基于穩(wěn)定閉域的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)混合路由策略

李陟，姜怡，李千目，劉鳳玉

(1. 北京郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，北京100876；2. 南京理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210094；3. 北京啟明星辰信息安全技術(shù)有限公司，北京 100193)

1 引言

移動(dòng) ad hoc網(wǎng)絡(luò)（MANET, mobile ad hoc networks）是一種由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)自組織而成的無中心的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)需要依靠多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，因此如何路由是MANET研究中的一個(gè)核心問題，如按需矢量路由AODV[1]、動(dòng)態(tài)源路由DSR[2]、目的序列距離矢量路由DSDV[3]等都是應(yīng)用在MANET上的路由協(xié)議。MANET路由需要假定網(wǎng)絡(luò)在路由過程中具有連通性和一定的穩(wěn)定性，即網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔憩F(xiàn)為連通圖，且其節(jié)點(diǎn)移動(dòng)較緩慢或基本不動(dòng)。然而，在很多場(chǎng)合下，這種假定并不存在，高速的移動(dòng)和并不足夠的節(jié)點(diǎn)密度往往造成拓?fù)涞牟贿B通和反復(fù)的劇烈變化，如高速運(yùn)動(dòng)的車輛組成的公路車輛網(wǎng)絡(luò)[4]，或是由少量節(jié)點(diǎn)組成的并不時(shí)刻連通的生物檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)[5]等。時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)（DTN, delay tolerant networks）作為一種適應(yīng)性更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被提出，其存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制使用逐跳（hop-by-hop）路由的方式替代傳統(tǒng)MANET中的端到端（end-to-end）路由，從而解決了在不穩(wěn)定拓?fù)涞沫h(huán)境下，端到端路由無法被成功建立的問題。

相比較MANET路由，DTN路由協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更強(qiáng)的適應(yīng)能力是通過更高的時(shí)間和空間代價(jià)換取的，其路由協(xié)議往往通過高代價(jià)的洪泛來尋找目的節(jié)點(diǎn)，如最早提出的傳染路由（epidemic routing）[6]、通過有限副本約束洪泛的噴射等待路由（spray and wait）[7]、以節(jié)點(diǎn)相遇概率作為效用值進(jìn)行有條件洪泛的先知路由（PROPHET routing）[8]等。同時(shí)，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制也決定了 DTN路由協(xié)議具有更高通信延遲。因此，DTN路由協(xié)議的性能主要體現(xiàn)在其對(duì)洪泛和時(shí)延的抑制。

在真實(shí)的應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渫皇菃我坏慕Y(jié)構(gòu)，而是由不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)之間相互連通構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。如文獻(xiàn)[8]中的校園社交網(wǎng)絡(luò)，文獻(xiàn)[4]中的公路車輛網(wǎng)，文獻(xiàn)[9]中的鄉(xiāng)村道路網(wǎng)絡(luò)等，這些網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨著時(shí)間而發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)中的部分區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，始終連通，而另外一部分區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則具有短暫或間歇性連通的特性。這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境一些局部符合MANET的特性，一些局部必須依靠 DTN進(jìn)行路由。若完全采用MANET路由，則路由成功率很低，無法保證正常的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；若完全采用DTN路由，則在節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)能力較低的區(qū)域內(nèi)，DTN依靠多節(jié)點(diǎn)持有副本增加路由成功率的策略又增加了不必要的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。因此，有必要設(shè)計(jì)一種能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淝闆r自適應(yīng)的異構(gòu)路由策略，使之能夠在連通區(qū)域采用MANET單副本快速高效路由，在不連通區(qū)域間采用DTN多副本存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)高容錯(cuò)路由。

