龐志成

(西安交通大學(xué)城市學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息管理系，西安 710018)

0 引言

自組織網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)在大部分網(wǎng)絡(luò)不一樣，由于現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)是一種基于客戶端－服務(wù)器模式下的網(wǎng)絡(luò)，通過客戶端發(fā)送請(qǐng)求，利用服務(wù)端接收反饋需求，其中各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中具有特定角色，而自組織網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備是對(duì)等的。在信息交互時(shí)，自組織網(wǎng)絡(luò)既可以作為客戶端，也可做服務(wù)端。無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的多跳跳值表示信息傳遞次數(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成的，通過無線通信方式形成一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。可靠有效遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制是諸如城市交通信息采集、出行時(shí)間查詢等多種傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵［1］。傳統(tǒng)系統(tǒng)中的這種數(shù)據(jù)可通過無線網(wǎng)絡(luò)之間的多跳無線通信來實(shí)現(xiàn)，雖然該系統(tǒng)操作起來較為簡(jiǎn)單，但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到無線通信鏈路間斷影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲或丟包現(xiàn)象發(fā)生，從而嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)分發(fā)質(zhì)量。為了改善傳統(tǒng)系統(tǒng)存在分發(fā)效果差的問題，提出了遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠有效分發(fā)。

1 數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)研究

遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)是以分鐘級(jí)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)方式來保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用的是消息隊(duì)列機(jī)制，這種異步傳輸方式可通過重新傳輸、連續(xù)傳輸?shù)确绞?，使?shù)據(jù)傳送過程具有魯棒性。系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)方法，使功能模塊能夠更好應(yīng)對(duì)系統(tǒng)以外故障，進(jìn)而增加系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性［2］。

針對(duì)遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提出了一個(gè)四層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框架，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框架

由圖1可知:該系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)層、處理層、傳輸層和應(yīng)用層組成的。其中數(shù)據(jù)層可存儲(chǔ)底層信息，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的日常工作;處理層可完成底層數(shù)據(jù)與傳輸層數(shù)據(jù)之間的交換，采用java語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)處理層進(jìn)行開發(fā)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接抽取數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行集成、清洗等操作，將全部數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)格式文件進(jìn)行發(fā)布處理，系統(tǒng)實(shí)時(shí)工作特性是由這層定時(shí)任務(wù)工作機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的;傳輸層可控制傳輸策略，管理傳輸過程;應(yīng)用層可完成相應(yīng)人機(jī)交互功能，開發(fā)數(shù)據(jù)客戶端腳本，利用該腳本依據(jù)既定協(xié)議完成數(shù)據(jù)的傳輸［3］。

1.1 硬件結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)架構(gòu)主要是由數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)客戶端組成的。其中數(shù)據(jù)管理平臺(tái)可分為數(shù)據(jù)分發(fā)共享平臺(tái)網(wǎng)站、云存儲(chǔ)、種子資源服務(wù)器和跟蹤服務(wù)器等組件［4］。具體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 2所示。

圖2 數(shù)據(jù)分發(fā)控制硬件結(jié)構(gòu)

由圖2可知:數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)主要負(fù)責(zé)管理用戶數(shù)據(jù)信息和處理數(shù)據(jù)資源，以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來提供數(shù)據(jù)資源信息查詢和種子文件下載;種子資源服務(wù)器主要負(fù)責(zé)解析自動(dòng)做種，為遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)資源;跟蹤服務(wù)器可跟蹤系統(tǒng)中所有參與的節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)狀態(tài)，以便節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間能相互發(fā)現(xiàn)，并隨時(shí)交換文件［5］。

1.1.1 數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)

根據(jù)實(shí)際需要對(duì)源文件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)變成新的文件存儲(chǔ)到另一個(gè)指定位置當(dāng)中。該平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的拷貝、復(fù)制、分流和過濾等功能。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)設(shè)計(jì)

由圖3可知:數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)是由后臺(tái)任務(wù)流程調(diào)度管理實(shí)現(xiàn)的，創(chuàng)建全局資源數(shù)據(jù)庫(kù)，在用戶創(chuàng)建一個(gè)流程后會(huì)有數(shù)據(jù)庫(kù)與目標(biāo)文件，而每個(gè)目標(biāo)文件會(huì)有不同字段個(gè)數(shù)與類型，全局資源類型創(chuàng)建為了方便建立了流程圖服務(wù)機(jī)制［6］。

