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        基于信譽(yù)的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)雙重Spray and Wait增強(qiáng)方案

        2012-10-26 09:09:42張希王曉飛張權(quán)唐朝京
        通信學(xué)報(bào) 2012年12期
        關(guān)鍵詞:副本信譽(yù)報(bào)文

        張希,王曉飛,張權(quán),唐朝京

        (國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 電子科學(xué)與工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410073)

        1 引言

        在各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,節(jié)點(diǎn)移動(dòng)特性、稀疏分布、無(wú)線設(shè)備射頻關(guān)閉或障礙物造成的信號(hào)衰減等因素都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的間歇性連通或長(zhǎng)時(shí)間延遲。這類環(huán)境中,網(wǎng)絡(luò)報(bào)文傳輸所需的端到端路徑難以得到保證。為了有效解決受限環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)連通性的難題,延遲容忍網(wǎng)絡(luò)(DTN, delay tolerant network)的研究[1,2]日益受到重視,并在軍事戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)、野生物種追蹤、深空通信等領(lǐng)域初步展現(xiàn)了其應(yīng)用價(jià)值。

        為了提高DTN的傳輸效率,Spyropoulos等人提出Spray and Wait(SW)多副本路由方案[3],緩解了資源消耗和傳輸延遲的矛盾。SW 路由方案包含Spray和Wait 2個(gè)階段。在S階段,每個(gè)報(bào)文都會(huì)生成相應(yīng)的副本,并分發(fā)至多個(gè)不同的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。在 W 階段,如果報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中始終沒(méi)有發(fā)現(xiàn)目的節(jié)點(diǎn),則多個(gè)持有報(bào)文副本的節(jié)點(diǎn)切換至直接發(fā)送狀態(tài),僅僅將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。雙重 Spray and Wait(BSW)是SW路由協(xié)議族中的一種運(yùn)行模式。該模式下,如果節(jié)點(diǎn)持有多份報(bào)文副本,即處于S階段,將每次轉(zhuǎn)發(fā)持有的副本數(shù)量的一半給其他轉(zhuǎn)發(fā)者。當(dāng)僅持有一份副本時(shí),即處于 W 階段,節(jié)點(diǎn)等待目的節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn),并通過(guò)直接傳輸方式完成轉(zhuǎn)發(fā)。該方案提供了一種有效的多副本路由方式,在間歇連接的環(huán)境中得到較為廣泛的應(yīng)用。

        這類多副本路由方案需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠共享其資源實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通,并承擔(dān)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的工作。很多研究表明,如果缺乏合適的激勵(lì)方案,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)因自身傳輸帶寬、存儲(chǔ)空間和能耗等因素的限制,難于克服自私的天性,分享有效資源[4,5]。伴隨著自私節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增多和自私行為的頻繁發(fā)生,網(wǎng)絡(luò)性能將受到嚴(yán)重影響,甚至妨礙整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。DTN本身所特有的網(wǎng)絡(luò)割裂和間歇中斷特性將使得這種危害進(jìn)一步加劇[6,7]。信譽(yù)為抑制自私行為的發(fā)生提供了一種有效的解決辦法。通過(guò)對(duì)用戶行為的收集分析,提供信譽(yù)評(píng)分,作為節(jié)點(diǎn)行為的參考依據(jù),判斷節(jié)點(diǎn)是否存在自私行為[8~10]。

        然而,現(xiàn)有的針對(duì)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)和P2P網(wǎng)絡(luò)的信譽(yù)方案并不適用于 DTN環(huán)境。首先,現(xiàn)有方案都假設(shè)在源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間存在一條端到端路徑。這種假設(shè)因?yàn)?DTN的網(wǎng)絡(luò)割裂和間歇鏈接的特性而不能成立。其次,現(xiàn)有方案大多基于單副本路由方式,而 DTN中為提高網(wǎng)絡(luò)性能和傳輸可靠性,一般采用多副本路由方式。這使得現(xiàn)有方案不能應(yīng)用于DTN環(huán)境。

