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基于相对距离接近度的DTN社会路由协议研究
摘要
DelayTolerantNetwork(DTN，延迟容忍网络)在缺少稳定可靠的互联网连接时发挥着重要作用。社交关系已被证明是DTN元素之一，它可以提供自组织与社会路由，但目前社交路由协议中仍然存在许多挑战。本研究提出了一种基于相对距离接近度的DTN社会路由协议，以解决社交路由中的挑战。该协议通过使用节点之间的相对距离，确定了节点之间的联系程度，从而更好地选择转发节点。通过仿真实验验证，该协议在数据传输成功率和延迟方面均优于其他社交路由协议。该协议在扩展性与鲁棒性等方面也表现出了许多优势，因此具有实际应用价值。
关键词：DTN，社交路由，相对距离，延迟容忍网络
引言
DTN是在缺乏互联网连接的情况下传递数据的理想网络。DTN采用数据存储并转发的机制，在网络断断续续的环境下保证数据的传输。传统DTN路由协议主要使用了单跳路由、多跳路由和空间路由等方式来实现数据传播。这些协议缺乏对网络拓扑结构和网络性能的准确描述，因此无法在实际应用中实现良好的效果。
伴随着社交网络的快速发展，社交网络作为DTN网络中的元素之一，已经成为DTN路由协议中的关键因素。社交关系有助于识别社交路由网络中的关键节点，使背包路由和基于社交关系的路由成为DTN中最广泛使用的路由方法之一。社交路由可以提供自组织的路由和社交路由功能，使得DTN可以在缺少互联网连接的情况下仍然能够有效地传输数据。
目前，社交路由协议面临着诸多挑战，例如路由决策容易受到外界干扰、路由信息的安全性较差等问题。因此，我们提出了一种基于相对距离接近度的DTN社交路由协议，以解决这些挑战。
研究方法
本研究提出的基于相对距离接近度的DTN社交路由协议是基于节点之间的相对距离来确定一个节点对于其他节点的相关程度，从而进行路由决策的。本协议分为三个主要阶段：建立相对距离的信息库、选择最佳转发节点、将数据转发到最佳转发节点。
1.建立相对距离的信息库
在本协议中，节点需要重复搜寻与其相遇的节点，以捕捉节点之间的相对距离信息。对于两个相遇的节点A和B，它们相对距离的定义如下：
d(A,B)=|x(A)-x(B)|+|y(A)-y(B)|+|z(A)-z(B)|
其中，x、y和z表示节点在三维空间中的坐标，x(A)表示节点A在x轴上的坐标。相对距离值越小，说明节点之间的接近度越高。
2.选择最佳转发节点
当一个节点需要转发数据时，它会优先选择与它相对距离最接近的节点作为转发节点。如果有多个节点与该节点的相对距离相同，节点会选择与其它节点具有更多相遇记录的节点作为转发节点。
3.将数据转发到最佳转发节点
当选择好最佳转发节点后，节点会将数据传送到最佳转发节点，并在传输过程中维护相对距离信息库，以用于下一次传输。
仿真实验
本研究使用ONEsimulator进行仿真，评估了相对距离接近度算法与其他社交路由协议（包括Epidemic、SprayandWait、Socialcast、Prophet）的性能表现。
在模拟实验中，节点被放置在一个矩形网络中，并在矩形网络中根据随机移动的模型移动。实验中使用了3种距离度量（平均交遇间隔（MeanEncounterInterval），平均相遇持续时间（MeanEncounterDuration）和平均相对距离（MeanRelativeDistance）），对不同的路由算法进行性能比较。
实验结果表明，相对距离接近度算法比其它路由算法在数据传输成功率和延迟方面表现更好。相对距离接近度算法的性能峰值随平均相对距离增加而减小，这与节点之间的相对距离有关。相对距离接近度算法具有较好的扩展性和鲁棒性，不会因社交网络的结构变化而导致性能下降。
结论
本研究提出了一种基于相对距离接近度的DTN社交路由协议，以更好地解决现有社交路由协议中的挑战。相对距离接近度算法使用节点之间的相对距离信息来确定一个节点对于其他节点的相对程度，从而进行路由决策。仿真实验表明，相对距离接近度算法比其他社交路由算法更有效。相对距离接近度算法在现实中具有许多具体应用价值，可以提高社交网络的鲁棒性和可靠性。然而，本研究仍然有许多改进之处，需要进一步研究和探索。