1.1.2 種子資源服務(wù)器

種子 (BT)是一種非常流行的下載方式，與以往HTTP和FTP下載不同，經(jīng)過BT下載的文件，使用戶和用戶之間的傳輸速度更快、更方便，大大節(jié)省了服務(wù)器資源，適用于大文件，如電影、音樂傳輸?shù)?。一般在BT種子資源服務(wù)器中找到的是一個(gè)記錄文件的信息［7］。

為了保障系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)備的安全，需單獨(dú)組網(wǎng)，與遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)隔離，通過防火墻等設(shè)備與遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分發(fā)。

1.1.3 跟蹤服務(wù)器

采用FusionServer 2288H V5型號(hào)跟蹤服務(wù)器，可廣泛適用于網(wǎng)絡(luò)虛擬化、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)等負(fù)載。2288H V5型號(hào)服務(wù)器可配置2路英特爾擴(kuò)展處理器、24條DDR4內(nèi)存擴(kuò)展插槽、31*2.5本地存儲(chǔ)資源以及4/8/12/24/28個(gè)NVMe SSD硬盤，為管理軟件降低運(yùn)營(yíng)成本、提升投資回報(bào)。針對(duì)跟蹤服務(wù)器具體跟蹤內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖4所示。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理員想要了解網(wǎng)絡(luò)通行情況時(shí)，利用跟蹤服務(wù)器的追蹤功能，通過查詢目標(biāo)地之間所經(jīng)常的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可計(jì)算通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間，根據(jù)該時(shí)間有效控制數(shù)據(jù)分發(fā)情況［8］。

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

硬件結(jié)構(gòu)中的跟蹤服務(wù)器是系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)分發(fā)的主要元件，針對(duì)該元件進(jìn)行軟件部分的設(shè)計(jì)。

1.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程

采用java語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)抽取數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和清洗等預(yù)處理操作，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為xml格式進(jìn)行發(fā)布［9］。整個(gè)軟件部分的工作特性是由定時(shí)任務(wù)工作機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的，具體設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

圖4 具體內(nèi)容跟蹤

圖5 軟件設(shè)計(jì)流程

遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁有者先啟動(dòng)任務(wù)，登錄上述硬件結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)，添加數(shù)據(jù)描述信息，并上傳分發(fā)數(shù)據(jù);利用云存儲(chǔ)保存原始數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)種子文件，發(fā)送做種命令到種子服務(wù)器;當(dāng)種子資源服務(wù)器完成初始化做種行為后，為數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)提供可下載數(shù)據(jù)資源。

1.2.2 基于連通度的數(shù)據(jù)分發(fā)控制

根據(jù)無線自組織網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)建立各個(gè)節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度變化模型。當(dāng)時(shí)間為t1時(shí)，節(jié)點(diǎn)以周期z相鄰節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度變化來預(yù)測(cè)［t1，t1+z］時(shí)間段內(nèi)節(jié)點(diǎn)密度，以此獲取連通度實(shí)時(shí)變化。根據(jù)節(jié)點(diǎn)密度預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)連通度結(jié)果。估計(jì)數(shù)據(jù)沿著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸產(chǎn)生的延遲，依據(jù)當(dāng)前路口到達(dá)目的地時(shí)，途徑各個(gè)路段的傳輸延遲，計(jì)算數(shù)據(jù)分發(fā)最短路徑，達(dá)到有效控制的目的。其中V為距離真實(shí)傳輸目的地最近的節(jié)點(diǎn)，具體計(jì)算過程如下所示:

1)無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)使用者應(yīng)先注冊(cè)用戶名，登錄數(shù)據(jù)管理平臺(tái)系統(tǒng)。根據(jù)用戶搜索的關(guān)鍵字、數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)信息，下載相應(yīng)種子文件;

2)客戶端打開種子文件，通過超文本傳輸協(xié)議連接追蹤服務(wù)器，客戶端向服務(wù)器發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)get請(qǐng)求，由此獲取peer列表;

3)客戶端依次連接peer列表，通過節(jié)點(diǎn)之間信息的傳遞來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分片的傳送;

