基于运动模型的性能比较延迟容忍网络的路由协议

Vinit库马尔¹,安妮塔Singhrova²

动元素,CSE, DCR科技大学Murthal、哈里亚纳邦,印度
大学教授,CSE, DCR科技、Murthal、哈里亚纳邦,印度

文摘

Delay-tolerant网络连接设备和有巨大潜力地区目前正在通过当前网络服务不足。延迟容忍网络面临的挑战是确定的路线通过网络没有一个端到端连接在任何给定时刻的时间。DTN路由的数据包是使用store-carry-forward机制完成的。在这篇文章中,四个受欢迎的即DTN路由协议;流行,直接交付,喷雾和等待,先知已经考虑绩效评估。这些路由协议的性能评估使用最短路径运动模型

关键字

Delay-tolerant网络、路由协议、消息传递、模拟

我的介绍。

DTN是一种间歇性连接网络的端到端路径可能不存在和通信线路可能只是可以通过时间和流动[1]。延迟容忍网络的研究已经受到了相当大的关注社区近年来。因为在DTN,目的地的路径是没有连接,所以路由数据包的主要问题是找出包将路由的中间节点[2,3]。当两个节点相互接触,他们会交换数据包和被称为遇雷竞技网页版到这样的机会。DTN路由和转发的数据包是一个具有挑战性的任务,因为流动性和不确定性的间歇行为的节点[4]。延迟容忍网络中有一些问题需要解决。最重要的因素是遇到时间表,网络容量、存储容量、能源等[5]。dtn可能以下列:

)间歇性连接:节点的移动性和能源是有限的,DTN经常断开,从而导致持续DTN拓扑的变化。

b)有限的资源:节点的计算和处理能力,沟通能力和存储空间是弱于普通电脑的功能由于价格的限制,体积和力量。

c)动态拓扑:DTN拓扑动态变化由于环境变化,能源消耗或其他故障,导致辍学的网络。的要求也进入DTN改变拓扑。

d)可怜的安全:一般来说,DTN是容易被窃听,信息修改,路由欺骗,拒绝服务(DoS),和其他安全威胁。

1.1需要延迟容忍网络

)缺乏连通性:在任何时刻,如果没有源和目的地之间的端到端路径,thenend-to-end沟通无法使用TCP / IP协议套件。这里DTN的想法出现在我脑海里。

b)不规则延迟:长期传播延迟传输节点之间加上排队延迟在每个节点可以推翻的TCP / IP协议在很大程度上依赖于快速返回确认发送的数据。这可以使用dtn克服。

c)不对称双向数据速率:温和的双向不对称数据速率可以容忍某种程度上在传统协议。但如果不对称很大,协议很容易被打败。

1.2体系结构

延迟容忍网络可以被看作是一个叠加在现有的区域网络。这个覆盖称为包层。这一层是为了功能高于现有的协议层和提供网关的功能,当两个节点相互接触。雷竞技网页版这种协议的主要优势是灵活性。它可以很容易地与现有TCP / IP协议网络或可用于将两个或两个以上的网络链接在一起。包层的位置中可以看到下面的图1。

包也称为消息。数据从一个节点转移到另一个可以可靠的存储和转发节点之间整个包。三件事的包组成,源节点的用户数据,控制信息(例如,源节点ID,目标节点ID, TTL等等),和一个包报头。

二世。背景和相关工作

在本节中,我们概述DTN路由协议,即流行,直接交付,喷雾等和先知,以及它们的相对优缺点描述。

2.1流行

最早的和可能最简单的协议提出了数据交付dtn的流行路由[6]。这个路由方案导致低效的使用网络资源,如电力、带宽,并在每个节点缓冲区。Davisetal。[7]改善的基本流行方案通过引入自适应策略。餐桌setal。[8]进一步介绍time - to - live (TTL)以及一个失效时间与每条消息dtn的控制洪水。

2.2先知

先知方法是基于交付可预测性指标,计算在每一个节点。这个指标计算,以便为特定的目的地节点具有更高价值估计为一个更好的候选人一捆到目的地交付。当两个节点相遇时,他们交换的价值指标对不同的目的地。

