[发明专利]一种基于时间预测和定向确认的容迟网络缓存清理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种延迟容忍网络中的缓存清理方法，更特别地说，是指一种基于时间预测和定向确认的容迟网络缓存清理方法。

背景技术

容迟网络(DTN)的架构来源于对星际英特网的研究，即在高延迟环境下的深空通信技术；2002年在ICIR会议上由K.Fall等科学家正式提出，IRTF将其定义为“延迟和中断容忍的互操作网络”。DTN支持各种区域网络的互操作性，能够容忍区域网络内和网络间的长延迟，在各种区域网络的通信特性之间进行转换。

在容迟网络中，由于节点的缓存空间有限，如何高效地利用有限的缓存空间实现更多的数据传输便成为容迟网络研究中的一个关键问题。作为容迟网络传输控制技术的核心，容迟网络的路由策略通常分为复制和转发两大类，其中基于复制策略的路由协议，如Epidemic Routing协议、Spray and Wait/Focus协议等。复制策略利用数据包的多副本传输，实现了低延迟的数据通信，但也产生了其最重要的缺陷，即网络中的数据包冗余。如何有效地清理掉中继节点(除目的节点外，数据包传输路径上的节点，也称为副本承载节点)携带的冗余数据包，是容迟网络缓存管理策略的重要研究内容。

由于容迟网络连接易断、连接时间短，传统网络模型的确认机制不能很好地实现容迟网络的缓存清理。为此，本发明主要解决在减小传输开销的前提下实现确认信息的快速传输，同时提高传输的有效性，避免无效传输对节点缓存及网络带宽的浪费。

发明内容

为增加容迟网络节点中的可用缓存空间，提升缓存利用率，本发明将主动缓存清理和被动缓存清理相结合，解决了数据包冗余副本的清理问题，并依据节点移动和节点相遇的历史数据对确认信息的转发进行调控，提高传输的有效性，减小控制信息传输增加的网络传输开销，实现冗余数据包的快速清理。其中，主动缓存清理策略应用TTL退化机制来定时删除缓存中已失效的数据包；被动缓存清理策略应用节点接收到的数据包待清理确认信息将缓存中的冗余数据包的副本删除。本发明中，所有节点一方面执行主动清理策略，另一方面通过与邻居节点的信息交换，基于时间预测和定向确认机制，将待清理的数据包的确认信息传输到携带该数据包的其他节点，实现被动清理。

本发明是一种基于时间预测和定向确认的容迟网络缓存清理方法，在容迟网络缓存清理中包括有主动缓存清理与被动缓存清理；

主动缓存清理是在一个时间周期T_TTL内，采用TTL退化机制对节点携带的数据包P_ID中的数据包有效期TTL进行更新，从而得到更新后的数据包有效期TTL_new；若TTL_new≤0，则删除该数据包P_ID，从而完成节点内对存储的数据包P_ID的主动清理；若TTL_new＞0，则该数据包P_ID继续缓存在节点中；

在被动缓存清理中节点间是指在容迟网络中能够进行相互通讯的节点，则第一节点A与第十一节点B相遇时的被动清理策略执行下列步骤：

步骤一：节点间数据摘要交换

第一节点A将缓存的数据包P_A中的数据包源节点信息YA、数据包目的节点信息MA、数据包发送时刻信息T，即第一数据摘要P_A(YA，MA，T)发送给第十一节点B，则第十一节点B根据接收到的第一数据摘要P_A(YA，MA，T)与第十一数据摘要P_B(YA，MA，T)进行互融比较找出P_B(YA，MA，T)中不存在且P_A(YA，MA，T)中存在的摘要，从而产生第十一节点B向第一节点A请求的数据摘要QP_B(YA，MA，T)，即第十一请求数据摘要QP_B(YA，MA，T)；