4)數(shù)據(jù)使用者向追蹤服務(wù)器發(fā)送已經(jīng)存在的分片信息，追蹤者更新peer列表，完善各個(gè)peer列表分片信息。

如果數(shù)據(jù)客戶端下載完數(shù)據(jù)后，馬上離開對(duì)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，那么會(huì)造成系統(tǒng)下載功能衰竭，利用數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)進(jìn)行嘗試性疏通節(jié)點(diǎn)傳輸，種子服務(wù)器將平臺(tái)長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)據(jù)采取了強(qiáng)制分發(fā)機(jī)制，以此鼓勵(lì)下載節(jié)點(diǎn)做種，可有效阻止系統(tǒng)功能衰竭。

在跟蹤服務(wù)器中添加強(qiáng)制分發(fā)模塊，根據(jù)用戶萬能鑰匙值來統(tǒng)計(jì)用戶數(shù)據(jù)傳輸總量、下載總量和被分發(fā)的數(shù)量。分發(fā)數(shù)據(jù)量較多的用戶被賦予較高權(quán)限，而分發(fā)數(shù)據(jù)量較少的用戶被賦予較低的權(quán)限，對(duì)于只享用而不分發(fā)的用戶則直接踢出種子服務(wù)器。數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不但提高了種子在系統(tǒng)的停留時(shí)間，還保證了數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的公平性。

1.3 無時(shí)延數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)通過優(yōu)先選取距離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)包，可大大網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中出現(xiàn)的跳數(shù)，進(jìn)而降低數(shù)據(jù)包分發(fā)時(shí)延，并減少網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的冗余信息，有效提高數(shù)據(jù)分發(fā)控制效率。通過計(jì)算數(shù)據(jù)包傳輸距離，可獲取接受節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)弱以及節(jié)點(diǎn)傳送的位置信息。為此，使用距離設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延協(xié)議，使接收節(jié)點(diǎn)分發(fā)時(shí)延與發(fā)送節(jié)點(diǎn)距離成反比。節(jié)點(diǎn)分發(fā)時(shí)延計(jì)算公式為:

公式 (1)中:MDT為節(jié)點(diǎn)最長(zhǎng)等待時(shí)間;S為節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳輸范圍;X為數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)之間的距離，e為常數(shù)。在該協(xié)議下，隨著節(jié)點(diǎn)密度增加，真正分發(fā)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量也會(huì)隨之增加，為了解決節(jié)點(diǎn)持續(xù)增加的問題，添加一個(gè)和節(jié)點(diǎn)密度成反比的轉(zhuǎn)發(fā)概率，使分發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)量保持恒定，由此實(shí)現(xiàn)無時(shí)延遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

根據(jù)遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，分別對(duì)系統(tǒng)硬件和軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)數(shù)據(jù)分發(fā)控制硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)、種子資源服務(wù)器和跟蹤服務(wù)器進(jìn)行分析。其中數(shù)據(jù)分發(fā)控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)拷貝、復(fù)制、分流和過濾等功能;種子資源服務(wù)器使數(shù)據(jù)傳輸速度變快，減少了資源浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn);跟蹤服務(wù)器可查詢目標(biāo)地之間的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過計(jì)算數(shù)據(jù)通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分發(fā)的有效控制。對(duì)跟蹤服務(wù)器軟件部分展開研究，采用java語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計(jì)軟件流程，采用連通度數(shù)據(jù)分發(fā)控制方案，保證了數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的公平性。為了降低數(shù)據(jù)包分發(fā)時(shí)延出現(xiàn)的次數(shù)，并減少網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的冗余信息，使用距離設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延協(xié)議，使接收節(jié)點(diǎn)分發(fā)時(shí)延與發(fā)送節(jié)點(diǎn)距離成反比。通過上述設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無時(shí)延遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制。

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

采用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該系統(tǒng)的分發(fā)性能。實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置包括6臺(tái)相同配置的工作平臺(tái)，具體參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

