基于连通时序的DTN网络拥塞控制策略研究

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随着无线网络技术的不断发展,出现了很多非常具有挑战性的通信网络场景,如深空网络、卫星网络、无线传感器网络、野生动物监测网络以及战时通信网络等。这类网络具有大时延、链路间断连通以及节点缓存受限等特点,被称为迟延容忍网络(DTN Delay Tolerant Networks)。DTN的上述特点使得网络中不存在持续连通的端到端路径,难以满足TCP/IP协议中对于网络特征的假设,因此不能直接利用TCP协议中的拥塞控制机制来解决DTN网络的拥塞问题,需要研究适用于DTN网络的拥塞控制机制。为了应对网络的断续连通,DTN采用存储转发机制进行数据传输,这很容易使得DTN节点有限的缓存溢出,造成拥塞。针对上述问题本文提出了一种基于连通时序的缓存管理策略,该策略的包丢弃算法思想是丢弃最晚离开的数据,使得缓存尽可能快地腾出空间来接收新数据。该策略充分利用了链路连通时序信息,最大限度地避免了网络的拥塞,增加了数据通过量。经过仿真,对比了不同缓存管理策略性能的优劣,从数据投递率和时延两个方面验证了基于连通时序的缓存管理策略的优势。为了在避免网络拥塞的同时,通过减少不必要的传输来节约节点能量,需要设计出能够合理安排DTN网络中各条链路的传输时序的算法。本文建立了基于链路连通时序的DTN网络的链路模型,并在该模型下详细描述了基于连通时序的传输调度策略的核心算法,该算法在避免网络拥塞的约束下,计算出能够最大化数据通过量的传输时序。通过仿真,从增加数据通过量、降低传输时延以及节约节点能量这三个方面验证了传输调度策略的优势。
摘要第3-4页
Abstract第4页
第一章 绪论第7-17页
    1.1 研究背景第7-15页
        1.1.1 DTN 网络产生背景第7-9页
        1.1.2 DTN 网络特点第9页
        1.1.3 DTN 网络应用前景第9-11页
        1.1.4 DTN 网络关键技术第11-14页
        1.1.5 DTN 网络面临的问题第14-15页
    1.2 本文研究对象第15-16页
    1.3 论文的结构与安排第16-17页
第二章 DTN 网络拥塞控制相关技术及研究现状第17-29页
    2.1 DTN 网络拥塞控制第17-22页
        2.1.1 网络拥塞概述第17-18页
        2.1.2 TCP 拥塞控制第18-19页
        2.1.3 TCP 拥塞控制在 DTN 网络中的不适用性分析第19-20页
        2.1.4 适用于 DTN 网络的拥塞控制技术第20-22页
    2.2 路由算法对拥塞的影响第22-25页
        2.2.1 基于先验知识强度的路由算法分类第22-23页
        2.2.2 基于不同先验知识强度的代表性路由算法简介第23-24页
        2.2.3 路由算法对拥塞的影响第24-25页
    2.3 本文仿真基于的 ED 路由算法介绍第25-27页
    2.4 本章小结第27-29页
第三章 基于连通时序的 DTN 网络缓存管理策略第29-43页
    3.1 研究问题描述第29-30页
        3.1.1 存储转发机制对拥塞的影响第29-30页
        3.1.2 传统的节点缓存管理策略第30页
    3.2 基于连通时序的缓存管理策略第30-39页
        3.2.1 节点运动轨迹的预知性第31-32页
        3.2.2 节点运动对链路连通状态的影响第32-33页
        3.2.3 连通时序的定义第33-34页
        3.2.4 基于连通时序的 DLL 缓存管理策略第34-39页
    3.3 仿真结果与分析第39-42页
        3.3.1 仿真场景第40页
        3.3.2 仿真结果第40-42页
    3.4 本章小结第42-43页
第四章 基于连通时序的 DTN 网络传输调度策略第43-59页
    4.1 研究问题描述第43-45页
    4.2 链路模型第45-47页
    4.3 基于连通时序的传输调度算法第47-49页
    4.4 传输调度算法的性能分析第49-56页
    4.5 仿真结果与分析第56-58页
        4.5.1 仿真场景第56页
        4.5.2 仿真结果第56-58页
    4.6 本章小结第58-59页
第五章 总结与展望第59-61页
    5.1 本文工作总结第59-60页
    5.2 未来工作展望第60-61页
致谢第61-63页
参考文献第63-67页
研究成果第67-68页
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