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        遠(yuǎn)距離多跳無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制系統(tǒng)研究

        2018-09-19 09:40:20龐志成
        關(guān)鍵詞:時(shí)延數(shù)量服務(wù)器

        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(guò)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(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的多跳跳值表示信息傳遞次數(shù),無(wú)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(guò)無(wú)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(wú)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(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的多跳無(wú)線通信來(lái)實(shí)現(xiàn),雖然該系統(tǒng)操作起來(lái)較為簡(jiǎn)單,但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到無(wú)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(wèn)題,提出了遠(yuǎn)距離多跳無(wú)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(wú)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(lái)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(guò)重新傳輸、連續(xù)傳輸?shù)确绞剑箶?shù)據(jù)傳送過(guò)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(wú)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(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)的;傳輸層可控制傳輸策略,管理傳輸過(guò)程;應(yīng)用層可完成相應(yīng)人機(jī)交互功能,開(kāi)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(wú)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(lái)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(wú)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(guò)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(lèi)型,全局資源類(lèi)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(guò)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(lè)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(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)隔離,通過(guò)防火墻等設(shè)備與遠(yuǎn)距離多跳無(wú)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(pán),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(guò)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(guò)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(kāi)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(lái)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(wú)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(wú)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(lái)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(guò)程如下所示:

        1)無(wú)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(lèi)和數(shù)據(jù)信息,下載相應(yīng)種子文件;

        2)客戶端打開(kāi)種子文件,通過(guò)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(guò)節(jié)點(diǎn)之間信息的傳遞來(lái)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(kāi)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(wàn)能鑰匙值來(lái)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(wú)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(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)通過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wú)時(shí)延遠(yuǎn)距離多跳無(wú)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(wú)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(guò)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(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)通過(guò)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(kāi)研究,采用java語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)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(guò)上述設(shè)計(jì)的系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)無(wú)時(shí)延遠(yuǎn)距離多跳無(wú)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(wú)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(guò)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(wú)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(guò)系統(tǒng)所能承受的范圍,無(wú)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(wèn)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(wèn)與控制,通過(guò)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(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)控制需求。在未來(lái)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。

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