一种基于社交能量的移动社交容迟网络路由方法

摘要

本发明提出了一种基于社交能量的移动社交容迟网络路由方法，属于计算机网络技术领域。首先利用网络节点间历史接触信息建立社区，根据节点间的接触实时计算节点及所属社区的社交能量。通过比较相遇节点与当前节点社交能量大小，判断当前节点是否与目的节点处于同一个社区来转发消息。节点碰撞越频繁，节点的社交能量越多；网络社区内节点与其他节点碰撞越频繁，社区的社交能量也相应越多。同时，节点和社区的社交能量会随时间的推移而不断衰减。然后，在网络路由的全局阶段和局部阶段采取不同的转发策略，从而实现消息的高效路由。对比现有方法，有效的提高了消息传递成功率并降低传输时延，并且简单有效、易于实现。

主权项

一种基于社交能量的移动社交容迟网络路由方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、统计容迟网络中所有节点之间的历史接触信息，并根据其建立节点社区，具体过程如下：首先，统计过去一段时间内容迟网络中所有节点间的相遇持续时间，并用矩阵M₁表示，其中，矩阵M₁的第i行、第j列的数据X_i,j表示此时间段内节点v_i与节点v_j的相遇持续时间之和，1≤i≤N，1≤j≤N，N为所述容迟网络中的节点总数；所述一段时间段要足够长，以能够反应未来该容迟网络内节点的接触规律为准；其次，依次比较矩阵M₁中的每个数字X_i,j与阈值ω的大小，ω的取值由想要获得的社区的多少和大小而定，但必须满足min≤ω≤max；若X_i,j>ω，则在矩阵M₂对应位置的元素为1，反之为0；而后，采用K‑CLIQUE社区发现方法，找出容迟网络中节点交叉重合的社区，即，查找矩阵M₂中的k社区，方法如下：若两个k完全子图有k‑1个公共点，则这两个k完全子图被划分到一个k社区；特别的，网络中的孤立节点不属于任何社区；步骤二、根据容迟网络所有节点间的接触情况，实时计算每一个节点及所属社区的社交能量，方法如下：当两个节点v_k、v_l相遇，计为发生一次碰撞，并产生能量N_k,l；能量N_k,l被平均分配给发生碰撞的两个节点；每个节点贡献能量给其所属节点社区；若该节点属于n_k个社区，则贡献能量给所属的每个社区，同时，节点自身保留能量；其中，p是能量比重，用于衡量节点贡献给所属社区能量的多少；p越大，节点贡献给所属社区的能量越大，从社区中获得的能量也越多，受社区的影响越大；p越小，节点贡献给所属社区的能量越小，从社区中获得的能量也越少，受社区的影响越小；p的取值由希望的社区对节点的影响程度决定，但必须满足p∈[0,1]；然后，计算节点v_k的社区中心性和节点的碰撞所得能量E_N_k；其中，节点v_k的社区中心性计算公式为其中，C_k(j)是节点v_k在社区C_j的社区中心性，D_k(i)是节点v_k第i次碰撞的持续时间；假设节点v_k与其他节点共发生m_k次碰撞，则是节点v_k与其他节点发生碰撞的总持续时间，是社区C_j中所有成员节点发生碰撞的总持续时间；社区中心性C_k(j)是两个碰撞总持续时间的比值，0≤c_k(j)≤1；节点碰撞越频繁，其社区中心性越大，从社区获得的能量越大；碰撞所得能量E_N_k的计算公式为其中，E_N_k(i)表示节点v_k从第i次碰撞获得的保留能量，计算公式为之后，计算节点从社区中重新分配得来的能量E_C_k；公式为其中，E_C_k(j)表示节点v_k从所属社区C_j获得的重新分配的能量，计算公式为其中，c_k(j)是前面提到的节点v_k在社区C_j的社区中心性；最后，计算节点总社交能量E_k；计算公式为E_k＝E_N_k+E_C_k；特别的，孤立节点无法从社区获得能量，只能通过与其他节点的碰撞获得能量；步骤三、根据步骤二的结果，对该容迟网络的路由机制进行优化；将路由机制分成两个阶段：全局阶段和局部阶段；全局阶段：消息没有被传递到目标节点所属社区时，视为路由处于全局阶段；在全局阶段，节点将消息转发给E_k更高的节点，直到消息达到目的节点所在的局部社区；如果目的节点属于多个社区，则选择社交能量最高的社区，从而有效解决交叉重合社区的路由选择；局部阶段：消息到达目的节点所属社区后，视为路由处于局部阶段；在局部阶段，节点将消息转发给E_C_k更高的节点，直到消息到达目的节点；优化的具体过程如下：步骤1、当中间节点v_k携带消息M的q个副本，要转发给目的节点v_d时遇到节点v_l；步骤2、判断节点v_l是否至少携带M的一个副本，若是，转步骤3；若不是，转步骤4；步骤3、节点v_k持有消息M，等待下一次接触；步骤4、判断节点v_l是否是目的节点v_d，若是，转步骤5；若不是，转步骤6；步骤5、节点v_k将M的一个副本转发给节点v_l，路由结束；步骤6、判断路由是否处于全局阶段，即判断节点v_k是否在目的节点v_d所属社区，若是，转步骤9；若不是，则路由处于全局阶段，转步骤7；步骤7、判断容迟网络判断E_k＜E_l是否成立，若成立，则转步骤8；若不成立，转步骤3；步骤8、节点v_k转发消息M的个副本给节点v_l；步骤9、判断路由是否处于局部阶段，即判断节点v_l是否和节点v_k一样处于目的节点v_d所属社区，若是，则路由处于局部阶段，转步骤10；若不是，转步骤3；步骤10、判断E_C_k＜E_C_l是否成立，若成立，转步骤8；若不成立，转步骤3；上述过程中，所述步骤6和步骤7是全局阶段的关键步骤；步骤9和步骤10是局部阶段的关键步骤。