        本文將信譽(yù)與BSW相結(jié)合,以解決DTN環(huán)境中自私節(jié)點(diǎn)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)性能下降甚至不可用的問(wèn)題。首先,引入傳輸證據(jù)的概念,設(shè)計(jì)了觀測(cè)協(xié)議以解決 DTN環(huán)境下對(duì)節(jié)點(diǎn)行為的觀測(cè)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)行為的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。其次,依據(jù)節(jié)點(diǎn)行為的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信譽(yù)評(píng)分,實(shí)現(xiàn)對(duì)自私節(jié)點(diǎn)的辨識(shí),改變?cè)蠦SW的路由選擇過(guò)程;為BSW路由過(guò)程建模,通過(guò)概率計(jì)算確定信譽(yù)門(mén)限,避免了對(duì)門(mén)限的主觀性、經(jīng)驗(yàn)型的選擇。最后,建立仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了該方案能夠減少自私行為對(duì) DTN性能的負(fù)面影響,提高網(wǎng)絡(luò)性能。

        2 提出的方案

        為實(shí)現(xiàn)信譽(yù)與BSW的融合,本方案設(shè)計(jì)了兩大模塊,即觀測(cè)處理模塊和信譽(yù)路由模塊。在觀測(cè)處理模塊中,設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)通信過(guò)程的觀測(cè)協(xié)議,協(xié)議提供了對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)行為監(jiān)測(cè)的方法,取代原有信譽(yù)方案對(duì)混雜監(jiān)聽(tīng)模式的依賴。該模塊負(fù)責(zé)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的收集,以用于后續(xù)的信譽(yù)處理。在信譽(yù)路由模塊中,通過(guò)處理節(jié)點(diǎn)交互統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以計(jì)算評(píng)分,從而判斷節(jié)點(diǎn)是否有自私行為發(fā)生,優(yōu)化原有的BSW路由選擇。信譽(yù)與路由的結(jié)合,使得節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)表征節(jié)點(diǎn)自私程度的評(píng)分判斷自私節(jié)點(diǎn),避免了自私節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的危害。在方案的詳細(xì)表述之前,首先對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行說(shuō)明。

        2.1 系統(tǒng)配置

        本方案設(shè)計(jì)中需要配置離線的私鑰生成器(OKG, offline key generator)負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)注冊(cè)階段的密鑰生成。系統(tǒng)應(yīng)用了雙線性對(duì)技術(shù),采用G1和G2分別表示q階的加法循環(huán)群和乘法循環(huán)群,用P表示加法循環(huán)群的生成元。雙線性對(duì):G1×G1→G2能夠滿足雙線性、非退化性和可計(jì)算性。OKG選擇一個(gè)作為私鑰,計(jì)算其公鑰 Ppub=sP,并選取一個(gè)散列函數(shù)H :{0,1}*→G1。OKG采用{G1,G2,, P, Ppub,H}作為系統(tǒng)參數(shù),在注冊(cè)過(guò)程中配置到DTN節(jié)點(diǎn)中。同時(shí),OKG驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)身份信息,并根據(jù)其身份信息計(jì)算節(jié)點(diǎn)私鑰sk=sH( I D),并以 pk = H( I D)作為節(jié)點(diǎn)公鑰。

        當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)i需要轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)報(bào)文B的時(shí)候,節(jié)點(diǎn)需要配置附屬消息Ai,由以下部分組成:BI包含報(bào)文基礎(chǔ)信息,其中有源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)的身份信息,報(bào)文會(huì)話號(hào)等;FI,表示報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)信息,其中,包括報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)、接收節(jié)點(diǎn)以及下一跳的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的身份信息。TS和Sig分別表示時(shí)間戳和對(duì)報(bào)文的簽名。