2 相關(guān)工作

文獻(xiàn)[10]分析了實(shí)現(xiàn)MANET和DTN混合路由的可能性，并實(shí)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單的混合路由策略，該策略首先基于AODV的RREQ過程尋找連通區(qū)域內(nèi)的目的節(jié)點(diǎn)，若能夠直接使用AODV路由，則更新路由表，并進(jìn)行路由，否則，以RREQ過程中發(fā)現(xiàn)的DTN節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該節(jié)點(diǎn)，并轉(zhuǎn)為 DTN路由。該算法對(duì)路由策略的轉(zhuǎn)換條件的判斷較為簡(jiǎn)單，雖然能夠在MANET算法失效時(shí)通過DTN繼續(xù)路由，但是由于MANET區(qū)域的存在，使得如PROPHET這樣的路由的投遞成功率并不高。文獻(xiàn)[11]對(duì)文獻(xiàn)[10]的工作進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于 DYMO[12]協(xié)議與 PROPHET協(xié)議的混合路由策略—DT-DYMO路由。該路由中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都計(jì)算和維護(hù)著其到網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的相遇效用值，并以此作為MANET路由階段的路由發(fā)現(xiàn)過程中選擇中繼節(jié)點(diǎn)的依據(jù)，即源節(jié)點(diǎn)將選擇返回RREP的節(jié)點(diǎn)中到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)效用值最高的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)，并通過 DYMO的方式發(fā)送數(shù)據(jù)分組到該節(jié)點(diǎn)，再由該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為PROPHET路由，進(jìn)入 DTN路由階段。DT-DYMO中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要維護(hù)一份全網(wǎng)的相遇效用信息，這使得維護(hù)成本較高，并且當(dāng)數(shù)據(jù)分組傳輸路徑中存在多個(gè)MANET區(qū)域時(shí)，DT-DYMO不能自適應(yīng)地轉(zhuǎn)換 DYMO協(xié)議，而仍然只能通過DTN來路由，在這種情況下，其路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥m應(yīng)性不高，路由性能也低于僅進(jìn)行MANET到DTN一次路由轉(zhuǎn)換的情況。文獻(xiàn)[13]提出一種基于分簇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 DTNMANET混合路由策略HYMAD，該策略在簇間采用Spray-and-Wait的DTN路由，當(dāng)數(shù)據(jù)分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)所在簇后轉(zhuǎn)換為 MANET中的距離矢量路由。該路由策略僅應(yīng)用在目的節(jié)點(diǎn)所在簇較大時(shí)，相對(duì) DTN路由具有較明顯的性能改進(jìn)。文獻(xiàn)[14]設(shè)計(jì)了一種讓少量游離于MANET基礎(chǔ)拓?fù)溥吘壍母咚龠\(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)具有DTN路由能力的混合路由策略，使得這部分節(jié)點(diǎn)在與 MANET主體拓?fù)鋽嚅_連接后，能夠?qū)?shù)據(jù)分組存儲(chǔ)等待拓?fù)湓俅芜B通后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。文獻(xiàn)[15]提出了一種結(jié)合傳染路由和集中式路由的基于統(tǒng)治集的路由策略，該策略首先部署一定數(shù)量的服務(wù)節(jié)點(diǎn)在固定位置，作為超級(jí)節(jié)點(diǎn)(super node)，同時(shí)假設(shè)這些超級(jí)節(jié)點(diǎn)可以穩(wěn)定地接入互聯(lián)網(wǎng)。這些超級(jí)節(jié)點(diǎn)同時(shí)也作為 DTN網(wǎng)關(guān)，在無法找到目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行 DTN路由的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)策略。該路由策略在超級(jí)節(jié)點(diǎn)的選擇上具有較大的局限性，且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪m應(yīng)能力不強(qiáng)。文獻(xiàn)[16]提出了一種基于DTN的OLSR路由，主要是通過增加部分節(jié)點(diǎn)的時(shí)延容忍能力，使得在網(wǎng)絡(luò)分割時(shí)，非DTN節(jié)點(diǎn)可以利用相鄰DTN節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能，降低由分組丟失引起的路由性能下降。該路由的實(shí)驗(yàn)設(shè)定為采用mesh結(jié)構(gòu)，DTN功能主要實(shí)現(xiàn)于上層的高功率節(jié)點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)靈活性較差，且mesh節(jié)點(diǎn)的部署合理性也對(duì)路由影響較大。

綜上所述，設(shè)計(jì)高效可行的異構(gòu)路由策略的主要挑戰(zhàn)在于能夠在路由的過程中，讓節(jié)點(diǎn)根據(jù)其本地拓?fù)洵h(huán)境，自適應(yīng)地選擇最合理的路由策略，并且能夠在MANET和DTN之間按需進(jìn)行轉(zhuǎn)換。文獻(xiàn)[10～14]所提出的異構(gòu)混合路由策略都只考慮了從MANET到DTN的路由轉(zhuǎn)換，路由協(xié)議不能夠根據(jù)本地拓?fù)錉顟B(tài)自適應(yīng)的發(fā)生轉(zhuǎn)換，即使在節(jié)點(diǎn)處于大范圍穩(wěn)定且連通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中時(shí)，路由也不具有從DTN轉(zhuǎn)換為MANET的功能，并且也都未說明混合路由策略所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?。文獻(xiàn)[15,16]雖然通過加入類似基站的固定節(jié)點(diǎn)提高了路由的自適應(yīng)性，但是同時(shí)也減低了拓?fù)涞沫h(huán)境適應(yīng)能力。本文首先明確定義了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ椭蠱ANET和DTN的主次關(guān)系，并基于以DTN為主的拓?fù)淠Ｐ拖?，設(shè)計(jì)了一種可以自適應(yīng)轉(zhuǎn)換為MANET的路由協(xié)議，該協(xié)議不需要加入固定基站節(jié)點(diǎn)的支持，完全根據(jù)本地路由環(huán)境自適應(yīng)完成。

3 網(wǎng)絡(luò)模型

在無線移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，使得由節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間通信鏈路為邊而構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D也在不斷地變化，因此，網(wǎng)絡(luò)模型也就取決于節(jié)點(diǎn)的分布和運(yùn)動(dòng)方式。通常，無論是在MANET或是DTN網(wǎng)絡(luò)中，任何的路由策略都是基于特定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ投O(shè)計(jì)，因此對(duì)混合路由策略的研究，也必須先定義明確的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?。以基礎(chǔ)拓?fù)渥鳛閯澐值囊罁?jù)，MANET和DTN異構(gòu)共存的網(wǎng)絡(luò)模型可以分為2類：類型1稱為基于MANET的拓?fù)洌洖镈OM（DTN over manet）模型，這類網(wǎng)絡(luò)中，大部分的節(jié)點(diǎn)相互連通，拓?fù)渥兓l率較低，存在少量高速移動(dòng)或與連通區(qū)域間歇性連通的節(jié)點(diǎn)，通常可以基于由MANET節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的連通統(tǒng)治集[17]來設(shè)計(jì)路由策略；類型2稱為基于DTN的拓?fù)?，記為MOD（manet over DTN）模型，這類網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D被分割為多個(gè)不相互連通的區(qū)域，拓?fù)鋱D整體不是連通圖，但是，在每個(gè)孤立的局部區(qū)域內(nèi)部又是相互連通的和拓?fù)湎鄬?duì)穩(wěn)定的。

