時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法
【專利摘要】一種時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，該方法融入了INSIGNIA框架模型和PBNM智能管理模式，采用ASSFR自適應種子噴射和焦點路由協(xié)議，對網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流進行質(zhì)量協(xié)商，策略規(guī)范，策略決策，資源評估，質(zhì)量監(jiān)督，策略部署，路由實施七個步驟的處理，最終能夠有效降低消息的丟包率、端到端時延和路由開銷，并且提高了消息發(fā)送的成功率，能夠為DTN應用程序提供靈活的自適應服務保證能力。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。它的設計分為策略級策略部署和實施級路由實施兩個層次進行。
【專利說明】時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于時延容忍網(wǎng)絡中提供服務質(zhì)量保證的方法的一種，特別是一種時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]DTN (時延容忍網(wǎng)絡)是一種新型計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，旨在解決缺乏持續(xù)連接的異構(gòu)網(wǎng)絡中遇到的技術(shù)問題，使得信息的收集和處理在時間和空間上得到最大程度的延伸，為大量延遲容忍型應用(比如星際網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡、Ad Hoc網(wǎng)絡等等)提供技術(shù)支撐。
[0004]目前，國內(nèi)外許多機構(gòu)和學者對DTN網(wǎng)絡的研究主要集中于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DTN服務質(zhì)量保證模型方面的深入研究還遠遠不夠，QoS路由協(xié)議也處于起步階段，針對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)絡拓撲和移動模式信息不易獲得等特點，移動自組網(wǎng)(MANET)和無線傳感器網(wǎng)絡(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)議都無法適用。這就迫切需要一種新的方法能夠為DTN中的應用提供一定級別的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中的應用無法得到一定的服務質(zhì)量保證問題，而提出一種時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，采用ASSFR自適應種子噴射和焦點路由協(xié)議，并融入INSIGNIA跨層設計思想和PB匪基于策略的網(wǎng)絡智能管理模式，對進入時延容忍網(wǎng)絡的業(yè)務數(shù)據(jù)流進行處理，并根據(jù)得到的服務結(jié)果對實施的策略進行調(diào)整。其步驟如下:
第一步，質(zhì)量協(xié)商。提取網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請求消息。包括源節(jié)點和目的節(jié)點，目標延遲和最大容忍延遲，期望丟包率和最大容忍丟包率，服務等級和用戶等級。
[0008]第二步，策略規(guī)范。對QoS請求信息進行描述，并定義彈性等級策略規(guī)范和帶內(nèi)信令格式與內(nèi)容。
[0009]第三步，策略決策。這是整個方法的中心環(huán)節(jié)，作為決策管理中心存儲管理策略，接收彈性策略規(guī)范，并根據(jù)實時網(wǎng)絡規(guī)模M和期望會見時間EMT信息，以及網(wǎng)絡資源消耗情況作出決策，決策內(nèi)容包括判定目標延遲的合理性、生成種子數(shù)和消息副本數(shù)，以及分配每種隊列占用的帶寬，同時轉(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。把服務質(zhì)量預期結(jié)果反饋給用戶，同時，在消息的數(shù)據(jù)流中附加信令信息，用戶會根據(jù)需要發(fā)布帶寬策略。
[0011]第五步，策略部署。把消息放入指定隊列，交由節(jié)點的路由實施功能處理，如果接收到帶寬策略，則按照帶寬策略調(diào)整各個隊列占用的帶寬比。
[0012]第六步，路由實施。對從隊列中取出的消息采用ASSFR自適應種子噴射和焦點路由協(xié)議作為路由策略，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點。
[0013]第七步，再反饋與調(diào)整。當消息被目的節(jié)點成功接受后，目的節(jié)點將數(shù)據(jù)流獲得的最終服務質(zhì)量結(jié)果進行反饋。用戶根據(jù)最終服務結(jié)果對實施的策略進行調(diào)整。
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法理論框架圖。
[0016]圖2是時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法流程圖。
[0017]圖3是策略部署過程圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]結(jié)合圖1，本發(fā)明涉及一種時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，步驟如下: 第一步，如圖2所示，質(zhì)量協(xié)商，提取網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請求消息。包括源節(jié)
