基于多层网络的无线容迟网络路由方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多层网络的无线容迟网络路由方法，属于计算机网络技术领域，基于以下原则：单副本路由策略，以及每个报文均有标识其生存时间的TTL字段，该字段随着时间的推移不断减小，当减小到零时，报文就会被丢弃；包括以下内容：首先根据节点的历史相遇记录、历史通信记录、在线社交平台的好友列表、兴趣集数据等社交信息建立多层社交图；然后根据该多层社交图提取社交属性；接下来根据社交属性计算相应的社交指标；最后根据社交指标确定是否转发数据包。对比现有技术，本发明专利技术有效提高了DTN网络报文转发的成功率，适合应用在对传输时延有一定容忍，但对报文转发成功率要求较高的网络环境中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，属于计算机网络
，基于以下原则：单副本路由策略，以及每个报文均有标识其生存时间的TTL字段，该字段随着时间的推移不断减小，当减小到零时，报文就会被丢弃；包括以下内容：首先根据节点的历史相遇记录、历史通信记录、在线社交平台的好友列表、兴趣集数据等社交信息建立多层社交图；然后根据该多层社交图提取社交属性；接下来根据社交属性计算相应的社交指标；最后根据社交指标确定是否转发数据包。对比现有技术，本专利技术有效提高了DTN网络报文转发的成功率，适合应用在对传输时延有一定容忍，但对报文转发成功率要求较高的网络环境中。【专利说明】
本专利技术属于计算机网络
，具体设及无线容迟网络的路由选择方法，它通 过利用容迟网络中节点提供的各种信息建立多层社交网络图，从而更精确地描述节点之间 的社会属性，达到提高容迟网络报文转发成功率的目的。
技术介绍
容迟网络(Delay/Disruption Tolerant Networks,DTN)又被称为时延容忍网络。 它是指在一些特殊的网络环境下，由于网络中节点到节点的连接呈间歇性变化，导致数据 报在传输过程中要经历很长的时延。目前容迟网络中的主流路由方法主要有W下几种：1) 传染病路由方法。例如化idemic，它采取了洪泛式的报文传播策略，当携带数据报的节点遇 到另外一个未携带该数据报的节点时，就将自己的数据报复制并转发给运个节点，但运报 文会多次复制转发，节点的平均能量消耗十分巨大。2)基于地理位置的多副本路由方法。例 如化mingSpread，它认为网络中的一些物理社区会被节点们频繁访问，因此报文首先要尽 可能转发到社区中，然后从社区中挑选出一些比较优秀的节点将报文复制转发给它们，但 运种方式要求节点的运动有一定的可W预测性。3)基于概率的路由方法。如PRoP皿T通过对 节点之间相遇的历史记录进行训练，计算两个节点在未来相遇的概率，然后在路由过程中 报文总会被转发给和目的节点具有较大相遇概率的节点。但由相遇记录计算出来的节点之 间的相遇概率不够稳定，在不同环境中的效率差异较大。4)基于社交属性的路由方法。经典 的有SimBet,它规定当携带数据报的节点遇到其它节点时，通过比较运两个节点的Simbet 值(Simbet值由中屯、度及其与目的节点的相似度组成）来决定是否把数据报转发给遇到的 节点，但Simbet路由方法考虑的不够全面，效率不够高。 由于无线容迟网络具有间歇性连接、较长通信延时、节点能量有限、节点计算能力 有限、高误码率等特点。现存的路由方法都存在某些方面的不足，因此，目前需要一种新的 路由方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对特殊环境下容迟网络DTN连接不稳定、通信时延长，节点能力 受限等问题，提出了一种，使容迟网络报文转发成 功率大幅提局。 本专利技术的思想是通过建立多层社交图来精确描述节点之间的社会关系，然后将表 征运种社会关系的社交指标(Social Metric)作为容迟网络中两节点相遇时进行中继决策 的直接参考指标，达到提高报文转发成功率的同时，不至于产生较大的时延W及较高的能 耗。 本专利技术的目的是通过W下技术方案实现的： 首先，对新生成的报文从源节点到目的节点传递需服从W下两点基本原则：[000引原则一:同一个报文的副本数目为1，即采用单副本路由策略； 原则二:每个报文均有!TL字段，标识该报文的生存时间，该字段随着时间的推移 不断减小，当减小到零时，报文就会被丢弃。 每当节点Vs产生了一个报文Ms,d想要发送给目的节点Vd,某一时刻它与网络中另外 一个节点Vr相遇，在服从W上两个原则的基础上，本专利技术提出基于多层网络的无线容迟网 络路由方法。 