[发明专利]基于消息下一跳动态规划的机会网络路由机制实现方法

说明书

本发明公开了一种基于消息下一跳动态规划的机会网络路由机制实现方法。为提高信息转发的有效性，降低网络开销，提出消息成熟度和节点负载度概念。当两节点相遇，综合待转发消息的成熟度和相遇节点的负载度确定是否转发消息，有效控制网络开销。同时，提出下一跳动态规划算法(NH‑OPA)，该算法针对成熟度过高的消息优化规划下一跳，提高消息转发效率。本发明能够有效增加信息的投递成功率，降低网络开销以及信息跳数，提高网络性能和信息安全性。

技术领域

本发明涉及无线网络通信领域，特别涉及一种基于消息下一跳动态规划的机会网络路由机制实现方法。

背景技术

传统无线自组织网络的源端和目的端至少存在1条完整的通信链路，以手机、PAD、PC等为代表的短距离无线通信智能设备构成的自组织网络，由于受节点移动性、信号阻碍、恶劣环境、能量受限等因素的影响，源端和目的端很难时刻维持一条完整的通信路径。为克服上述无线网络的缺陷，机会网络应运而生。

机会网络数据传输的主要工作方式为“存储-携带-转发”，如何选择转发时机和转发中继节点是机会网络路由算法主要解决的问题。节点携带信息的交互方式大致可以分为极端交互和信息认证交互，见图1。

基于极端交互提出的机会网络路由算法历史较为久远，包括Epidemic、FirstContact、Spray and Wait和Direct Delivery算法。根据节点之间信息的交互方式，极端交互可以分为两种：一种极端交互方式为仅在相遇节点为目的节点时才将数据分组转发相遇节点，最具有代表性的协议为Direct Delivery算法和Spray and Wait算法的Wait阶段，源节点所携带的信息只发送给目的节点，对于链路中的其他相遇节点将不会建立链路转发消息，由此带来较高的传输延迟；另一种极端交互方式却截然相反，每当网络中的节点和其他节点相遇时，不论相遇节点是否为目的节点，该节点所携带的消息都会得到转发，具有代表性的算法为Epidemic和First Contact算法。在Epidemic算法中，每个节点都维护一个缓冲区，缓冲区中存放本节点或者源于其他节点需要本节点来转发的数据，当两个节点相遇时，缓冲区的数据便会得到复制，并转发给相遇节点，最大可能地使消息得到了转发，提高了传输成功率，但由于主要优点在多次复制消息，使网络中存在大量副本报文，在一定程度上增加了网络的开销率。而在First Contact算法中，源节点的数据分组将会转发给相遇的第一个节点，基于转发策略，虽然节点的数据分组不会被复制，网络开销率较低，但数据在两个节点之间转发时缺乏必要的信息辅助，由此带来较低的传输成功率。

发明内容

为了解决目前机会网络路由算法传输延迟过高、网络开销大或者传输成功率低的技术问题，本发明提供一种能够有效增加信息的投递成功率，降低网络开销以及信息跳数，提高网络性能和信息安全性的基于消息下一跳动态规划的机会网络路由机制实现方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，

一种基于消息下一跳动态规划的机会网络路由机制实现方法，包括以下步骤：

步骤一，为每个路由路径上的节点建立一个用于存储该节点的历史信息的信息表，历史信息包括该节点和其他节点的历史相遇信息以及历史相遇次数；

步骤二，每个节点维护一张路由规划表，用来存储动态规划机制计算得出的消息的下一跳转发节点信息；

步骤三，当某节点A与B相遇时，建立两个节点间的信道，查询节点A的规划表中是否存在节点B的信息，如果存在，节点A将需要转发的对应消息转发给节点B，然后断开信道并返回步骤三循环执行，否则进入步骤四。其中路由规划表中记录了消息和动态规划取得的节点ID队列，他们以“消息—节点ID”的键值对形式存放，当需要某个键或某个值时，可以实现快速查找的功能。此处的对应消息是指如果在节点A的规划表中存在节点B的消息，就在A的路由规划表中根据相遇节点ID去反向查找动态规划分配给此节点的消息。