        2.2 觀測(cè)處理模塊

        觀測(cè)處理模塊的設(shè)計(jì)主要解決 DTN環(huán)境下對(duì)節(jié)點(diǎn)行為觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題。節(jié)點(diǎn)行為的觀測(cè)方式是基礎(chǔ)信譽(yù)數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵,也是信譽(yù)在 DTN環(huán)境下應(yīng)用的瓶頸。頻繁的網(wǎng)絡(luò)割裂和機(jī)會(huì)鏈路的特性導(dǎo)致經(jīng)典的觀測(cè)方式——混雜監(jiān)聽(tīng)模式和源路由模式難于應(yīng)用?;祀s監(jiān)聽(tīng)模式下,節(jié)點(diǎn)緩存發(fā)送給鄰居節(jié)點(diǎn)的報(bào)文,截獲并比對(duì)所有通過(guò)的報(bào)文與原始報(bào)文的差異,以未發(fā)生偽造和篡改來(lái)確定鄰居節(jié)點(diǎn)的正常轉(zhuǎn)發(fā)行為。然而,網(wǎng)絡(luò)的間歇鏈接特性難以保證對(duì)無(wú)線鏈路的持續(xù)觀測(cè)??偸谴嬖谝粭l端到端路徑的假設(shè)同樣不適用于DTN,因而導(dǎo)致源路由相關(guān)方案的應(yīng)用困難。

        本方案引入轉(zhuǎn)發(fā)證據(jù)的概念,設(shè)計(jì)了對(duì)節(jié)點(diǎn)行為的觀測(cè)協(xié)議,將轉(zhuǎn)發(fā)證據(jù)的生成與傳播融入觀測(cè)協(xié)議中,且轉(zhuǎn)發(fā)證據(jù)的傳輸可以通過(guò)報(bào)文進(jìn)行捎帶,減少了網(wǎng)絡(luò)資源的消耗。

        以m→n→p 的報(bào)文傳輸過(guò)程為例描述觀測(cè)協(xié)議。節(jié)點(diǎn) m確定下一個(gè)節(jié)點(diǎn)之后,隨機(jī)選擇r∈,計(jì)算σ1= skm+rH( B||BI||FI||TS )和σ2=rP ,得到對(duì)報(bào)文簽名 Sig=()。這里選擇Sakai-Ohgishi-Kasahara方案實(shí)現(xiàn)協(xié)議支持的簽名[11]。

        1) m→n:B, Aim,其中,Aim=(BI||FI||TS||Sig);

        當(dāng)節(jié)點(diǎn)n接收?qǐng)?bào)文和附屬信息后,將執(zhí)行以下步驟驗(yàn)證。

        ①驗(yàn)證報(bào)文基本信息的正確性,包括時(shí)間戳和TTL信息;

        ②驗(yàn)證Aim時(shí)間戳正確性;

        ③通過(guò)檢查下式以便于確定簽名的正確性。

        2) n→m:Fen, 其中,F(xiàn)en=(B I||S etid||TS||Sig);

        n→p:B, Ain, 其中,Ain=(B I||F I|| T S||S ig);

        驗(yàn)證通過(guò)之后,節(jié)點(diǎn)n發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)證據(jù)Fe給節(jié)點(diǎn)m作為其成功轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的響應(yīng)。Setid包括3個(gè)部分的身份信息,即報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)、接收節(jié)點(diǎn)以及需要提供傳輸證據(jù)的節(jié)點(diǎn)。

        節(jié)點(diǎn)n選擇下一跳節(jié)點(diǎn),重新計(jì)算附屬信息,繼續(xù)分發(fā)過(guò)程。

        3) p→n:Fep, 其中,F(xiàn)ep=(BI||S etid||T S||;Sig)

        節(jié)點(diǎn)p執(zhí)行同樣驗(yàn)證過(guò)程。驗(yàn)證通過(guò)后,發(fā)送傳輸證據(jù)Fe給節(jié)點(diǎn)n,其中,Setid包含了節(jié)點(diǎn)m,n和p的身份信息。

