最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法研究

针对网络通信实时性、可靠性的要求,提出一种最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法,依据链路质量对加入网络的节点构建逻辑路径,形成树状结构。将某节点与其它节点之间的可用物理链路看作辅助路径,得到Mesh形网络拓扑结构。分析了最短路径扩散机制,利用最短路径扩散机制对网络中全部节点构建最短路径信息。介绍了网络交通流和交通引力场模型,考虑节点对交通流的引力作用,将传输路径看作影响引力的指标,通过交通引力场实现网络路由选择。实验结果表明,所提方法在保证网络实时可靠性的同时,可减少能耗,降低数据丢包率,提高网络吞吐量。     

一种基于多Agent强化学习的无线传感器网络多路径路由协议

文章研究了无线传感器网络中存在的多条最短路径路由选择问题。将无线传感器网络看作多Agent系统,采用强化学习理论,提出了一种基于多Agent强化学习的无线传感器网络多路径路由协议MRLMPRP(Multi-agent Reinforcement Learning based Multiple-path Routing Protocol)。该协议综合考虑了所要发送数据的优先级、节点间的链路质量以及节点数据缓冲队列的拥堵情况,为不同优先级的数据选择出当前网络状况下最优的路径进行数据的传输。仿真结果表明了该协议在降低网络平均端—端延时、提升数据包成功投递率方面的有效性。     

基于混合信息和冗余传输的VANETs路由协议

车辆节点的快速移动导致网络拓扑频繁变化和无线链路质量不稳定,这为车载自组织网络(vehicular ad-hoc networks,VANETs)路由协议的研究带来挑战。为了应对这些挑战,文章提出了基于混合信息和冗余传输的VANETs路由协议。针对城市环境下道路的特点抽象出一个以交叉路口为顶点,以路段为边的无向图,并依托部署在路口的固定节点收集交通和网络的实时信息为每条边赋予权值,然后运用Dijkstra算法计算任意2个交叉路口间的最短路径;针对路段内的数据传输,综合考虑距离、速度和链路可靠性等因素来选择下一跳节点,并通过冗余传输技术提高数据传输的成功率。通过仿真实验对比现有协议,验证了该路由协议在性能上的优越性。     

一种无线mesh网络下的可靠路由查询机制

针对无线mesh网络目前存在的资源查找效率不高,路由跳转过多,网络中节点的通信链路易失效等问题,研究并设计了一种基于Chord的无线mesh网络可靠路由查询机制.该机制将Chord应用于无线mesh网络物理拓扑结构,设计了分层和双向查询模型,并在Chord固有的单路径查找模式上加入可靠多路径选择策略,在节点出现失效或链路异常等情况时启用多路径可靠查询方法,有效提高节点间成功通信概率,并对性能进行了分析.     

多重链路网络中基于QPAS的并行算法

提出一种基于最短路径的QoS度量并行算法(QPAS)的两级并行算法。将多重链路网络按连接规则划分为若干网络分区,利用QPAS算法并行计算出每个分区内的QoS路由,并将路由结果发送给相应的分区处理器,最终由分区处理器调用最短路径并行算法计算出分区间代价最小路径。最后研究了路由更新频度。实验结果表明,基于QPAS的两级并行算法的时间复杂度更低,适用于有限节点网络的路由寻优。     

一种应急环境下无线传感网节点接入与定向扩散方法

针对应急环境中的灾难发生特点和救援工作要求,提出了一种无线传感网移动节点接入和定向扩散路由方法.首先设计了一种基于竞争型MAC协议的移动节点接入和链路维护机制,对定向扩散协议的兴趣扩散算法和兴趣封装进行了改进;然后,基于这种兴趣有效传播路径判定规则,建立和维护动态链路.仿真实验结果表明,移动节点的接入方法高效可靠,所用的接入机制在节点能量消耗、信号传输延时和网络吞吐量等方面都具有明显优势.采用兴趣有效传播路径判定规则的定向扩散路由算法只在局部网络内进行兴趣的准确扩散,转发的兴趣报文数量较少,且随着传感器节点总数的增多,兴趣报文数量的变化较小.     

多信道多接口智能路由协议研究

多信道多接口可以降低信道共用的干扰并且提高多跳无线Ad Hoc网络的吞吐量。提出一种信道分配与路由选择相结合的多信道多接口智能路由协议DMMR,DMMR综合考虑了链路生存时间、跳数以及节点距离。用LP标准,使路由选择标准在链路生存时间和最短路径之间取得均衡,这样选择的信道在移动环境中更加具有可靠性;用基于距离的信道选择算法选择信道,该信道选择算法首先估算节点间距离,根据估算到的距离选择合适的信道进行数据传输,从而提高信道的空间复用。和已经存在的路由协议相比,仿真结果表明在移动多跳Ad Hoc网络中该协议能够降低平均端到端延迟并且提高网络的吞吐量和包到达率。     

无线传感器网络自适应拥塞控制的路由算法分析

无线传感器网络中节点的覆盖范围有限,因而采用多跳路由传输方式.无线自组网中的多跳路由是由普通节点协作完成的,选择不同的转发节点,会对网络的信息传输产生不同的影响.对不同路由(洪泛路由、最短路径等)算法下的网络自适应拥塞控制进行了分析,研究了不同路由算法下的网络性能和拥塞控制效果.根据节点跳数与缓存占用的关系,提出一种基于节点跳数和缓存占用的性能函数的改进最短路径算法,算法选取使性能函数值最小的节点作为转发节点.最后,通过实验比较了最短路径算法与改进路由算法的网络性能,发现改进路由算法相比最短路径算法,具有较好的网络性能和服务质量.     