基于以上對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷亩x，對(duì)比文獻(xiàn)[10,11,13]給出的路由策略，可以看出，其相同點(diǎn)是第1階段路由協(xié)議都是基于MANET，當(dāng)MANET失效后，第2階段采用DTN路由以避免路由的失敗。顯然，這樣的設(shè)計(jì)在網(wǎng)絡(luò)中存在大量MANET節(jié)點(diǎn)的DOM模型中是比較有效的，但是在路由維護(hù)的開銷上增加了為了少數(shù)不連通節(jié)點(diǎn)而需要維護(hù)的所有節(jié)點(diǎn)間的相遇效用。對(duì)于MOD模型，若發(fā)起路由時(shí)所在的區(qū)域內(nèi)相互連通的節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少，則這些路由策略基本等同于直接使用DTN路由。下面通過定義1給出本文具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷亩x。

定義1 設(shè)G為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，V為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的集合。VM?V為網(wǎng)絡(luò)中一組相互間相對(duì)位置穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)，且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DGM=(VM,EM)是連通圖。這里，EM為定義在圖GM上的邊集，若節(jié)點(diǎn)u, v∈VM，且u, v之間存在一條穩(wěn)定的通信鏈路，則u, v間存在邊euv∈EM。設(shè)網(wǎng)絡(luò)中存在有n(n為正整數(shù))組這樣的節(jié)點(diǎn)集合VM1,…,VMn，且不存在邊euv，使得節(jié)點(diǎn)u∈VMi,v∈VMj,i≠j。

定義1是基于MOD模型給出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ投x，當(dāng)n=1時(shí)，就轉(zhuǎn)變?yōu)镈OM模型。在定義中，每一個(gè)GM都是一個(gè)連通的拓?fù)浞€(wěn)定的MANET區(qū)域，當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)起一次路由時(shí)，通常認(rèn)為會(huì)穿過多個(gè)這樣的區(qū)域，這就需要路由策略能夠根據(jù)本地局部拓?fù)湫畔⒆赃m應(yīng)地選擇使用最合適的路由算法，以達(dá)到最高的性能。而文獻(xiàn)[10,11,13]中所給出的只轉(zhuǎn)換一次路由算法的策略顯然不能在該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ椭羞_(dá)到最優(yōu)的性能。

4 穩(wěn)定閉域

4.1 穩(wěn)定閉域的定義及算法

相比DTN路由，在MOD網(wǎng)絡(luò)中，處于拓?fù)浞€(wěn)定區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)采用單播傳輸方式的MANET路由能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)中的冗余數(shù)據(jù)傳輸，并具有更低的傳輸時(shí)延和更高的傳輸成功率，但這需要端到端的連通穩(wěn)定拓?fù)涞闹С?。理想狀態(tài)下，當(dāng)數(shù)據(jù)分組進(jìn)入MANET區(qū)域后，將改為MANET路由，因此，只有MANET區(qū)域邊界上的節(jié)點(diǎn)需要具有DTN路由能力。如圖1所示，以網(wǎng)絡(luò)中一塊連通且拓?fù)浞€(wěn)定的MANET區(qū)域?yàn)槔?，?jié)點(diǎn)v1,…,v7的功率覆蓋區(qū)域的外沿形成了一個(gè)閉合區(qū)域，該區(qū)域滿足以下條件：1) 區(qū)域內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)的功率覆蓋范圍都不超出該閉合區(qū)域的外沿；2) 任意DTN節(jié)點(diǎn)與該區(qū)域內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)相遇前都將先與組成該閉合區(qū)域外沿的節(jié)點(diǎn)相遇。可以認(rèn)為MANET路由的數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)大于DTN節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，因此，DTN節(jié)點(diǎn)與該穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)間的通信都可以由組成閉域外沿的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行代理。下面給出閉域節(jié)點(diǎn)集的明確定義和求解閉域的分布式算法。

圖1 穩(wěn)定閉域

定義2 從任意方向穿過GM圖，最先遇到的節(jié)點(diǎn)的集合定義為該GM圖的閉域節(jié)點(diǎn)集(EHS, enclosure host set)。

假定網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)間相對(duì)的運(yùn)動(dòng)模型不會(huì)發(fā)生改變，即若任選節(jié)點(diǎn)u, v，則u, v始終相對(duì)移動(dòng)性較低（即滿足MANET路由對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的需求）或始終相對(duì)移動(dòng)性較高（即符合DTN節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)模型），且所有節(jié)點(diǎn)功率半徑都相同，用d表示，那么有以下定義。

