時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法
【專利摘要】一種時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，該方法融入了INSIGNIA框架模型和PBNM智能管理模式，采用ASSFR自適應(yīng)種子噴射和焦點(diǎn)路由協(xié)議，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行質(zhì)量協(xié)商，策略規(guī)范，策略決策，資源評(píng)估，質(zhì)量監(jiān)督，策略部署，路由實(shí)施七個(gè)步驟的處理，最終能夠有效降低消息的丟包率、端到端時(shí)延和路由開銷，并且提高了消息發(fā)送的成功率，能夠?yàn)镈TN應(yīng)用程序提供靈活的自適應(yīng)服務(wù)保證能力。其中ASSFR在噴射階段部分采用了基于效用的噴射，而在焦點(diǎn)階段采取了基于效用的單副本路由策略，限定了最大的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，是噴射等待路由協(xié)議和基于效用的單副本路由協(xié)議的結(jié)合體。它的設(shè)計(jì)分為策略級(jí)策略部署和實(shí)施級(jí)路由實(shí)施兩個(gè)層次進(jìn)行。
【專利說(shuō)明】時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量保證的方法的一種，特別是一種時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]DTN (時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò))是一種新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，旨在解決缺乏持續(xù)連接的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中遇到的技術(shù)問(wèn)題，使得信息的收集和處理在時(shí)間和空間上得到最大程度的延伸，為大量延遲容忍型應(yīng)用(比如星際網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)等等)提供技術(shù)支撐。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)和學(xué)者對(duì)DTN網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中于DTN模型、體系結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議等，雖然已經(jīng)取得一定研究成果，但是對(duì)DTN服務(wù)質(zhì)量保證模型方面的深入研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，QoS路由協(xié)議也處于起步階段，針對(duì)DTN的QoS模型還未提出。由于DTN具有間歇性連通、資源受限、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜鸵苿?dòng)模式信息不易獲得等特點(diǎn)，移動(dòng)自組網(wǎng)(MANET)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)研究領(lǐng)域中的一些現(xiàn)有的QoS模型和相關(guān)的算法、路由協(xié)議都無(wú)法適用。這就迫切需要一種新的方法能夠?yàn)镈TN中的應(yīng)用提供一定級(jí)別的QoS保證能力。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決DTN中的應(yīng)用無(wú)法得到一定的服務(wù)質(zhì)量保證問(wèn)題，而提出一種時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，采用ASSFR自適應(yīng)種子噴射和焦點(diǎn)路由協(xié)議，并融入INSIGNIA跨層設(shè)計(jì)思想和PB匪基于策略的網(wǎng)絡(luò)智能管理模式，對(duì)進(jìn)入時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，并根據(jù)得到的服務(wù)結(jié)果對(duì)實(shí)施的策略進(jìn)行調(diào)整。其步驟如下:
第一步，質(zhì)量協(xié)商。提取網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請(qǐng)求消息。包括源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)，目標(biāo)延遲和最大容忍延遲，期望丟包率和最大容忍丟包率，服務(wù)等級(jí)和用戶等級(jí)。
[0008]第二步，策略規(guī)范。對(duì)QoS請(qǐng)求信息進(jìn)行描述，并定義彈性等級(jí)策略規(guī)范和帶內(nèi)信令格式與內(nèi)容。
[0009]第三步，策略決策。這是整個(gè)方法的中心環(huán)節(jié)，作為決策管理中心存儲(chǔ)管理策略，接收彈性策略規(guī)范，并根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模M和期望會(huì)見(jiàn)時(shí)間EMT信息，以及網(wǎng)絡(luò)資源消耗情況作出決策，決策內(nèi)容包括判定目標(biāo)延遲的合理性、生成種子數(shù)和消息副本數(shù)，以及分配每種隊(duì)列占用的帶寬，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)帶有決策結(jié)果的消息并發(fā)布帶寬策略。