點和目的節(jié)點，目標延遲和最大容忍延遲，期望丟包率和最大容忍丟包率，服務等級和用戶等級。
[0020]第二步，策略規(guī)范。對QoS請求信息進行描述，并定義彈性等級策略規(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管理策略，接收彈性策略規(guī)范，并根據(jù)實時網(wǎng)絡規(guī)模M和期望會見時間EMT信息，以及網(wǎng)絡資源消耗情況作出決策，決策內(nèi)容包括判定目標延遲的合理性、生成種子數(shù)和消息副本數(shù)，以及分配每種隊列占用的帶寬，同時轉(zhuǎn)發(fā)帶有決策結(jié)果的消息并發(fā)布帶寬策略。
[0022]我們通過計算最優(yōu)情況下的期望時延EDtjpt方法來判定目標延遲的合理性。當目標延遲小于EDtjpt時，將拒絕為該業(yè)務請求提供服務或者讓業(yè)務延長目標延遲。計算方法概括如下:在有M個節(jié)點，每個節(jié)點的通信范圍為R，網(wǎng)絡區(qū)域為
【權(quán)利要求】
1.一種時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，其特征在于:采用ASSFR自適應種子噴射和焦點路由協(xié)議，并融入INSIGNIA跨層設計思想和PB匪基于策略的網(wǎng)絡智能管理模式，對進入時延容忍網(wǎng)絡的業(yè)務數(shù)據(jù)流進行處理，并根據(jù)得到的服務結(jié)果對實施的策略進行調(diào)整，步驟如下: 第一步，質(zhì)量協(xié)商:提取網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請求消息； 第二步，策略規(guī)范:對QoS請求信息進行描述，并定義彈性等級策略規(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管理策略，接收彈性策略規(guī)范，并根據(jù)實時網(wǎng)絡規(guī)模M和期望會見時間EMT信息，以及網(wǎng)絡資源消耗情況作出決策，同時轉(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:把服務質(zhì)量預期結(jié)果反饋給用戶，同時，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:把消息放入指定隊列，交由節(jié)點的路由實施功能處理，如果接收到帶寬策略，則按照帶寬策略調(diào)整各個隊列占用的帶寬比； 第六步，路由實施:對從隊列中取出的消息采用ASSFR自適應種子噴射和焦點路由協(xié)議作為路由策略，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點； 第七步，再反饋與調(diào)整:當消息被目的節(jié)點成功接受后，目的節(jié)點將數(shù)據(jù)流獲得的最終服務質(zhì)量結(jié)果進行反饋； 用戶根據(jù)最終服務結(jié)果對實施的策略進行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，其特征在于提取的數(shù)據(jù)流的屬性和QoS請求消息包括:源節(jié)點和目的節(jié)點，目標延遲和最大容忍延遲，期望丟包率和最大容忍丟包率，服務等級和用`戶等級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，其特征在于決策的內(nèi)容包括:判定目標延遲的合理性、生成種子數(shù)和消息副本數(shù)，以及分配每種隊列占用的帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，其特征在于策略部署的過程如下: 第一步，策略部署檢查消息是否已過期，如果過期則直接丟棄； 第二步，消息未過期，則計算消息已經(jīng)傳送時間和估計剩余時間的和； 第三步，如果這個和大于期望延遲，則會在一定程度上提供彈性服務，再根據(jù)服務類型以及網(wǎng)絡狀況作出決策是否可以加長期望延遲；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)務是否請求增強型服務，如果不是增強型服務，則直接將消息置于盡力而為隊列中，該隊列的優(yōu)先級最低，部署過程結(jié)束； 第五步，判斷當前業(yè)務請求是否由增強型服務降級為盡力而為服務，如果已降級，則將消息置于降級服務隊列中，該隊列的優(yōu)先級優(yōu)于盡力而為隊列，部署過程結(jié)束； 第六步，如果未降級，則檢查該節(jié)點是否已為該業(yè)務流預留資源，即建立流狀態(tài)，如果已經(jīng)預留，則刷新軟狀態(tài)計時器，并將消息放置于增強型服務隊列中，該隊列的優(yōu)先級最高，部署過程結(jié)束；第七步，如果尚未預留資源，則檢查當前節(jié)點的資源狀況，如果資源充足，則為該流預留資源，建立軟狀態(tài)計時器，并把消息置于資源預留隊列中，該隊列的優(yōu)先級僅次于增強型服務隊列，部署過程結(jié)束； 第八步，如果當前節(jié)點資源不充足，不能夠?qū)崿F(xiàn)預留資源，則設置降級服務標志，并把消息置于降級服務隊列中，部署過程結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時延容忍網(wǎng)絡的彈性質(zhì)量自適應方法，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】H04L12/813GK103780504SQ201210411245
【公開日】2014年5月7日 申請日期: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, 路國翠, 倪辰辰, 倪銘, 茅海雁, 魏士祥 申請人:無錫南理工科技發(fā)展有限公司