定義3 設(shè)節(jié)點(diǎn)u, v∈V，若u, v始終相對(duì)移動(dòng)性較低，u, v在GM圖上的實(shí)際距離為D，若D≤nd，則v是u的n倍功率半徑鄰居，所有這樣的節(jié)點(diǎn)v構(gòu)成了u的n倍功率半徑鄰居集合，記為Nbrn( u)。

以下算法假定目標(biāo)區(qū)域的拓?fù)錆M足GM的定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有唯一的ID號(hào)，且知道自己的位置信息。

算法1 求EHS集的分布式算法

1) 對(duì)該區(qū)域內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)u，令其與Nbr2( u)中節(jié)點(diǎn)交換位置信息。

2) 對(duì)于每個(gè)v∈Nbr2( u)，分別計(jì)算以v為圓心d為半徑的圓Cv在u為圓心d為半徑的圓Cu上截取的圓弧[rad( u, v)start,rad( u, v)end]，若則u?EHS，否則u∈EHS。

4.2 基于穩(wěn)定閉域的限定連通統(tǒng)治集

在以MOD為拓?fù)淠Ｐ偷木W(wǎng)絡(luò)中，存在著多個(gè)移動(dòng)能力較低，拓?fù)漭^為穩(wěn)定的區(qū)域，這些區(qū)域會(huì)阻礙DTN中通過有限副本數(shù)量依靠節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)能力來把數(shù)據(jù)分組投遞到目的節(jié)點(diǎn)的投遞成功率，如進(jìn)入等待過程的Spray and Wait路由，當(dāng)副本傳入到這些穩(wěn)定區(qū)域后，就無法再隨著節(jié)點(diǎn)而移動(dòng)了。因此，本文選用PROPHET這個(gè)基于洪泛多副本機(jī)制的路由協(xié)議作為混合路由中DTN階段的路由協(xié)議。在PROPHET路由中，需要維護(hù)一個(gè)所有節(jié)點(diǎn)的通信效用表，以此作為DTN路由選擇下一跳中繼節(jié)點(diǎn)的依據(jù)。顯然，DTN節(jié)點(diǎn)只通過與EHS集合中的節(jié)點(diǎn)交換信息是不能夠構(gòu)建包括閉域中所有節(jié)點(diǎn)的通信效用表的，因此，需要通過構(gòu)造一個(gè)包含EHS節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的限定連通統(tǒng)治集（CCDS, constrained connected dominating set），用于收集閉域內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的信息，并傳送給參與DTN協(xié)議的EHS集合中的節(jié)點(diǎn)。

算法2 求CCDS集的分布式算法

1) 執(zhí)行算法1，若節(jié)點(diǎn)u∈EHS，則把u加入CCDS。

2) 若節(jié)點(diǎn)u存在至少2個(gè)不相鄰的鄰居，則把u加入CCDS。

3) 設(shè)u, v, w∈CCDS，u?EHS，IDv＞IDu,IDw＞IDu，v∈Nbr1( u), w∈Nbr1( u), w∈Nbr1( u)，P=EHS∩Nbr1( v), Q=EHS∩Nbr1( w)，則以下情況中把u從CCDS中刪除。

a)Nbr1( u){v}?Nbr1( v){u},不考慮ID的 關(guān)系；

b)Nbr1( u){v}=Nbr1( v){u}；

c)Nbr1( u){v}?Nbr1( v)∪Nbr1( P)；

d)Nbr1( u){v}?Nbr1( v)∪Nbr1( P)∪Nbr1( w)∪Nbr1( Q)。

定理1 CCDS是連通的，且所有節(jié)點(diǎn)或在CCDS上或被CCDS所統(tǒng)治。

證明 由定義1知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑跏际沁B通圖，對(duì)于任意節(jié)點(diǎn)u∈CCDS，顯然節(jié)點(diǎn)v∈Nbr1( u)且v∈CCDS是與其連通的。若w∈Nbr2( u)，由定義1，必存在節(jié)點(diǎn)p，使得w, u在原拓?fù)鋱D上連通，由步驟2)知p∈CCDS，因此步驟2)得出的CCDS是連通的。設(shè)節(jié)點(diǎn)u?CCDS且Nbr1( u)∩CCDS=?，則Nbr2( u)∩CCDS≠?，由步驟2)必存在節(jié)點(diǎn)v∈Nbr1( u)，v需要被加入到CCDS中，這與定義1矛盾，因此執(zhí)行步驟2)后滿足定理1。考慮步驟3)的a)、b)，由于節(jié)點(diǎn)u的u所有鄰居都是v的鄰居，同時(shí)v∈CCDS，則所統(tǒng)治的節(jié)點(diǎn)同時(shí)也被v統(tǒng)治，u在CCDS上的鄰居同時(shí)也是v的鄰居，因此從CCDS刪去u仍然滿足定理1。考慮c)，設(shè)由u統(tǒng)治的節(jié)點(diǎn)集Nbr1( u)=A∪B，其中A?Nbr1( v)，B?Nbr1( P)，A部分性質(zhì)已證，由于P中節(jié)點(diǎn)必定在最終CCDS結(jié)果集中，因此B部分節(jié)點(diǎn)必被P中節(jié)點(diǎn)統(tǒng)治，同時(shí)u在CCDS上的鄰居也與v或P中節(jié)點(diǎn)連通，因此從CCDS刪去u仍然滿足定理1，同理可證d)，證畢。

