為不同社區(qū)之間節(jié)點的接觸率，P()Ut為不同社區(qū)之間節(jié)點接觸后傳遞消 息的概率，λ ^為源節(jié)點S或目的節(jié)點D與其它節(jié)點的接觸率； 步驟2,當源節(jié)點S產(chǎn)生了一個需要轉(zhuǎn)發(fā)的消息，對該消息附加一個屬性即副本數(shù)目ms =K+1，表示該節(jié)點攜帶的該消息最多可以復制K+1份； 步驟3,在消息傳遞過程中，設在網(wǎng)絡中任意一個攜帶該消息的非目的節(jié)點i，其副本 數(shù)為IV當節(jié)點i遇到任意一個不攜帶該消息的節(jié)點j，首先判斷該節(jié)點j是否為目的節(jié)點 D，如果是，則完成消息的交付，否則執(zhí)行步驟4 ; 步驟4，若叫>1，則節(jié)點i自身保留副本數(shù)目m' i，轉(zhuǎn)發(fā)副本數(shù)目m'』給節(jié)點j ;若叫 =1，則不再轉(zhuǎn)發(fā)；其中：
式中，％為非目的節(jié)點i的活躍度&為非目的節(jié)點j的活躍度； 步驟5,循環(huán)步驟3至4,直到消息被轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點為止。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，步驟4 中非目的節(jié)點i的活躍度％為：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，步驟4 中非目的節(jié)點j的活躍度\_為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，步驟I 中所述社區(qū)V1中節(jié)點數(shù)N1為40。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容遲網(wǎng)中基于能效的消息轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，步驟1 中所述社區(qū)V2中節(jié)點數(shù)N 2為60。
【文檔編號】H04L12/701GK104394074SQ201410683175
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】吳家皋, 朱義吉, 劉林峰 申請人:南京郵電大學