        4) n→m:Fep, 其中,F(xiàn)ep=(BI||S etid||T S||Sig);

        節(jié)點(diǎn)m確認(rèn)Fe簽名的正確性之后,確認(rèn)節(jié)點(diǎn)n的轉(zhuǎn)發(fā)行為。該模塊將激活報(bào)文確認(rèn)計(jì)數(shù)器,對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

        針對(duì)BSW路由的兩個(gè)階段,模塊配置兩組統(tǒng)計(jì)量 (tsf,csf)和(tdt,cdt)分別對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在節(jié)點(diǎn)i成功完成報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)之后,如果接收節(jié)點(diǎn)j獲得的報(bào)文副本數(shù)量大于1,則節(jié)點(diǎn)i對(duì)節(jié)點(diǎn)j配置的計(jì)數(shù)器tsf將增加,否則計(jì)數(shù)器 tdt增加。在節(jié)點(diǎn) i驗(yàn)證 Fe成功后,如果節(jié)點(diǎn)j執(zhí)行了擴(kuò)散傳輸,則記錄S階段的確認(rèn)報(bào)文數(shù)量的計(jì)數(shù)器 csf將增加1;如果其執(zhí)行直接傳輸,則計(jì)數(shù)器 cdt增加。

        按照觀測(cè)協(xié)議設(shè)計(jì),報(bào)文和傳輸證據(jù) Fe的成功傳輸都會(huì)激活該模塊對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。該模塊的狀態(tài)機(jī)模型以及觀測(cè)協(xié)議的處理如圖1所示。節(jié)點(diǎn)處于空閑狀態(tài),將根據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及傳輸證據(jù)接收等行為而進(jìn)入相關(guān)處理狀態(tài);處理完畢將恢復(fù)空閑狀態(tài)。

        2.3 信譽(yù)路由模塊

        信譽(yù)路由模塊的設(shè)計(jì)主要解決信譽(yù)與BSW結(jié)合的問(wèn)題。信譽(yù)提供了一種建立節(jié)點(diǎn)之間信任關(guān)系的有效方式,一種對(duì)節(jié)點(diǎn)合作性(或自私性)的度量方式。信譽(yù)的引入使得節(jié)點(diǎn)能夠有效分辨自私節(jié)點(diǎn)并給予懲罰,甚至將其排除網(wǎng)絡(luò)。信譽(yù)與路由的結(jié)合旨在提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)自私行為的鑒別度和適應(yīng)度,從而提高網(wǎng)絡(luò)性能。

        很多信譽(yù)方案的研究工作都集中在對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式的探索,以期帶來(lái)的對(duì)節(jié)點(diǎn)自私行為更為精確、快速的評(píng)分,然而,卻采用經(jīng)驗(yàn)型的信譽(yù)門(mén)限進(jìn)行判斷[10,12]。DTN信譽(yù)的應(yīng)用環(huán)境與 P2P文件共享網(wǎng)絡(luò)存在較大差異。后者的場(chǎng)景中存在大量的報(bào)文交互。而 DTN一般配置在一個(gè)很大區(qū)域之中,2個(gè)特定節(jié)點(diǎn)的交互次數(shù)相對(duì)較小。因此,本方案的信譽(yù)設(shè)計(jì)應(yīng)用判別準(zhǔn)則取代復(fù)雜的計(jì)算公式,可以表示為

