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Linux平台DTN单播路由协议设计与实现

作　者: 孙垚光
导　师: 金志刚
学　校: 天津大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: DTN 延迟 Epidemic路由协议实现 DSR
分类号: TP316.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 58次
引　用: 1次
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内容摘要

延迟容忍网络(Delay Tolerant Network, DTN)是一种间歇性连接的无线网络。在这类网络中,主机节点分布稀疏,状态很不稳定,网络拓扑变化频繁,从而导致数据包传输的延迟和丢包率很不理想,甚至可能长时间处于断开状态,无法保证端到端的传输。DTN的这些特点导致了DTN路由问题与当前大多数网络模型的不同,因为DTN中很可能任何时候都没有路径存在,而同时报文必须长时间占用主机节点的缓存空间。因此,DTN路由问题的研究具有较强的挑战性,相关路由算法的研究也是DTN研究中的热点。本文依据DTN中广泛采用的传染病路由算法,又叫Epidemic路由算法,在Linux平台实现适用于间歇性连接网络的路由协议。它是一种无状态路由协议,基于洪范机制,即在完成对数据包的投递之前,最大限度的缓存网络报文。在此基础上,本论文又对Epidemic路由协议进行改进,以尽量节省无线网络的带宽和移动节点的存储空间,提高可用性,使其对间歇性连接网络有更好的适用性。作者通过不同的试验对Epidemic路由协议进行了简单的性能评价。试验结果表明改进后的Epidemic路由协议具有很好的可用性。另外,将传统Ad Hoc路由协议DSR进行了结构调整,使得Epidemic路由和DSR路由协同工作,实现了在较复杂的网络环境中两种路由协议的切换功能。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 选题动机  9-10
  1.3 论文工作  10-11
  1.4 论文结构  11-12
第二章延迟容忍网络概述  12-18
  2.1 TCP/IP 协议的局限性  12-13
  2.2 延迟容忍网络简介  13-16
    2.2.1 延迟容忍网络的研究背景  13-14
    2.2.2 延迟容忍网络的特点  14-15
    2.2.3 延迟容忍网络的研究现状  15-16
  2.3 传染病路由协议简介  16-18
第三章 Epid路由协议在Linux下的实现  18-47
  3.1 Linux 系统的优势  18
  3.2 软硬件平台环境  18-19
  3.3 具体架构和实现  19-40
    3.3.1 用户空间和内核空间  19-20
    3.3.2 与内核空间交互  20-21
    3.3.3 截获网络报文  21-23
    3.3.4 操控网络报文  23-28
    3.3.5 定时处理任务  28-30
    3.3.6 Epid 总体架构图  30-32
    3.3.7 Epid 控制报文  32-33
    3.3.8 处理控制报文  33-36
    3.3.9 处理数据报文  36-40
  3.4 改进和优化  40-43
    3.4.1 概率转发机制  40
    3.4.2 消息确认列表  40-41
    3.4.3 网络报文发送  41-42
    3.4.4 网络报文复用  42-43
  3.5 遇到的问题及其解决方案  43-47
    3.5.1 缓存的清理  43
    3.5.2 发送数据的限速  43-44
    3.5.3 消息完整度  44
    3.5.4 相关列表的展示  44-46
    3.5.5 多核的互斥访问  46-47
第四章 Epid路由模块的性能分析  47-54
  4.1 试验环境  47-48
  4.2 单跳投递率  48-49
    4.2.1 试验场景  48
    4.2.2 试验步骤  48-49
    4.2.3 试验结果  49
  4.3 多跳投递率  49-52
    4.3.1 试验场景  49-50
    4.3.2 试验步骤  50-51
    4.3.3 试验结果  51-52
  4.4 验证消息列表机制  52-54
    4.4.1 试验场景  52
    4.4.2 试验步骤  52-53
    4.4.3 试验结果  53-54
第五章 Epid模块和DSR路由的整合  54-62
  5.1 DSR 路由协议简介  54-55
  5.2 DSR 在Linux 中的实现结构  55-57
  5.3 整合Epid 模块与DSR 模块  57-59
  5.4 相关试验  59-62
    5.4.1 试验场景  60
    5.4.2 试验步骤  60-61
    5.4.3 试验结果  61-62
第六章结论与展望  62-64
  6.1 论文总结  62
  6.2 存在的问题  62-63
  6.3 研究展望  63-64
参考文献  64-66
发表论文和科研情况说明  66-67
致谢  67

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