本专利技术提出的一种主要包括W下四个步 骤，其中前=个步骤属于训练阶段，第四个步骤是正式路由阶段： 步骤一、根据节点的社交信息建立多层社交图； 步骤二、根据步骤一得到的多层社交图提取社交属性:主要包括从多层社交图中 分别提取第1层单个节点i的活跃度Degreeii,单个节点i的重要性Betii,节点i和节点j之间 的相似度Siniiji; 步骤=、根据步骤二得到的社交属性计算相应的社交指标:根据下列公式将社交 属性标准化，进而加权相加得到度量节点S和节点d之间关系的社交指标SMsd:[001 引其中，DegreeUti Isi表示第1层网络节点S的标准活跃度，Bet化i Isi表示第1层网络 节点S的标准重要性，SimUti Isdi表示第1层网络节点S和节点d的标准相似性；a表示 〇6邑'66化；1表示多层社交图 的层数； 步骤四、根据步骤=得到的社交指标转发数据包，当携带报文的节点与网络中的 其他节点相遇，分别计算携带报文的节点与目的节点之间的社交指标和遇到的节点与目的 节点之间的社交指标，通过比较社交指标来选择中继节点。 作为优选，所述社交信息包括历史相遇记录、历史通信记录、在线社交平台的好友 列表、兴趣集数据。 有益效果 本专利技术通过网络中节点提供的多种不同维度的数据建立多层社交图，W求更加精 准地描绘网络中节点间的稳定的社交指标(Social Metric)，然后将运一社交指标作为DTN 网络中两节点相遇时进行中继决策时的直接参考指标，达到提高DTN网络报文转发成功率 的目的，适合应用在对传输时延有一定容忍，但对报文转发成功率要求较高的网络环境中。【附图说明】 图1为本专利技术提出的基于多层网络的容迟网络路由方法(MLR)的流程示意图。 图2为本专利技术提出的MLR路由方法与DTN网络中其他常见路由方法的报文转发成功 率(Delivery Ratio)随时间变化的对比情况示意图。 图3为本专利技术提出的MLR路由方法与DTN网络中其他常见路由方法的平均时延 (Average Delay)随时间变化的对比情况示意图。 图4为本专利技术提出的MLR路由方法与DTN网络中其他常见路由方法的网络中最大能 耗节点的能量消耗(Max imum Load)随时间变化的对比情况示意图。 图5为本专利技术提出的MLR路由方法与DTN网络中其他常见路由方法的网络中节点的 平均能耗(Average Load)随时间变化的对比情况示意图。 图6为本专利技术提出的MLR路由方法与DTN网络中其他常见路由方法的报文平均转发 次数(Average化rwardings)随时间变化的对比情况示意图。 图7为本专利技术提出的MLR路由方法与DTN网络中其他常见路由方法的报文平均跳数 (Average化ps)随时间变化的对比情况示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术的【具体实施方式】做进一步详细说明。[00创实施例 本部分将结合上述附图对基于多层网络的无线容迟网络路由选择方法做详细说 明，此方法所包含各个部分的【具体实施方式】如下： 步骤一、本例通过历史相遇记录、历史通信记录、在线社交平台的好友列表、兴趣 集数据等社交信息说明如何建立多层社交图。 通过历史相遇记录建立第一层社交图：只有当两节点之间的历史相遇次数大于某 一阔值时，该层社交图中运两个节点间才相连;通过历史通信记录建立第二层社交图：只有 当两节点之间的历史真实通信次数大于某一阔值时，该层社交图中运两个节点间才相连； 通过节点之间在在线社交平台上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多层网络的无线容迟网络路由方法，其特征在于：主要包括以下四个步骤，其中前三个步骤属于训练阶段，第四个步骤是正式路由阶段：步骤一、根据节点的社交信息建立多层社交图；步骤二、根据步骤一得到的多层社交图提取社交属性：主要包括从多层社交图中分别提取第l层单个节点i的活跃度Degreeil，单个节点i的重要性Betil，节点i和节点j之间的相似度Simijl；步骤三、根据步骤二得到的社交属性计算相应的社交指标：根据下列公式将社交属性标准化，进而加权相加得到度量节点s和节点d之间关系的社交指标SMsd：DegreeUtilsl=DegreeslDegreesl+Degreerl;]]>BetUtilsl=BetslBetsl+Betrl;]]>SimUtilsdl=SimsdlSimsdl+Simrdl;]]>SMsd=Σl=1n(α×DegreeUtilsl+β×BetUtilsl+(1-α-β)×SimUtilsdl);]]>其中，DegreeUtilsl表示第l层网络节点s的标准活跃度，BetUtilsl表示第l层网络节点s的标准重要性，SimUtilsdl表示第l层网络节点s和节点d的标准相似性；α表示DegreeUtilsl的比重，β表示BetUtilsl的比重，0<α<1,0<β<1,且0<α+β<1，n表示多层社交图的层数；步骤四、根据步骤三得到的社交指标转发数据包：当携带报文的节点与网络中的其他节点相遇，分别计算携带报文的节点与目的节点之间的社交指标和遇到的节点与目的节点之间的社交指标，通过比较社交指标来选择中继节点。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李凡，宋肖玉，田晨飞，王昱，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11