        節(jié)點(diǎn)執(zhí)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)之前,都會(huì)按照判別準(zhǔn)則對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判定。如果節(jié)點(diǎn)i對(duì)節(jié)點(diǎn)j的兩組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都超過(guò)了設(shè)定門(mén)限值,那么認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)是誠(chéng)實(shí)理性的,將按照源BSW方案執(zhí)行路由;如果兩組數(shù)據(jù)中有一組低于設(shè)定門(mén)限,則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)j在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程有不良行為發(fā)生。如果節(jié)點(diǎn)j被判定為自私節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)i將其加入黑名單,并拒絕節(jié)點(diǎn)j的所有轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求。同時(shí),生成針對(duì)節(jié)點(diǎn)j的控告消息,在報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程中進(jìn)行捎帶,以提醒其他節(jié)點(diǎn)。如果針對(duì)節(jié)點(diǎn)j的控告節(jié)點(diǎn)數(shù)目超過(guò)一個(gè)特定門(mén)限值,則該節(jié)點(diǎn)將直接被加入黑名單。因此,在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中有不良表現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)將最終被排除出網(wǎng)絡(luò)。

        門(mén)限設(shè)定與路由兩個(gè)階段的情況直接相關(guān)。S階段要求節(jié)點(diǎn)將多余的報(bào)文副本盡快散發(fā)。節(jié)點(diǎn)可以輕易將報(bào)文副本分發(fā)完畢。csf/tsf近似于Fe的傳輸概率,可以表示為

        其設(shè)定為確認(rèn)自私行為的一種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。α和PM分別表示容忍參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)允許范圍內(nèi)的自私行為比率的上限。保證 α≥1-PM,以避免允許范圍之外的自私節(jié)點(diǎn)逃避檢測(cè)。

        在 W 階段,要求節(jié)點(diǎn)通過(guò)直接傳輸?shù)姆绞綄⑽ㄒ坏膱?bào)文副本轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。因此,確認(rèn)報(bào)文的傳輸概率可以表示為

        其中,dtP表示報(bào)文從轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的直接傳輸概率。當(dāng)節(jié)點(diǎn)配置傳輸范圍為K的無(wú)線設(shè)備時(shí),假設(shè)無(wú)線設(shè)備具有較高的傳輸速率且忽略信道干擾,則報(bào)文的直接傳輸問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在分布在一定區(qū)域內(nèi)的2個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到直線距離小于K的范圍內(nèi)的問(wèn)題。那么,該問(wèn)題進(jìn)一步映射為2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間距離小于K的模型。因此,直接傳輸?shù)母怕蕟?wèn)題最終被轉(zhuǎn)化為在一個(gè)廣大區(qū)域2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離小于K的問(wèn)題。參考Bettstetter等在隨機(jī)路點(diǎn)移動(dòng)模型(RWP, random waypoint)方面的研究[13],得到了RWP模型的空間分布函數(shù),且該分布與速度無(wú)關(guān),該函數(shù)可以表示為

        以近似節(jié)點(diǎn)在a×a的正方形范圍之內(nèi)的分布。其中,–a/2≤x≤a/2且–a/2≤y≤a/2。這個(gè)表達(dá)式非常接近真實(shí)仿真里的分布。根據(jù)前述的建模,在同樣的移動(dòng)模型下,直接傳輸?shù)母怕士梢越Y(jié)合仿真場(chǎng)景得到

        根據(jù)仿真場(chǎng)景的參數(shù)得到積分結(jié)果,則門(mén)限可以表述為

        3 性能仿真

        為了驗(yàn)證增強(qiáng)方案的有效性,基于 ONE仿真平臺(tái)[14],建立4000m×4000m的正方形仿真區(qū)域。按照RWP移動(dòng)模型,配置250個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn),并設(shè)定其速度為10~50km/h,通信范圍為200m。按照一定比例選擇節(jié)點(diǎn)執(zhí)行自私行為,隨機(jī)丟棄轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。在此環(huán)境下,與原始BSW方案進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),驗(yàn)證提出的方案對(duì)節(jié)點(diǎn)自私行為的有效性。