[0010]第四步，反饋。把服務(wù)質(zhì)量預(yù)期結(jié)果反饋給用戶，同時(shí)，在消息的數(shù)據(jù)流中附加信令信息，用戶會(huì)根據(jù)需要發(fā)布帶寬策略。
[0011]第五步，策略部署。把消息放入指定隊(duì)列，交由節(jié)點(diǎn)的路由實(shí)施功能處理，如果接收到帶寬策略，則按照帶寬策略調(diào)整各個(gè)隊(duì)列占用的帶寬比。
[0012]第六步，路由實(shí)施。對(duì)從隊(duì)列中取出的消息采用ASSFR自適應(yīng)種子噴射和焦點(diǎn)路由協(xié)議作為路由策略，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0013]第七步，再反饋與調(diào)整。當(dāng)消息被目的節(jié)點(diǎn)成功接受后，目的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)流獲得的最終服務(wù)質(zhì)量結(jié)果進(jìn)行反饋。用戶根據(jù)最終服務(wù)結(jié)果對(duì)實(shí)施的策略進(jìn)行調(diào)整。
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法理論框架圖。
[0016]圖2是時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法流程圖。
[0017]圖3是策略部署過(guò)程圖。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合圖1，本發(fā)明涉及一種時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，步驟如下: 第一步，如圖2所示，質(zhì)量協(xié)商，提取網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請(qǐng)求消息。包括源節(jié)
點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)，目標(biāo)延遲和最大容忍延遲，期望丟包率和最大容忍丟包率，服務(wù)等級(jí)和用戶等級(jí)。
[0020]第二步，策略規(guī)范。對(duì)QoS請(qǐng)求信息進(jìn)行描述，并定義彈性等級(jí)策略規(guī)范和帶內(nèi)信令格式與內(nèi)容。
[0021]第三步，策略決策。作為決策管理中心存儲(chǔ)管理策略，接收彈性策略規(guī)范，并根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模M和期望會(huì)見(jiàn)時(shí)間EMT信息，以及網(wǎng)絡(luò)資源消耗情況作出決策，決策內(nèi)容包括判定目標(biāo)延遲的合理性、生成種子數(shù)和消息副本數(shù)，以及分配每種隊(duì)列占用的帶寬，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)帶有決策結(jié)果的消息并發(fā)布帶寬策略。
[0022]我們通過(guò)計(jì)算最優(yōu)情況下的期望時(shí)延EDtjpt方法來(lái)判定目標(biāo)延遲的合理性。當(dāng)目標(biāo)延遲小于EDtjpt時(shí)，將拒絕為該業(yè)務(wù)請(qǐng)求提供服務(wù)或者讓業(yè)務(wù)延長(zhǎng)目標(biāo)延遲。計(jì)算方法概括如下:在有M個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信范圍為R，網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?yàn)?br> 【權(quán)利要求】
1.一種時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，其特征在于:采用ASSFR自適應(yīng)種子噴射和焦點(diǎn)路由協(xié)議，并融入INSIGNIA跨層設(shè)計(jì)思想和PB匪基于策略的網(wǎng)絡(luò)智能管理模式，對(duì)進(jìn)入時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，并根據(jù)得到的服務(wù)結(jié)果對(duì)實(shí)施的策略進(jìn)行調(diào)整，步驟如下: 第一步，質(zhì)量協(xié)商:提取網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請(qǐng)求消息； 第二步，策略規(guī)范:對(duì)QoS請(qǐng)求信息進(jìn)行描述，并定義彈性等級(jí)策略規(guī)范和帶內(nèi)信令格式與內(nèi)容； 第三步，策略決策:作為決策管理中心存儲(chǔ)管理策略，接收彈性策略規(guī)范，并根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模M和期望會(huì)見(jiàn)時(shí)間EMT信息，以及網(wǎng)絡(luò)資源消耗情況作出決策，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)帶有決策結(jié)果的消息并發(fā)布帶寬策略； 