流行路由执行如果网络资源是无限的。但在现实中,网络资源(如带宽、缓冲区空间是有限的。因此,为了利用流动性和有效地利用稀缺资源,林格伦等。[9]提出了概率路由协议使用的历史遭遇和传递性(先知)。在这种方法中,发送者将消息转发到该节点拥有最高的概率成功的消息传递。这种机制依赖于隐式假设所有节点合作消息转发。这个协议有更少的消息交换,减少通信开销,减少延迟,交货和更高的成功率比流行路由。

2.3喷淋等

Spyropoulosetal。[10]提出了一个有效的路由方法命名的喷雾和等待路由方案的洪水控制网络。在这种路由方案中,有两个不同的阶段:

)喷阶段(只有一次):L最初消息副本传播到L截然不同的“接力赛”。

b)等阶段:如果目标没有达到在喷阶段,L节点执行直接传输携带信息副本

这个协议有少数量的传输和交货延迟而流行路由

2.4直接交付

这一数据传输的方案是一种最简单的一个源提供一个数据包到达目的地时直接接触。雷竞技网页版换句话说,源等待直到有单选的目的地,然后直接交付包是一样的。这个方案不消耗任何额外的资源,没有额外的副本的数据。然而,交货延迟的主要限制是可以非常大,在许多情况下,源和目的地可能永远不会直接接触彼此[11]。雷竞技网页版

三世。算法

2.5随机方向:

这个算法小说“分析最优节点密度为临时移动网络”在这个算法节点将开始在仿真区域和一个随机的地方选择一个随机的方向和跟随它模拟的边缘地区。然后他们会停下来挑选另一个方向去,直到他们再次撞到边缘。

2.6 MapBased:

该算法给出了路径使用的道路SimMap从一个节点到另一个节点的模拟区域. .

2.7提出的算法:基于最短路径

算法小说主要能源效率减少消息转发的平均数量从源到目的地使用迪杰斯特拉算法找到shortestpaths两个随机地图节点和之间的兴趣点。假设节点是移动在4500年乘3400厘米的区域。

该算法有以下问题:

)表存储在每个节点占用空间大小。

b)升级的表是动态变化的节点的位置。

四、仿真设置

的模拟器可以运行在Linux、Windows、或任何其他平台支持Java [12]。

一个是模拟环境的能力

一)生成节点运动使用不同的运动模型。

b)与各种DTN路由算法和节点之间路由消息发送方和接收方的类型。

c)流动性和消息传递实时可视化的图形用户界面。在这项工作中,一个模拟器用于模拟[13]。在这部作品中,节点是假定在本质上移动。给出了不同的仿真参数在这项工作按以下表:

设置和配置用于不同领域的领域:

不同的节点数量:节点增加:20 - > 40 - > 60 - > 80 - > 100,每组20节点的增加在每个模拟。生存时间字段设置为300秒,所有节点根据各自的群速度。

考虑以下性能指标比较分析路由协议:

吞吐量:它被定义为送到目的地的消息数量的比率,由源节点的消息数量。

消息传递概率:它的概率是正确接收到的消息的目的地在一个给定的时期。

开销比:它被定义为:

平均缓冲时间:消息的平均时间住在每个节点的缓冲区。

平均延迟:它被定义为平均消息延迟从创建到交付

诉仿真结果

明智的运动模型模拟结果与当前设置表示在接下来的部分。

5.1吞吐量:

吞吐量获得不同的移动模型为不同的路由方案图3 - 6中描述。很明显,随着节点数的增加,吞吐量也增加。吞吐量是基于最高的最短路径的运动模型和最小随机方向运动模态。

5.2包交付:

包交付获得不同的移动模型为不同的路由方案中描述数字7到10。很明显,随着节点数的增加,包也增加的交付。交付包最大的基于最短路径的运动模型和最小随机方向运动模态。

5.3平均缓冲时间:

