基于分布式存储的分层机会网络架构及关键技术的研究

由于网络非全连通特性，机会网络可扩展性受限，性能提高困难。"存储-携带-转发"的通信方式使得网络中存储数据副本过多。在网络规模较大或数据量较大的情况下，存储压力难以承受。本项目主要思想是：运用网络层次化思想构架分层机会网络提高网络可扩展性，突破网络性能瓶颈，引入分布式存储技术解决机会网络存储资源受限问题，并设计相应的数据分发机制，搭建实验验证平台。主要研究内容有：1）研究机会网络分层架构，包括网络分层方法、静态簇节点设置方法与动态簇节点选取方法；2）研究高效的分布式存储系统，包括分层机会网络分布式存储模型、数据存储机制和检索机制；3）研究基于分布式存储的数据分发机制，包括基于节点异构性的订阅机制、数据融合传输机制和协作激励机制；4）设计分层机会网路实验平台，进行相关协议和机制验证。本课题的研究将建立分层机会网络理论体系，解决若干关键技术，填补国内外在该领域研究空白。

机会网络作为非全连通组网环境下进行信息通信的手段，近年来受到越来越多研究者的关注。机会网络不需要维护端到端的完整链路，可以不用预先铺设通信基础设施， 而利用节点移动性建立中断容忍的链路进行有效通信。机会网络的典型应用场景主要为无法建立全连通网络的环境，如星际网络通信、偏远地区网络传输、野生动物追踪、便携设备组网、车载通信网、军用自组织网络等。.由于网络非全连通特性，机会网络可扩展性受限，性能提高困难。在网络规模较大或数据量较大的情况下，存储压力难以承受。所以本课题通过构建分层机会网络架构，提高网络的可拓展性，引入分布式存储技术解决存储资源受限的问题，并设计相应的数据分发机制，搭建平台验证。主要研究内容包括：1）研究机会网络分层架构，包括网络分层方法、静态簇节点设置方法与动态簇节点选取方法；2）研究高效的分布式存储系统，包括分层机会网络分布式存储模型、数据存储机制和检索机制；3）研究基于分布式存储的数据分发机制，包括基于节点异构性的订阅机制、数据融合传输机制和协作激励机制；4）设计分层机会网路实验平台，进行相关协议和机制验证。.针对以上研究内容，本课题首先分析了节点的移动模型和网络的拓扑演化规律，设计了静态簇节点的部署策略，以及动态簇节点的选择算法，增强了网络的连通性和生存时间；然后基于分层网络架构，提出了一种新的ADS（活跃分布式存储）机制来提高机会网络中的数据共享效率，配合静态簇节点的数据管理，保证了数据的有效性和负载平衡，同时为应对大文件存储带来的挑战，提出了面向应用层实现的分片策略，以解决传输中断、缓存受限等问题；其次，为适应分布式存储引入的多种分发场景，本课题提出了基于社会属性及社区检测的数据分发策略、面向数据分流的分片融合传输机制以及基于社会属性的信誉激励更新机制；最后，本课题在linux环境下利用C++实现了机会网络的实验床ONT，在ONT框架下实现了数据分片、GPS定位、分簇分层等管理模块，完成了相关算法的测试与验证。.本项目以机会网络研究中出现的主要瓶颈为突破口，提出了分层机会网络架构，改善了机会网络的网络性能，为解决机会网络时间性空间性效率低下的问题引入了新的科学处理方法。同时，本项目将分布式存储技术引入机会网络，并与机会网络中的数据分发技术相结合，对于改善机会网络数据传输、存储和应用做出前瞻性的理论探索工作，对我国普适网络的发展作出借鉴和贡献。