在600×600大小的場(chǎng)景范圍內(nèi)，由算法2構(gòu)建的一個(gè)總節(jié)點(diǎn)數(shù)為80個(gè)節(jié)點(diǎn)的CCDS拓?fù)淙鐖D2所示，為EHS節(jié)點(diǎn)，為在CCDS集中的非EHS節(jié)點(diǎn)。在不同網(wǎng)絡(luò)密度下，CCDS集合中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)占總節(jié)點(diǎn)數(shù)的百分比如圖3所示?？梢钥闯鲭S著網(wǎng)絡(luò)密度的增大，使用CCDS來優(yōu)化拓?fù)洌軌驕p少50%以上的節(jié)點(diǎn)來參與DTN路由，這將極大地減小DTN路由的效用維護(hù)代價(jià)，同時(shí)很好地限制了DTN數(shù)據(jù)分組的無效洪泛。

圖2 CCDS拓?fù)?/p>

圖3 CCDS節(jié)點(diǎn)數(shù)占總節(jié)點(diǎn)數(shù)比例

5 基于穩(wěn)定閉域的混合路由策略

5.1 混合路由策略

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間路由協(xié)議設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是解決不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下路由協(xié)議的過渡問題。DTN路由協(xié)議中的PROPHET路由同樣可在MANET的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下路由成功，在第2節(jié)所提及的相關(guān)工作由于無法自適應(yīng)地多次進(jìn)行轉(zhuǎn)換路由，因此都采用了PROPHET作為在MANET失效后的DTN路由策略，使之能夠保證傳輸?shù)某晒β?。然而PROPHET有著近似于傳染路由的路由代價(jià)，且需要較長(zhǎng)的熱身時(shí)間來收集足夠信息用于估計(jì)節(jié)點(diǎn)間的相遇概率，因此在可行性上有較大的局限。本文提出的混合路由策略很好地解決了MANET和DTN路由協(xié)議過渡過程中路由協(xié)議轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)選擇的問題。這種路由策略支持多次轉(zhuǎn)換以最大程度上利用2種路由協(xié)議的優(yōu)勢(shì)。

本文把算法1中標(biāo)記的EHS節(jié)點(diǎn)作為MANET與DTN路由之間的轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，把算法2中求得的CCDS節(jié)點(diǎn)作為參與DTN協(xié)議中節(jié)點(diǎn)通信效用維護(hù)的輔助節(jié)點(diǎn)。這樣就對(duì)MANET區(qū)域中節(jié)點(diǎn)的路由職責(zé)進(jìn)行了劃分：EHS集合中的節(jié)點(diǎn)參與DTN路由；CCDS節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)維護(hù)其所在MANET區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)信息；其余節(jié)點(diǎn)只運(yùn)行MANET路由協(xié)議，不參與DTN路由。路由策略描述如下。

1) 每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于鄰居行為對(duì)自身性質(zhì)進(jìn)行判定，區(qū)分MANET與DTN。

2) MANET節(jié)點(diǎn)分別執(zhí)行算法1和算法2確定自己在網(wǎng)絡(luò)中的路由角色。

3) 節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由角色執(zhí)行相應(yīng)路由協(xié)議。

第3節(jié)已經(jīng)說明了本文的網(wǎng)絡(luò)模型是基于宏觀DTN的，因此，混合路由策略的設(shè)計(jì)需要確保對(duì)已有DTN路由的完全支持。本文提出的路由策略所做的主要貢獻(xiàn)是減小了MANET和DTN混合結(jié)構(gòu)中DTN路由維護(hù)代價(jià)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分組在穿越不同結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時(shí)路由協(xié)議的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換。下面分別對(duì)以PROPHET為路由的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用混合路由策略的路由轉(zhuǎn)換和路由維護(hù)過程進(jìn)行說明。

5.2 路由算法

當(dāng)數(shù)據(jù)分組為MANET節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建或由DTN協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)至EHS節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行以下算法。

算法3 基于穩(wěn)定閉域的混合路由（SEHR,stable enclosure based hybrid routing）算法

1) 數(shù)據(jù)分組攜帶節(jié)點(diǎn)發(fā)起AODV路由協(xié)議在連通區(qū)域內(nèi)尋找目的節(jié)點(diǎn)。

2) 同一連通區(qū)域的EHS節(jié)點(diǎn)在收到RREQ請(qǐng)求后，回復(fù)RREP，該RREP分組包含其到目的節(jié)點(diǎn)的相遇概率值。

3) 數(shù)據(jù)分組攜帶節(jié)點(diǎn)若收到目的節(jié)點(diǎn)的RREP回復(fù)，則直接使用AODV路由到目的節(jié)點(diǎn)；否則，比較前一跳DTN鄰居中和發(fā)出RREP回復(fù)的節(jié)點(diǎn)中，與目的節(jié)點(diǎn)的相遇概率。若前者相遇概率高，則轉(zhuǎn)到4)，否則轉(zhuǎn)到5)。

4) 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組給該DTN節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到6)。

5) 使用AODV路由協(xié)議，以單播方式發(fā)送數(shù)據(jù)分組到回復(fù)RREP的節(jié)點(diǎn)中到目的節(jié)點(diǎn)相遇概率最高的節(jié)點(diǎn)。

