间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议的研究与实现

admin · 发表于 2023-10-20 10:00:08

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间断连通网络环境下，通信的源与目的节点间在大多数时刻不存在端到端路径，需要利用“存储-携带-转发”机制将数据包传送至目的节点。针对每个数据包确定最好的下一跳转发节点和选择合适的转发时机是设计间断连通网络下高效路由协议的关键题目。本文对蚁群算法在间断连通网络路由中的应用进行探索和尝试，利用蚁群算法来评估各节点与目的节点的转发概率，为数据包的转发提供依据，从而优化传输延迟，减少数据包传输的开销。本文主要工作可以概括为以下几个方面：1. 分析国内外在间断连通网络路由以及基于蚁群算法的路由协议方面的研究现状，指出现有技术的不足。目前国内外学者对间断连通网络下的路由协议已有一些研究，但较少同时考虑传输率与传输延迟。目前间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议是单拷贝的，这无法保障传输的成功率；而移动Ad hoc网络下基于蚁群算法的路由协议其建立路由、转发过程不适用于间断连通网络环境。针对上述题目，结合项目需求确定了本文的研究目标与内容。2. 给出间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议Acrp(Ant-colony base routing protocol)的报文、存储表以及协议的过程规则的设计，并在此基础上，对协议的进展性、终止性进行形式化验证。本文对间断连通网络的空时特性进行分析，并给出间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议的设计。在路由建立过程中，依据报文记录的空时路径更新信息素，在转发活动中加入限制节点拷贝、概率转发以及选择转发动作等子活动，同时考虑对路由进行维护。本文给出了协议的形式化模型，并利用模型检验技术描述和验证了协议的进展性、终止性。3. 实现间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议。依据协议的报文、存储表以及协议的过程规则的设计，给出了系统的相关类图、交互逻辑图、状态图以及流程图，完成了对间断连通网络路由下的功能设计与详细设计，并在ONE(Opportunistic Networking Environment)仿真平台上实现了该路由协议。实验结果表明本文所设计的间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议Acrp在延迟、传输率、报文开销这些指标方面，都能获得良好的性能。最后，对本文的研究工作进行了总结，同时提出了后续工作的设想。

间断连通网络下基于蚁群算法的路由协议的研究与实现

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