文献综述
- 前言
目前世界上最大且应用最广的计算机网络是Internet，它基于TCP/IP网络协议，可以连接不同国家、不同地区、不同个人的计算机网络，并构成了世界上最大的互联网体系结构。传统的TCP/IP网络协议的实现有基本要求：物理链路需要保持长时间持续性的链接、应用层不需要考虑到底层的通信、必需存在一条源到目的地的端到端的路径、网络中任何两节点间往返时延不能太大、双向对称的数据传输速率、端到端的分组丢失率相对很小等。随着微电子技术的兴起以及军事等其他零应用的需要，一类新型网络开始出现，这类网络中主机的随机移动性大，路由器位置不再固定，能量和存储资源相对有限，链路断开频繁，传播时延较长，分组丢失率增加，传输成功率迅速下降等特点。这类网络即“新型网络”，已不再满足Internet体系结构特点，于是延迟可容忍网络DTN （Delay Tolerant Network）的概念应运而生【1】。DTN是在多种不同类型网络的传输层之上、应用层之下添加了一层即 DTN层（也被称为bundle层)，DTN层可以充分利用下层网络提供的服务进行数据传输等工作。DTN路由技术是DTN中的关键，路由协议包括三个部分:如何建立网络的拓扑结构、如何维护网络拓扑和路由算法。DTN路由问题并不像标准的动态路由那么简单，因为在 DTN 中，网络是时断时续的，即网络的拓扑结构是变化的。与传统路由相比，DTN 路由的主要目的并不是选择最短路径或者最少跳数，而是最大化报文传输的可能性。目前很多路由协议如TCP/IP是在一些网络前提下提出的，如节点事先知道网络拓扑结构等。DTN并不符合这些基本假设条件，DTN路由的指的是在 DTN层上进行的选路策略，并没有涉及到下层网络【2】。DTN网络目前已有很多方面应用，例如陆地移动网络，外来媒体网络，军事无线自组织网络，传感器网络等。在这些特定的环境中经常会出现网络断开的现象，导致消息在传输过程中不窜在稳定的端到端链路，因此不满足现有的TCP/IP协议的网络特征，如：端到端的链路、低时延、低丢包率等。而DTN通常由被称为机会网络、受限网络、容断网络等，由于DTN对链路具有很强的容忍性，因此，他非常适用于某些特殊的场景，或极端的天气、灾难环境【3】。早期的DTN主要应用于没有通信基础设施、通信节点密度较为稀疏或节点移动速度较快、无法维护稳定的端到端连接的一些极端的网络环境下,如深度空间的卫星网络、用于科考的斑马网络、边远的乡村公路网络等。近年来,随着便携式移动通信设备成本的降低﹑性能的提高和体积的缩小,使得无线通信技术逐渐渗透到人们的日常社交活动中.其典型的应用如校园网络( college campus)和口袋转换网( pocket switched networks)【4】。国外将DTN运用于飓风或海啸等大灾难之中。因此，DTN网络协议的优化，对目前人们是有着极大的帮助的。
二、国内外研究现况
随着通信技术的不断发展和广泛应用，相应的出现了越来越多的具有挑战性的通信环境，DTN由于具有链路不稳定性和节点移动性等特征，受到了越来越多研究者的关注，移动时延容忍网络是由一组有限的移动设备组成的，例如手机和个人数字助理（pda）。在移动DTN中不能假定消息的源和目标之间存在端到端的路由路径。DTN的特点包括频繁和长期的区分，这使得消息传递成为这些网络的主要挑战之一。为了解决节点之间缺乏端到端链接的问题，消息传播通常以“存储-携带-转发”的方式进行【12】，消息由中间节点存储并转发到越来越靠近目的地的节点，知道最终到达目的地。【5】。为了提高机会网络中数据传输成功率，降低网络延迟，适当数量的重复消息是一种用于存储转发路由设计的简单有效的策略【6】。针对机会网络中节点高动态性、稀疏性和自主性的特点提出了一种在机会网络中基于节点活跃度的路由转发策略。
首先，基于节点活跃度的路由转发模型充分分析了网络的组成结构，提出基于环境相似度的判断方式，当消息滞留于同一节点时间过长时，及时转换转发策略，通过判断环境相似度的方式，将消息转移至其他群组再进行基于预测活跃度的转发策略，以提高节点资源利用率。其次，为了提高机会网络的传输效率，提出了一种基于节点活跃度的路由转发模型，模型将节点的预测活跃度作为转发依据，将消息转移到活跃度高的节点身上，以期待接近消息目标节点，完成消息传送过程。然后，基于该模型提出了完整的消息处理机制，由消息的抛弃、消息优先级算法、消息接收机制三种算法组成，结合基于节点活跃度转发模型的核心思想，消息处理机制能有效控制网络中的消息位置，使效用值高的消息保持在活跃度高的节点上，发挥更大的作用，提高网络性能和消息投递率[3]。
信息在节点的传输过程中，节点为其他节点转发消息的意愿在路由过程中起着重要的作用，一些恶意的节点可能会试图截获和操控，我们将这种恶意的节点称为自私节点。举—个激励人心的例子，让我们考虑一个旅游城市，例如罗马或巴黎这对游客来说能够共享有关各种旅游景点的信息将是有益的。一种可能的解决方案是建立一个在线公告栏，游客可以在该公告板上发布其他游客可能感兴趣的消息。但是，此解决方案需要运行公告板服务的服务提供商，并且每个游客都必须具有无线Internet访问权限才能发布和下载消息。另一种解决方案可能会受益于具有蓝牙功能的个人设备的普及，例如手机,PDA和MP3播放器。这些设备在附近时，即使没有任何用户干预，也可以彼此通信。然后，可以通过使用这些设备并利用游客自身的移动性，以存储携带和转发的方式来分发旅游信息。这将导致全市范围的机会网机会性和延迟容忍的个人无线网络中的一个潜在问题是,系统提供的服务质量在很大程度上取决于用户的合作意愿尤其是，用户可能会自私地行动，这意味着他们从其他用户那里下载了他们感兴趣的消息，但是为了其他用户的利益，他们拒绝存储和分发消息。如果大多数用户的行为自私，则消息传递速率将大大降低，并且网络所提供的服务质量也会相应降低【7】。
自私行为是的现有的路由机制无法正常工作，从而导致网络性能退化【8，9】。网络中自私节点的存在会严重影响到网络性能以及网络服务的可靠性，甚至会破坏正常的网络运行【10】。因此，人们提出了许多策略来防止自私行为的影响。其中，Levente Buttyan提出了基于易货原则的防止自私行为的机制，发展了一个博弈论模型，证实了他们多提出的方法确实刺激到了节点之间的合作，此外，研究还表明，个体最有力的行为会导致系统的社会最优【11】。因此，对自私节点的检测和预防是很有必要的。
- 参考文献
[1] 吴金霞. DTN路由协议的研究[D]. 华东师范大学, 2011.
[2] 薛静锋，陆慧梅，石琳. DTN路由技术研究综述.北京理工大学软件学院.
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