6) 轉(zhuǎn)為PROPHET路由。

EHS作為轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，在路由過程中具有DTN節(jié)點(diǎn)的功能，若從DTN節(jié)點(diǎn)中收到數(shù)據(jù)分組，則使用算法3中的路由，在本地尋找快速通路，圖4給出了數(shù)據(jù)分組從攜帶節(jié)點(diǎn)R1，找到中繼節(jié)點(diǎn)R2，并穿越該MANET區(qū)域的過程，這里源節(jié)點(diǎn)為S，目的節(jié)點(diǎn)為D。同時(shí)，EHS節(jié)點(diǎn)也是MANET區(qū)域的中繼節(jié)點(diǎn)，當(dāng)其收到本區(qū)域的數(shù)據(jù)分組后，即轉(zhuǎn)入DTN路由，圖5給出了R1作為中繼節(jié)點(diǎn)使用DTN路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的過程。

圖5 DTN到MANET的路由轉(zhuǎn)換

5.3 路由維護(hù)

SEHR使用與PROPHET路由相同的投遞概率公式，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)u與v相遇時(shí)，按如式(1)更新計(jì)算節(jié)點(diǎn)u與v的投遞概率。

其中，pinit∈[0…1]是給定的節(jié)點(diǎn)間初始相遇概率。節(jié)點(diǎn)u按式(2)更新其通過v到w的投遞概率。

其中，β是一給定參數(shù)，用于傳遞節(jié)點(diǎn)間的投遞概率權(quán)值。PROPHET路由在每次與其他節(jié)點(diǎn)相遇時(shí)會(huì)先對(duì)自身投遞概率表進(jìn)行權(quán)值衰退（ageing），之后按照投遞概率公式進(jìn)行更新。其衰退公式如下。

其中，γ是衰退因子，在PROPHET中取0.98，k為距離上次衰退的總時(shí)間與衰退周期的比。PROPHET路由對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的γ是相同的，這會(huì)導(dǎo)致相對(duì)移動(dòng)性較低的相鄰節(jié)點(diǎn)間的投遞概率一直衰退。因此，同一連通MANET區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的衰退因子γ被設(shè)置為1，使得相對(duì)移動(dòng)性較低的節(jié)點(diǎn)間不發(fā)生衰退。

由定理1，CCDS作為MANET區(qū)域的統(tǒng)治集，維護(hù)了該區(qū)域中的所有節(jié)點(diǎn)的信息，即任意EHS節(jié)點(diǎn)都通過CCDS維護(hù)該MANET區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相遇概率。再由定義2可知，當(dāng)DTN節(jié)點(diǎn)與該區(qū)域中任意節(jié)點(diǎn)相遇時(shí)，必將先與EHS中的節(jié)點(diǎn)相遇?？梢哉J(rèn)為，數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)大于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度。那么，在DTN節(jié)點(diǎn)與MANET區(qū)域邊緣的EHS相遇時(shí)，僅由EHS與DTN節(jié)點(diǎn)維護(hù)相遇概率，若該MANET區(qū)域內(nèi)存在與目的節(jié)點(diǎn)相遇概率更高的節(jié)點(diǎn)，則由EHS節(jié)點(diǎn)接受該數(shù)據(jù)分組后，以單播MANET（AODV）路由的方式發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。這樣既減小了PROPHET數(shù)據(jù)分組的冗余轉(zhuǎn)發(fā)，又減小了衰退概率維護(hù)的代價(jià)。

6 仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)的主要目的是驗(yàn)證不同路由算法對(duì)DTN副本轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的控制能力，從而考察節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)出現(xiàn)溢出造成分組丟失后對(duì)路由性能產(chǎn)生的影響。為了排除IEEE 802.11協(xié)議在局部密集拓?fù)洵h(huán)境下由于沖突造成的分組丟失對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響（該問題可通過MANET拓?fù)淇刂频姆椒ń鉀Q不屬于本文討論的范圍），本文選用ONE[18]平臺(tái)作為仿真工具，該平臺(tái)為路由協(xié)議的仿真提供了理想狀態(tài)的MAC層環(huán)境，即不考慮由于鏈路沖突造成的路由協(xié)議分組丟失問題，因此MANET路由協(xié)議的投遞成功率比非理想環(huán)境增加約23%，DTN部分由于節(jié)點(diǎn)較稀疏，且使用無路由發(fā)現(xiàn)過程的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，因此只對(duì)投遞時(shí)延有很小的影響。實(shí)驗(yàn)通過設(shè)置2種大小不同因子緩沖區(qū)對(duì)SEHR、HYMAD和DT-DYMO路由進(jìn)行了性能分析比較。