        圖1 觀測(cè)處理模塊的狀態(tài)機(jī)模型

        通過(guò)配置報(bào)文副本數(shù)目為4和16,仿真結(jié)果顯示了伴隨自私節(jié)點(diǎn)比率增加,分別應(yīng)用兩種方案的網(wǎng)絡(luò)性能變化。如圖2(a)所示,當(dāng)自私節(jié)點(diǎn)的比率由0%上升為30%時(shí),原始方案的傳輸率由0.86下降為0.59,傳輸效率降低接近27%。由此可知,自私行為嚴(yán)重影響了 DTN網(wǎng)絡(luò)的性能。兩條虛線之間的差異同樣值得關(guān)注。低副本數(shù)目BSW方案因?yàn)檩^低的網(wǎng)絡(luò)消耗而在自私節(jié)點(diǎn)比率較低時(shí),相對(duì)于高副本數(shù)目配置有一定優(yōu)勢(shì)。然而,伴隨自私節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加,高副本數(shù)目的BSW方案因自私行為對(duì)報(bào)文的丟棄反而有著更優(yōu)的傳輸效率。增強(qiáng)方案的下降趨于緩慢,兩種方案之間的差距隨著自私節(jié)點(diǎn)比率的增加而不斷擴(kuò)大。在惡意節(jié)點(diǎn)的比率達(dá)到30%的時(shí)候,增強(qiáng)方案的傳輸效率仍然接近75%。不同于BSW方案,高副本數(shù)目的配置對(duì)于有自私行為檢測(cè)的增強(qiáng)方案而言,其網(wǎng)絡(luò)消耗一直都是一種浪費(fèi)和負(fù)擔(dān),因此其性能始終較低。

        自私節(jié)點(diǎn)比率的增加使得網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)文丟棄行為更加頻繁,從而影響到網(wǎng)絡(luò)中存在的副本數(shù)目。而增強(qiáng)方案因?yàn)閷?duì)自私節(jié)點(diǎn)的辨識(shí),一定程度上抑制了對(duì)報(bào)文的丟棄,反而使得網(wǎng)絡(luò)中副本數(shù)目較多,因而其消耗比率一直比同樣副本數(shù)目配置的原始方案高,如圖 2(b)所示。對(duì)于 DTN網(wǎng)絡(luò)的平均延遲和平均緩存時(shí)間而言,因?yàn)樽运焦?jié)點(diǎn)對(duì)報(bào)文的丟棄,使得網(wǎng)絡(luò)實(shí)際報(bào)文副本數(shù)目較少,因而增大了網(wǎng)絡(luò)成功傳輸?shù)臅r(shí)間以及報(bào)文的緩存時(shí)間,使得其相對(duì)于增強(qiáng)方案有著更高的延遲和緩存時(shí)間。然而,高副本配置的方案允許更多的網(wǎng)絡(luò)副本能夠盡快散播,大大降低了網(wǎng)絡(luò)整體的報(bào)文傳輸時(shí)間和緩存時(shí)間,因此,高副本配置的方案在平均延遲和緩存時(shí)間上有著更多優(yōu)勢(shì),如圖2(c)和2(d)所示。

        圖2 伴隨自私節(jié)點(diǎn)比率增加,網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)性能指標(biāo)變化情況

        綜上所述,與原有的BSW方案相比,本文提出的增強(qiáng)方案能夠有效的區(qū)分和隔離自私節(jié)點(diǎn),并且可以更好地容忍節(jié)點(diǎn)的自私行為,實(shí)現(xiàn)更佳的網(wǎng)絡(luò)性能。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        信譽(yù)與BSW方案的結(jié)合使得增強(qiáng)方案能夠在自私節(jié)點(diǎn)存在的環(huán)境中有效的提高 DTN的性能,并且可以有效的激勵(lì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行正常的網(wǎng)絡(luò)行為,培養(yǎng)節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系。節(jié)點(diǎn)的自私行為會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的排斥,在一定程度上抑制了自私行為的發(fā)生。延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的自私行為模型和信譽(yù)應(yīng)用是下一步研究的重點(diǎn)。信譽(yù)在DTN中的應(yīng)用仍然是該領(lǐng)域一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題,值得更多研究者的關(guān)注。

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