[发明专利]一种基于信誉机制的延迟容忍网络数据传输方法

摘要

本发明是一种基于信誉机制的延迟容忍网络数据传输方法，为了更好地激励节点对邻居节点转发来的信息进行路由，提高数据传输的成功率，本发明提出在延迟容忍网络中设置一个移动的全局信誉管理中心，所有节点对于转发节点的信誉评价值将由全局信誉管理中心统一管理，并通过广播的形式实时更新给网络中的所有节点。网络中的所有节点通过对于邻居节点的转发行为进行信誉评价，可以实时监控自私节点的行为；同时由于信誉值越高的节点越容易获得邻居节点的转发帮助，可以激励节点主动为邻居节点进行数据包的转发，提高网络中数据传输的成功率。

主权项

1.一种基于信誉机制的延迟容忍网络数据传输方法，其特征在于借助于节点对邻居节点的局部信誉评价以及全局信誉管理中心对节点全局信誉的管理，有效避免了自私节点的自私行为，提高延迟容忍网络中的数据传输成功率，该方法主要包括三个部分：一.定义数据包转发协议；二.建立本地信誉评价标准；三.统筹全局信誉，做出去噪评判；该方法具体如下：一：定义数据包转发协议对网络中节点的行为进行观测是评判一个节点转发信誉值的重要依据，本协议在节点成功转发数据包后，将节点的ID号自动加入数据包的基本信息中：步骤1)节点i在移动的过程中，探测到节点j进入其通信范围，于是节点i向节点j发送数据包DP的转发请求，表示为： i→j: RQ_i, RQ_i = {I_i || DPI}；DPI = {K|| RID||FID||DID ||TS}其中，RQ_i 表示第i次转发请求，I_i 表示请求节点i的ID号；DPI表示数据包的基本信息，其中K为全局统一会话号，RID为数据包源节点ID号，FID为数据包中间转发节点的ID号集合，DID为数据包目的节点的ID号，TS为请求消息的时间戳；步骤2) 节点j 在接收到该请求之后，首先验证请求消息的时间戳，若该消息未超时，则检查本地信誉管理中心关于节点i的全局信誉值RV_i；情形一：节点i的信誉值RV_i低于节点j预设的信誉门限，节点j拒绝节点i的转发请求，并通知节点i以避免节点i 的持续等待，交互结束，可表示为： j →i: DENY_j, DENY_j = {I_i || DPI||DR}其中，DENY_j表示节点j发送给节点i的拒绝转发消息；DR表示拒绝转发请求的原因；节点i在接收到该响应后，分析自己被拒绝转发帮助的原因，同时对于节点j做出信誉评价，并将该信誉值保存到节点i的本地信誉保管中心，不再执行步骤一中的步骤3）和步骤4）；情形二：节点i的信誉值不低于节点j预设的信誉门限，节点j回应节点i的转发请求，表示为：j → i: FR_j , FR_j = {RPI|| I_j || DPI} 其中，FR_j表示节点j发送给节点i的转发请求响应，RPI表示响应数据包的基本信息；步骤3）节点i在接收到该响应后，对消息的时间戳TS进行验证，通过后则节点i确定节点j为其下一跳转发节点，将数据包DP发送给该节点，表示为：i → j:{DP, DPI}；    步骤4）节点j成功接收数据包DP后，回复确认信息CR给节点i；此时，节点i的ID号将自动添加到数据包DPI的FID中，表明节点i成功转发了数据包DP；节点i收到确认信息后对节点j进行信誉评价，并在本地信誉管理中心中进行更新；若节点j即为数据包DP的目标节点，则节点j在收到该数据包并进行处理后，保存该数据包的基本信息DPI，当全局信息管理中心进入其通信范围时进行提交；二：建立本地信誉评价标准在延迟容忍网络中，由于网络无法维护节点之间的稳定联通，故而使节点之间的实时交互产生困难，节点对邻居节点的局部信誉评价值，主要取决于节点发出转发请求时邻居节点的响应行为，所有节点的信誉评价值采用积分制，节点i对邻居节点j的局部信誉评价值的计算标准分为以下四种情况：a.邻居节点j在接收到本地节点i的转发请求时不予回复或拒绝，则节点i将节点j的信誉评价值记为“-1”；b. 邻居节点j接收到本地节点i的请求后，检查节点i的全局信誉值，如果其全局信誉值低于其预设信誉值，拒绝转发请求，则节点i将节点j的信誉评价值记为“0”；c.邻居节点j接收到本地节点i的请求后，如果在节点i全局信誉值不低于其预设信誉值的情况下，拒绝转发请求，则节点i将节点j的信誉评价值记为“-1”；d.邻居节点j接收到本地节点i的请求后，接收节点i转发的数据包，并返回确认信号，则节点i将节点j的信誉评价值记为“0”；节点的局部信誉评价值仅作为全局信誉评价管理中心的评价参考；当本地信誉管理中心收到全局信誉管理中心广播的全局信誉值时，本地信誉管理中心将对节点的全局信誉值实时更新，过时的信誉值将被覆盖；三：统筹全局信誉，做出去噪评判为了提高网络中节点全局信誉值的可靠性，将全局信誉管理中心引入到延迟容忍网络中，该全局信誉管理中心由一个移动的节点承担，该节点可以为一个拥有无限大能量的移动基站或是车载系统，因而可以假设其广播范围遍布延迟容忍网络所遍及的社区中；全局信誉管理中心在初始化时被放置到延迟容忍网络中，它是实时移动的；当全局信誉管理中心进入普通节点的通信范围，将会对该节点的本地信誉管理中心进行访问，具体步骤如下：    步骤1）全局信誉管理中心向普通节点i广播信号，节点i获取该信号后根据信号的强弱来判断全局信誉管理中心是否进入其通信范围；    步骤2）若全局信誉管理中心进入节点i的通信范围，则向全局信誉管理中心发送确认信息CF_i；    步骤3）全局信誉管理中心接收到节点i的确认信号后，将获取节点i本地信誉管理中心已收到数据包的DPI；步骤4）全局信誉管理中心对DPI进行解析，获取参与该数据包转发的中间节点k的ID号，同时将这些节点的全局信誉值加1；步骤5）全局信誉管理中心查询节点i的全局信誉评价值，如果节点i的全局信誉评价值低于其预设门限，则通知节点i删除其对邻居节点的局部信誉评价；步骤6）如果节点i的全局信誉评价值不低于其预设门限，则全局信誉管理中心获取节点i对邻居节点的局部信誉评价值；假设节点i对节点k做出的局部信誉评价值为，则节点k的最新全局信誉值为：=+；步骤7）全局信誉管理中心将最新的信誉值广播发送给网络中所有的节点。