一种分布式局部时延受限的多播路由算法

时延受限多播技术对网络中的实时业务非常重要。为保证受限多播树的服务质量，提出了一种利用局部信息的时延受限多播路由算法。算法要求源节点具有局部信息，即源节点到每个目的节点的时延最短路径信息。此外，其他节点要保存相邻节点和链路的信息。仿真实验结果表明，该算法要好于最短时延树的性能。     

静态路由体系结构下的多目标优化研究进展

在实时网络中,路由算法的目标在于找到一条从各自的源到目的节点的符合要求的路径,而路由发现中的路径选择属于典型的最短路径优化问题。优化的目标是一些参数,诸如时延、带宽、代价、跳数等其他与被选路径上链路的某些参数数值之和的度量标准。针对静态路由在因特网上的局域网中大量的被应用的事实,本文给出基于静态路由算法的多目标优化进展,其对于比较和设计及改进静态路由优化算法具有一定的参考价值。     

基于网络编码的共享链路路径保护机制

网络编码(network coding,NC)方法能够有效地提高路径保护技术的保护效率.但目前提出的基于网络编码的保护机制要求工作路径链路分离,限制了保护机制的性能和应用范围.为此提出一种基于网络编码的有共享链路的路径保护机制(shared-link network coding path protection,SNCPP).该机制将共享链路的端节点加入到保护路径源目的节点集中,采用改进的ASTAR算法建立经过节点集中所有节点的最短保护路径,并利用网络编码实现对有共享链路的路径进行保护.仿真表明所提出的机制在工作路径出现共享链路故障的情况下,能够对网络提供保护,并提高了保护效率.     

基于复杂网络的不同路由策略下交通流驱动的流行病传播

2020年,随着新型冠状肺炎在全球范围的蔓延,交通流对流行病传播动力学的影响备受关注。虽然交通流与流行病传播动力学之间的相互作用已经开始受到关注,但路由策略对基于交通流的流行病传播动力学的影响还没有得到足够的重视,因此本文在SI模型上研究了最短路径、有效路径和概率路径三种路由策略对流行病传播动力学的影响。在BA无标度网络模型上进行了仿真实验,结果显示：在节点交付能力无限交通流无拥塞的情况下,相比于最短路径路由策略,概率路径路由策略能有效地抑制流行病的传播,而有效路径路由策略则加速了流行病的传播速度。此外,在上述三种路由策略下,交通流量和传染率的增加都会导致流行病传播阈值的降低,从而加快流行病的爆发。这些研究对控制流行病的传播具有一定指导意义。     

低开销的片上网络无关容错路由策略

现有容错路由技术大多依赖重路由的解决方案，通过绕行方式避开故障区域，导致故障周围出现流量拥塞；无关路由算法尽管降低了路由开销，但其容错能力有限。针对存在故障节点或故障链路的片上网络，在网络资源受限的情况下，提出了一种不需要提前构建绕行路径的无虚通道低开销无关容错路由策略(OFTR)。当检测到当前节点与目标节点对之间无故障时，采用FTOE-APA规则路由数据包，实现了路径选择的多样性；当检测到节点或链路故障时，根据源节点、当前节点以及目的节点的相对位置关系动态修改输出端口的优先级，使数据包可以通过最短路径转发，最大限度地减少重路由。OFTR路由策略通过改进的奇偶转向规则和动态改变输出端口的优先级既避免了网络死锁，又降低了数据包进入故障周围的概率。仿真结果表明：OFTR路由策略降低了网络平均延迟，节约了网络开销，与其它确定性容错路由算法相比，饱和吞吐率平均提高了8%以上。     

基于引力场的机会网络路由算法

机会网络通过节点的运动带来相遇机会进行数据传递,结构的拓扑变化给机会网络的路由算法设计带来了挑战.现有的经典路由算法认为节点与节点的关系是独立的,没考虑节点之间的关系,根据"节点的最大介数与网络的传输能力呈近似反比的关系"这一关系,结合引力场理论,将机会网络抽象为一个引力场,网络中的节点视为引力场中的暗能量和星体,节点间的相互作用转化为路径对数据包的吸引力,提出了基于引力场的机会网络路由算法(routing algorithm for opportunistic network based on gravitation field,BGF),通过在ONE上的仿真实验,然后与Epidemic算法、Prophet算法对比,实验结果表明:在节点数与节点缓存比较大时,BGF算法的传输成功率最高,传输延迟与路由开销最小.     