平均缓冲时间交付包获得不同的移动模型为不同的路由方案中描述数字11至14。很明显,随着节点数的增加,数据包的平均缓冲时间减少流行性和先知的计划。的平均缓冲时间直接交付和喷雾&等待与增加的节点数量将会增加,因为包才交付给下一个节点的可用性是不确定。

5.4平均延迟:

平均延迟获得不同的移动模型为不同的路由方案中描述人物15到18。很明显,随着节点数的增加,平均延时也减少。平均延迟最小的基于最短路径的运动模型和最大模态随机方向运动。

5.5开销比例:

开销比获得不同的移动模型为不同的路由方案中描述图19 - 21。很明显,随着节点数的增加,开销率也增加。直接交付的开销比路由方案为每个移动模态是零。头顶的比率是最大的基于最短路径的运动模型和最小随机方向运动模态。

六。结论

在目前的工作,四个在DTN路由协议的性能即流行,直接交付,喷雾和等待,先知被评估。不同的运动模型是用来模拟。从仿真结果中,我们发现:基于最短路径的运动比其他运动情态动词,因为它有最大吞吐量,最大数据包交付,最大开销比、最小平均延迟和最小平均BufferTime。它useslowpower、低带宽和最小bufferateachnode

引用

全新k下降”,实现容忍延迟网络架构挑战因特网”在ACM SIGCOMM学报》,2003年,页27-34。
NelsonI。Dopico Alvaro GutierrezandSantiagoZazo。Performanceanalysisofadelay tolerantapplicationforherd本地化。2011年爱思唯尔帐面价值准确无误地保留。
SeunghunCha, ElmurodTalipov andHojung魅力。数据交付schemeforintermittently connectedmobilesensor网络。0140 - 3664 / $ 2012爱思唯尔。
L.Pelusi、A.Passarella M.Conti。Opportunisticnetworking:数据转发移动ad hoc网络断开。IEEECommunicationsMagazine vol.44, pp。134 - 141年,2006年11月。
C.-M.Huang、K.-C.Lan C.-Z.Tsai。机会网络的调查。Proc.ofthe22ndIntl。Biopolis Conferenceklon AdvancedInformationNetworking及应用(WAINA), Mar.25-28,冲绳,日本,2008。
Vahdat, a &贝克尔,d . (2000)。流行路由部分连接ad hoc网络,技术报告,计算机科学系,杜克大学。王,Y。,Jain,S., Martonosi, M. & Fall, K. (2005). Erasure-coding based routing for opportunistic networks, WDTN ’05: Proceedings of the 2005 ACM SIGCOMM workshop on Delay tolerant networking, ACM, New York, NY, USA, pp. 229–236.
戴维斯,J。,Fagg,A. &Levine,B.(2001). Wearable computers aspackettransportmechanisms in highly-partitioned ad-hoc networks. Wearable Computers, 2001. Proceedings. FifthInternationalSymposiumon, pp.141 –148.
餐桌,·,Almeroth,K.C.&Belding-royer,E.M. (2005). Delaytolerantmobile networks(dtmns):Controlled floodingschemesinsparse mobile networks. InIFIP Networking.
a·林格伦A.Doria andO.Schelen。Probabilisticrouting inintermittently connectednetworks。ACMSIGMOBILE MobileComputingandCommunicationsReview,第七卷,不。3 pp.19-20 2003。
T.Spyropoulos、K.Psounis C.S.Raghavendra。喷雾等:Anefficientroutingschemeforintermittently连接移动网络。Proc.ofACMSIGCOMMWorkshopon Delay-TolerantNetworking (WDTN ' 05), pp。252 - 259年,2005年。
Kapadia年代。,Krishnamachari, B. & Ghandeharizadeh, S. (2009) Static replication strategies for content availability in vehicular ad-hoc networks, Mob. Netw. Appl. 14(5): 590– 610.
https: \ \ www.netlab.tkk.fi tutkimus / dtn /有礼有节
A.Keranen。OpportunisticNetwork环境模拟器。SpecialAssignment报告,HelsinkiUniversity技术部门。OfCommunicationsandNetworking, 2008年5月。