6.1 仿真環(huán)境設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔幌薅ㄔ? 000m×3 000m的區(qū)域，該區(qū)域被分為了9個(gè)1 000m×1 000m等大的小區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域內(nèi)MANET節(jié)點(diǎn)的生成限定在距區(qū)域中心(1 000節(jié)點(diǎn)功率半徑)的范圍，以此保證2個(gè)相鄰的區(qū)域間MANET節(jié)點(diǎn)不相互連通。MANET區(qū)域節(jié)點(diǎn)平均密度為 1.1～2.2個(gè)/10 000m2，以此保證CCDS中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量占總MANET節(jié)點(diǎn)數(shù)的50%以下。圖6給出了有4個(gè)MANET區(qū)域的拓?fù)浞植际纠?，其中M1、M2、M3、M4為4個(gè)內(nèi)部連通的，但相互間不連通的MANET區(qū)域。圖7給出了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景截圖，實(shí)驗(yàn)中 DTN節(jié)點(diǎn)為全區(qū)域隨機(jī)分布，通過逐漸增加MANET節(jié)點(diǎn)所占百分比和改變數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小來測(cè)試在不同環(huán)境下路由協(xié)議的性能。

圖6 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽?/p>

表1給出了實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，從第1 000s開始，平均每隔8s生成一個(gè)新數(shù)據(jù)分組。為了保證路由協(xié)議的可比性，HYMAD的簇間路由被設(shè)置為PROPHET，即所比較的 3個(gè)路由協(xié)議都以PROPHET作為DTN路由，而PROPHET是一種有條件的多副本傳染路由，因此，數(shù)據(jù)分組緩沖區(qū)的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響。若緩沖區(qū)足夠大，則可以避免由于緩沖區(qū)滿而導(dǎo)致丟棄數(shù)據(jù)分組后，重復(fù)接收被丟棄數(shù)據(jù)分組而造成的過量洪泛，同時(shí)也可以保證投遞成功率和時(shí)延。本文提出的路由策略可以在緩沖區(qū)足夠大時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，在緩沖區(qū)有限時(shí)較明顯地提高路由性能。通過設(shè)計(jì)在不同緩沖區(qū)情況下的2組實(shí)驗(yàn)，對(duì)SEHR的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。

圖7 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

6.2 大緩沖區(qū)實(shí)驗(yàn)

首先，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)足夠大的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)，設(shè)該緩沖區(qū)大小為bSize，假設(shè)每個(gè)數(shù)據(jù)分組副本在產(chǎn)生后，都能夠立刻被傳染到所有節(jié)點(diǎn)上，則任意節(jié)點(diǎn)可能接收到的數(shù)據(jù)分組副本最大個(gè)數(shù)n為

其中，eTimemax-eTimemin為仿真過程中，數(shù)據(jù)分組產(chǎn)生的總時(shí)間，mNum/( eTimemax-eTimemin)即產(chǎn)生的總數(shù)據(jù)分組數(shù)除以產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組的總時(shí)間，得到每秒產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組的個(gè)數(shù)，用數(shù)據(jù)分組的生存時(shí)間mTTL乘以每秒產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組的個(gè)數(shù)得到在同一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中可能存在的數(shù)據(jù)分組的最大個(gè)數(shù)，則能夠存放這些數(shù)據(jù)分組的緩沖區(qū)的大小為

把表1數(shù)據(jù)代入式(4)和式(5)，得bSize最大為37.5Mbyte，因此節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組緩沖區(qū)設(shè)置為40M，使之足夠大。由于在此實(shí)驗(yàn)設(shè)定下，PROPHET的平均投遞時(shí)延約為200～300s，遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)分組TTL值，這使得3種協(xié)議在性能指標(biāo)上較為接近，如表2所示。

表2 大緩沖區(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)

表2分別給出了不同MANET節(jié)點(diǎn)比例下的投遞成功率、端到端投遞時(shí)延和數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。可以看出，只有SEHR可以隨著MANET區(qū)域的增加而有效地減小冗余轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，同時(shí)在傳輸時(shí)延上與其他2種協(xié)議基本一致。DT-DYMO和HYMAD分別在路由的初始簇和目的簇內(nèi)使用 MANET路由。實(shí)驗(yàn)表明，這樣的路由策略并不能隨著MANET節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加而明顯降低數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，雖然MANET節(jié)點(diǎn)總數(shù)增加了，但不同MANET區(qū)域之間并不相連，因此若目的節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)不在同一MANET區(qū)域，那么對(duì)于DT-DYMO路由就等同于直接執(zhí)行PROPHET，而HYMAD也僅在數(shù)據(jù)分組被傳入目的簇后才能轉(zhuǎn)換為單副本MANET路由，但總體數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)仍然較高。

6.3 小緩沖區(qū)實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔辉O(shè)置為4塊相互間不連通的MANET區(qū)域，每塊MANET區(qū)域內(nèi)部是連通的。MANET區(qū)域中的總節(jié)點(diǎn)數(shù)占仿真實(shí)驗(yàn)中全部節(jié)點(diǎn)數(shù)量的60%，另外40%為DTN節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)在整個(gè)仿真區(qū)域內(nèi)移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中，通過不斷改變節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)的大小，來比較不同路由協(xié)議的性能。

圖8 數(shù)據(jù)分組投遞成功率

圖9 端到端時(shí)延

圖10 數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)

圖8～圖10分別給出了相同比例MANET節(jié)點(diǎn)，不同緩沖區(qū)大小的情況下的投遞成功率、投遞時(shí)延和數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。比較3種路由策略，能夠自適應(yīng)地進(jìn)行路由策略轉(zhuǎn)換的 SEHR充分利用了MANET路由轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)少的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)局部的MANET連通區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)換為MANET路由，從而在數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)減小時(shí)仍然能夠保持較高的路由性能。