全千兆交換機(jī)在1臺(tái)工作站上配置數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，包括共享分發(fā)控制平臺(tái)、種子資源服務(wù)器和追蹤服務(wù)器。在其余5臺(tái)工作站上配置4臺(tái)虛擬機(jī)，總共20臺(tái)虛擬機(jī)作為下載節(jié)點(diǎn)，與種子資源服務(wù)器一起構(gòu)成數(shù)據(jù)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，設(shè)計(jì)了3種情況。分別是1個(gè)種子、1 G分發(fā)數(shù)據(jù)，下載節(jié)點(diǎn)呈倍數(shù)增長(zhǎng);1個(gè)種子、40個(gè)下載節(jié)點(diǎn);1個(gè)種子、1 G分發(fā)數(shù)據(jù)，下載節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)緩慢。

2.2.1 情況1

1個(gè)種子、1G分發(fā)數(shù)據(jù)，下載節(jié)點(diǎn)呈倍數(shù)增長(zhǎng)，分別采用傳統(tǒng)系統(tǒng)與自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)數(shù)量進(jìn)行對(duì)比如圖6所示。

圖6 兩種系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)數(shù)量對(duì)比結(jié)果

由圖6可知:當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多2 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為4時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多5 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為6時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多6 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為8時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多7 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為8時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多8 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為10時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多9 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為12時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多12 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為14時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多14 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為16時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多15 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為18時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多17 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為20時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多19 GB。由此可知，傳統(tǒng)系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)隨著下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而增加，自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定在1～2 GB之間，大大緩解了數(shù)據(jù)傳輸壓力。

2.2.2 情況2

1個(gè)種子、40個(gè)下載節(jié)點(diǎn)，分別采用傳統(tǒng)系統(tǒng)與自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)數(shù)量進(jìn)行對(duì)比如圖7所示。

圖7 兩種系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)數(shù)量對(duì)比結(jié)果

由圖7可知，傳統(tǒng)系統(tǒng)受到長(zhǎng)時(shí)延影響，導(dǎo)致分發(fā)控制效果較差，當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)在4～40之間時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分發(fā)數(shù)量為31個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過系統(tǒng)所能承受的范圍，無法緩解數(shù)據(jù)傳輸壓力;而自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不會(huì)受到長(zhǎng)時(shí)延的影響，當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)在0～4之間時(shí)，自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)分發(fā)數(shù)量為9個(gè)，有效緩解數(shù)據(jù)傳輸壓力。

2.2.3 情況3

1個(gè)種子、1 G分發(fā)數(shù)據(jù)，下載節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)緩慢。分別采用傳統(tǒng)系統(tǒng)與自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)數(shù)量進(jìn)行對(duì)比如圖8所示。

圖8 兩種系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)數(shù)量對(duì)比結(jié)果

由圖8可知:當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為1時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)基本一致;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多1 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為3時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多2 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為4時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多5 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為5時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多5 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為6時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多8 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為7時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多9 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為8時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多11 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為9時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多12 GB;當(dāng)下載節(jié)點(diǎn)數(shù)量為10時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)多13 GB。與情況1對(duì)比結(jié)果一致，自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可緩解數(shù)據(jù)傳輸壓力。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在情況1中，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)最多為19 GB;在情況2中，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)最多為22 GB;在情況3中，傳統(tǒng)系統(tǒng)比自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)的數(shù)據(jù)最多為13 GB。自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不會(huì)受到長(zhǎng)時(shí)延的影響，可緩解數(shù)據(jù)傳輸壓力。

3 結(jié)束語(yǔ)

自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)使用距離設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延協(xié)議，使接收節(jié)點(diǎn)分發(fā)時(shí)延與發(fā)送節(jié)點(diǎn)距離成反比，有效減少了長(zhǎng)時(shí)延問題出現(xiàn)的次數(shù)，能夠緩解數(shù)據(jù)傳輸壓力，達(dá)到高效數(shù)據(jù)分發(fā)控制的目的。該系統(tǒng)能夠上傳數(shù)據(jù)并自動(dòng)做種，可支持對(duì)用戶的直接訪問與控制，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自組織網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有良好分發(fā)性能，能夠滿足遠(yuǎn)距離多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制需求。在未來研究工作中，采用自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)能夠?yàn)楹Ａ烤W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)提供良好支持，并可作為主要分發(fā)機(jī)制，應(yīng)用到電力集團(tuán)所負(fù)責(zé)的某種信息系統(tǒng)中，進(jìn)一步提高控制大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)的性能，為我國(guó)航天系統(tǒng)、軍艦系統(tǒng)提供有效幫助。