VANET中一种分布式路由协议MCCR

研究了VANET(Vehicular Ad-hoc Networks)中多信道环境下基于合作机制的路由选择问题.提出将发送时延和链路冲突数作为路由判据的主要参数的思路,设计了一种新的路由判据MCCM(Multi-Channel Contention-aware Cooperative Metirc),该判据综合考虑了路径内干扰和路径间干扰并反映出多信道环境对路由的影响.将MCCM路由判据应用到路由选择中,据此设计的路由算法能更好地适应VANET中的虚拟节点和虚拟链路,进而设计了一种全新的分布式路由选择协议MCCR(Multi-Channel Contention-awareCooperative Routing).模拟实验结果表明,在节点稠密、网络负载大时,MCCR路由算法能有效提高网络性能.     

非静止轨道卫星网络中的最优路径路由算法

深入挖掘卫星运行的规律性和星际链路连接的规则,提出了两阶段最优路径路由算法,算法将路由选择分为静态路由策略与在线路由修正两个阶段,静态路由策略给出不考虑网络流量分布时,数据包选择最少跳数下最短路径的路由选择原则,以虚拟节点的划分屏蔽了卫星网络的拓扑变化;在线路由修正阶段实时监控网络流量分布信息,在静态路由策略的基础上完成路径选择的调整,以达到保证一定QoS的情况下使得全网吞吐量最大的目的,通过仿真,证明本算法在降低运算复杂度、路由开销等方面具有良好的性能。     

基于累积信誉和路径递减的无线传感器网络可靠路由方法

在无线传感器网络中,某些节点会在路由数据时选择性转发数据包以节约自身能量;或者恶意丢弃某些数据以对网络进行破坏。这些路由节点的不良行为会使网络中传递的数据缺乏安全性;也使得网络变得不可靠,易受到各种攻击。针对无线传感器网络节点数据路由时存在不良行为的问题,提出一种基于累积信誉和路径递减的可靠路由方法。首先是根据统计学中负二项分布原理,对参与数据路由的节点进行信誉评价;并选取满足一定信誉条件的节点作为路由节点。然后通过路径递减方法对数据进行路由,目的是避免过多的中间节点,最后将数据包以可靠的方式通过最短的路径路由到目的地。实验测试结果表明所提方法在网络中存在恶意路由节点情况下,能够较好地提高数据包投递率,以及减少数据包到达目的节点的平均跳转次数,提高了数据路由的可靠性。     

具有不可靠链路的通信网最佳可靠路由的确定

研究了对给定拓扑结构的通信网在假定节点完全可靠而边存在随机破坏的情况下,通过计算点对间的路由概率确定最佳可靠路由的两种算法———邻接矩阵算法和动态路由算法－ 邻接矩阵算法通过构造网络的邻接矩阵及一些相关矩阵,利用深度优先搜索的方法找到点对间的所有路由,进而计算各路由的概率并由此确定最佳可靠路由－ 动态路由算法则给出了在链路失效后,按照最短路径原则由失效链路的起始点重新构造最佳可靠路由的方法－ 图１,参５－     

移动Ad Hoc网络中增强下一跳节点选择的路由机制

Ad Hoc网络是一种能够支持多跳的临时性计算机通信网络,它由一组带有无线收发设备的移动节点组成,其移动性可导致拓扑的动态变化,会对路由的稳定性乃至网络整体性能产生重要影响.基于对泛洪算法限制策略的研究,提出了一种适用于Ad Hoc网络的增强下一跳路由节点的选择算法.仿真实验表明,采用该路由算法连接建立网络链路时,其路径最短、经过的跳数最少,同时提高了网络的分组投递率,降低了端到端的延迟,减少了路由开销,加强了链路的安全性.     

基于SDN架构的最短路由优化算法研究

本文提出一种基于软件定义的无线Mesh网络路由协议(SDWMR),将软件定义网络(SDN)与无线M esh网络相结合,由具有全局网络视图的逻辑集中控制器负责所有控制决策;首先通过控制器与M esh节点建立初始路径,根据初始路径进行最短路径优化,优化过程由Dijkstra最短路由算法完成;其次将优化后的规则通过初始路径传输到各个底层Mesh节点中．当路径传输大规模流量时本文以分流算法均衡路径负载,从而避免路径拥塞．SDN的引入为无线Mesh解决了路径故障问题,并且提升了路由效率．本文路由协议已使用M ininet-Wifi网络模拟工具仿真,仿真结果表明,在网络吞吐量、丢包率、延迟等网络性能方面SDWM R协议优于已有的路由协议如混合OpenFlow的优化链路状态路由协议(OF-OLSR)、三阶段路由协议(ThreeStage)等．