6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在大緩沖實(shí)驗(yàn)及不考慮MAC層沖突分組丟失的理想狀態(tài)下，由于節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)足夠大，使得基于傳染策略傳輸?shù)?DTN路由階段在移動(dòng)性較小的MANET連通區(qū)域內(nèi)傳輸?shù)亩说蕉送哆f時(shí)延和成功率與 AODV基本相同。但是，隨著 MANET節(jié)點(diǎn)比例的增加，基于多副本的PROPHET路由將產(chǎn)生數(shù)倍于AODV的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，這不僅消耗大量的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算資源，也會(huì)在真實(shí)環(huán)境中由于MAC層沖突而大量產(chǎn)生分組丟失。因此，在MOD的混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，需要明確定義路由策略的轉(zhuǎn)換條件，以確保進(jìn)入MANET連通區(qū)域后，能盡量采用單副本方式的MANET路由，限制DTN在MANET區(qū)域內(nèi)的多副本傳染，DT-DYMO路由并沒有很好地解決這一問題。HYMAD雖然定義了明確的轉(zhuǎn)發(fā)邊界，即節(jié)點(diǎn)簇，但是其分簇算法在完全分布式環(huán)境下具有一定的可行性問題，因此，在本文中采用的是直接指定MANET區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)簇的方法。

在小緩沖實(shí)驗(yàn)中，由于采用了小數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)的設(shè)置，使得在冗余數(shù)據(jù)分組的數(shù)量增加后，轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)很快被填滿，在這種情況下，不斷接收的新數(shù)據(jù)分組就導(dǎo)致大量未來得及轉(zhuǎn)發(fā)的存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)分組被丟棄，丟棄未成功轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組還會(huì)造成該數(shù)據(jù)分組的重復(fù)傳染，更加重了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。本文提出的SEHR混合路由策略，通過自適應(yīng)地轉(zhuǎn)換為 MANET路由，減少了 DTN階段參與路由的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，同時(shí)也通過MANET階段的路由減小了數(shù)據(jù)分組副本的產(chǎn)生數(shù)量和轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，從而很好地釋放了多副本協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)的壓力，有效地提高了路由的性能。

考慮到對(duì)各種拓?fù)淝闆r的兼容性，由于可能存在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性不強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，因此，本文所提出的路由策略在 DTN階段主要適用于以多副本傳染為主要策略路由協(xié)議。對(duì)于依靠節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性來傳遞攜帶的數(shù)據(jù)分組，以減小轉(zhuǎn)發(fā)的如噴霧等待（spray-and-wait）這類DTN路由并不適用。

綜上所述，SEHR通過按需的局部MANET路由減小 DTN的多副本數(shù)據(jù)分組復(fù)制策略造成的洪泛，在高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的情況下有效地抑制了由于轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)被填滿引起分組丟失所造成的路由性能下降的問題。同時(shí)，在MANET路由發(fā)現(xiàn)失效的情況下，SEHR能夠按需的轉(zhuǎn)換為DTN路由以保證路由過程不會(huì)因?yàn)闀簳r(shí)無法找到端到端路由而中斷。因此，SEHR是一種非常適合在高流量的、變化的、混合的、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下使用的路由策略。但SEHR同時(shí)也存在一定的缺陷，由于穩(wěn)定閉域的邊界節(jié)點(diǎn)需要同時(shí)維護(hù)2種路由協(xié)議，因此其節(jié)點(diǎn)成本較高，也會(huì)在工作時(shí)消耗較高的能量，可能導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電量較早耗盡，成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，因此SEHR在實(shí)際應(yīng)用中還需要進(jìn)一步改進(jìn)以減小閉域邊界節(jié)點(diǎn)的能量消耗，避免其過早失效。

7 結(jié)束語

本文提出了一種基于MANET轉(zhuǎn)發(fā)閉域的，可應(yīng)用于混合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱?chǎng)景中的混合路由策略。該路由策略通過當(dāng)前攜帶數(shù)據(jù)分組節(jié)點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞谋镜匦畔⒆赃m應(yīng)地選擇MANET或DTN路由協(xié)議，以充分發(fā)揮MANET路由相對(duì)的高性能和DTN路由的高容錯(cuò)的特點(diǎn)。通過構(gòu)建基于MANET閉域的連通統(tǒng)治集使得 DTN路由可以感知網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，利用閉域內(nèi)的MANET路由降低數(shù)據(jù)分組在整個(gè)路由轉(zhuǎn)發(fā)過程中的冗余副本數(shù)量，并在局部提高了端到端的投遞性能，同時(shí)也有效降低了DTN路由的維護(hù)成本。通過實(shí)驗(yàn)證明了在復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的流量較高時(shí)，本文提出的路由策略相對(duì)于不能自適應(yīng)路由轉(zhuǎn)換的混合路由策略具有更好的適應(yīng)性和更高的性能。進(jìn)一步的研究目標(biāo)是擴(kuò)展SEHR路由策略對(duì)其他性能更高的 DTN路由協(xié)議的兼容能力，以在更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境中提供更高效的路由轉(zhuǎn)發(fā)能力。

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