第四步，反饋:把服務(wù)質(zhì)量預(yù)期結(jié)果反饋給用戶，同時(shí)，在消息的數(shù)據(jù)流中附加信令信息，用戶根據(jù)需要發(fā)布帶寬策略； 第五步，策略部署:把消息放入指定隊(duì)列，交由節(jié)點(diǎn)的路由實(shí)施功能處理，如果接收到帶寬策略，則按照帶寬策略調(diào)整各個(gè)隊(duì)列占用的帶寬比； 第六步，路由實(shí)施:對(duì)從隊(duì)列中取出的消息采用ASSFR自適應(yīng)種子噴射和焦點(diǎn)路由協(xié)議作為路由策略，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)； 第七步，再反饋與調(diào)整:當(dāng)消息被目的節(jié)點(diǎn)成功接受后，目的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)流獲得的最終服務(wù)質(zhì)量結(jié)果進(jìn)行反饋； 用戶根據(jù)最終服務(wù)結(jié)果對(duì)實(shí)施的策略進(jìn)行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，其特征在于提取的數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請(qǐng)求消息包括:源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)，目標(biāo)延遲和最大容忍延遲，期望丟包率和最大容忍丟包率，服務(wù)等級(jí)和用`戶等級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，其特征在于決策的內(nèi)容包括:判定目標(biāo)延遲的合理性、生成種子數(shù)和消息副本數(shù)，以及分配每種隊(duì)列占用的帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，其特征在于策略部署的過(guò)程如下: 第一步，策略部署檢查消息是否已過(guò)期，如果過(guò)期則直接丟棄； 第二步，消息未過(guò)期，則計(jì)算消息已經(jīng)傳送時(shí)間和估計(jì)剩余時(shí)間的和； 第三步，如果這個(gè)和大于期望延遲，則會(huì)在一定程度上提供彈性服務(wù)，再根據(jù)服務(wù)類型以及網(wǎng)絡(luò)狀況作出決策是否可以加長(zhǎng)期望延遲；如果可以，則重置消息的期望延遲，否則丟棄消息； 第四步，判斷業(yè)務(wù)是否請(qǐng)求增強(qiáng)型服務(wù)，如果不是增強(qiáng)型服務(wù)，則直接將消息置于盡力而為隊(duì)列中，該隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)最低，部署過(guò)程結(jié)束； 第五步，判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求是否由增強(qiáng)型服務(wù)降級(jí)為盡力而為服務(wù)，如果已降級(jí)，則將消息置于降級(jí)服務(wù)隊(duì)列中，該隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)優(yōu)于盡力而為隊(duì)列，部署過(guò)程結(jié)束； 第六步，如果未降級(jí)，則檢查該節(jié)點(diǎn)是否已為該業(yè)務(wù)流預(yù)留資源，即建立流狀態(tài)，如果已經(jīng)預(yù)留，則刷新軟狀態(tài)計(jì)時(shí)器，并將消息放置于增強(qiáng)型服務(wù)隊(duì)列中，該隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)最高，部署過(guò)程結(jié)束；第七步，如果尚未預(yù)留資源，則檢查當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的資源狀況，如果資源充足，則為該流預(yù)留資源，建立軟狀態(tài)計(jì)時(shí)器，并把消息置于資源預(yù)留隊(duì)列中，該隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)僅次于增強(qiáng)型服務(wù)隊(duì)列，部署過(guò)程結(jié)束； 第八步，如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)資源不充足，不能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)留資源，則設(shè)置降級(jí)服務(wù)標(biāo)志，并把消息置于降級(jí)服務(wù)隊(duì)列中，部署過(guò)程結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)的彈性質(zhì)量自適應(yīng)方法，其特征在于ASSFR在噴射階段部分采用了基于效用的噴射，而在焦點(diǎn)階段采取了基于效用的單副本路由策略，并限定了消息的最大轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，是噴射等待路由協(xié)議和基于效用的單副本路由協(xié)議的結(jié)合體。`
【文檔編號(hào)】H04L12/813GK103780504SQ201210411245
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】李千目, 李嘉, 戚湧, 侯君, 衷宜, 劉冬梅, 路國(guó)翠, 倪辰辰, 倪銘, 茅海雁, 魏士祥 申請(qǐng)人:無(wú)錫南理工科技發(fā)展有限公司