网络广播的2.7秒延迟容忍优化策略

现有广播协议既可以是针对静态网络的、基于CDS的协议，又可以是针对中速移动网络的盲洪泛协议，还可以是针对高速移动网络和频繁分割网络的超洪泛协议（Viswanath and Obraczka，2002）。在静态网络中，节点不移动或慢速移动，这样在广播期间，网络拓扑不会发生变化。但是，中速移动网络和高速移动网络之间的分割线非常细。一般而言，区别基于广播期间某个节点邻居变化的百分率。如果每个节点或者是静止的，或者是中速移动的，则称该网络是中速移动的。因此，即使网络静态节点中存在单个中速移动节点，网络也是中速移动的。如果至少有一个网络节点是高速移动的，则称该网络是高速移动的。因此，一个包含少数高速车辆和许多沿路行人的网络是高速移动网络（Khan et al.，2008）。

前面各节已经对静态网络的广播协议进行了讨论。在移动网络中，由于邻居知识的维护开销较大，或者甚至无法实现，因而在中速移动网络中，仍可采用盲洪泛协议。但是，在包含临时分割和高移动性的网络中，仅采用该协议是不够的。这是由于即使网络中的每个节点后来发现了新邻居，该节点也仅重传一次广播消息的事实。超洪泛协议是由Viswanath和Obraczka于2002年提出的，它涉及这些场景。在超洪泛协议中，只要节点发现新的邻居，它就会重传广播消息。这样，在广播期间，当节点移动时，它能够跨区传播消息。该协议以高消息开销为代价，来提高可靠性。针对静态网络和移动网络，参考文献（Viswanath and Obraczka，2002）在使用一些阈值的基础上，提出了一种自适应方法。参考文献（Khan et al.，2008）指出，阈值是基于移动性参数和流量参数，这些参数可能难以收集或无法进行收集。

参考文献（Khan et al.，2008）对从静态到高速移动网络中的无参广播问题进行了研究。此研究成果非常适于延迟容忍网络中的应用。提出的协议PBSM（Pa-rameterless Broadcasting from Static to Mobile，从静态到移动的无参广播）假定每个节点具有两跳拓扑知识。该协议的目标是：在无需计算任何阈值类型参数的情况下，使节点自动适应任何静态/移动场景。该协议将CDS技术与邻居去除理念结合起来。在初始化阶段，节点周期性地交换“问候”消息，以获取两跳知识。当每轮“问候”消息结束后，计算一个CDS。协议中的每个节点维护两个列表。一个列表用R来表示，记录那些已经接收到消息的邻居。另一个列表用N来表示，记录那些尚未接收到消息的邻居。每个节点设置一个超时。CDS中的节点选择比CDS外节点短的超时，这样CDS中的节点重传广播消息的概率更高些。在等待期间，当接收到每条消息拷贝的收据时，列表R和列表N就要进行更新。当等待时间期满时，如果列表N是非空的，则节点重传消息。消息将被存储，直至接收到T条“问候”消息。每当接收到一条“问候”消息，列表R和列表N就会进行更新。不再是单跳邻居的节点将从这些列表中去除，且如果发现新邻居，则将其添加到列表中。

使用如图2-13所示的实例，由于节点J不知道节点K已被节点F所覆盖，因而它将重传消息。通过增加类似责任的理念，可能会得到改进型方案。节点J知道来自于CDS的节点H已取消传输，仅当节点H知道其他节点被节点K所覆盖时，这种情况可能发生。这种改进可添加到算法中去（Khan et al.，2008）。(www.xing528.com)

图2-16 移动网络

图2-16所示的实例说明了在移动网络中，该协议是如何运行的。此时移动网络首先被分成两个部分（节点1的1A位置）。洪泛从节点0开始，左半部分中的所有节点接收到消息，洪泛或基于CDS的广播停止工作。当节点1移到位置1B或1C时，在这两种方法中，洪泛将不再激活，右半部分网络没有接收到消息。在超洪泛算法（Viswanath and Obraczka，2002）中，当来自于左半部分的节点首次遇到节点1时，它们将系统地通知节点1B（然后是1C）。同时，每当节点1在右半部分看到一个新邻域时，它都会重传消息。在该新邻域内，接收方节点同样在右半部分激活洪泛。总体来看，这会大大降低重传消息的效率。由于节点3成为一名CDS成员（桥接两个部分），且其列表N变成非空邻居集，因而当发现节点1（其位置为1B）后，从静态到移动的无参广播（Khan et al.，2008）支持节点3重传消息。类似地，节点1重传消息，且右半部分的节点接收消息。在节点1由位置1B移至位置1C期间，只有节点1是邻域内的新节点，因而两侧节点不再重传可能由进入新邻域的移动节点1发送的消息。