容迟与容断网络中信任协作机制的研究

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延迟容忍网络(Delay Tolerant Network, DTN)作为一类分布式自组织网络,节点间的通信通过无线信道,并由多个节点转发来共同完成,因此节点的合作与否是通信实现的关键。但是节点由于能量、带宽、计算能力受限,通常会采取自私行为,随意丢弃要求其转发的消息,对网络性能造成严重影响。本文主要研究了DTN网络中存在恶意或自私节点的不合作行为的情况下,如何激励节点的合作性问题。首先,对容迟网络节点转发行为建模,研究节点不合作行为对网络性能所造成的影响,从正反两面证明节点协作的有效性和必要性;然后,提出了一种基于贝叶斯推断的信任协作机制,充分利用直接信任和第三方推荐提供的间接信任来对节点的合作行为进行量化,使得信任值的计算更加准确、合理;最后,将所提出的信任计算模型与蚁群生物启发算法相结合得到基于信任的蚁群路由算法(Trust-based Ant Colony Optimization, TrACO),该算法利用蚁群算法基于群空间的搜索能力和快速的自适应学习特性,能够适应容迟网络动态复杂多变的网络环境。仿真结果表明TrACO能够在较低的消息冗余度和丢弃数下获得较高的分组转发率和较低的消息传输时延,表现出较强的挫败节点自私行为的能力。
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