基于網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的E2E時延預(yù)測準(zhǔn)確性增強(qiáng)機(jī)制及應(yīng)用研究.pdf

1、時延（即:網(wǎng)絡(luò)距離）是反映網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵參數(shù)之一。它在優(yōu)化文件共享、改善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計、最優(yōu)選擇應(yīng)用層路由等多方面發(fā)揮著非常重要的作用。最直接的獲取該信息的方法就是主動Ping測量，但其測量的開銷太大。因而簡單高效的時延測量方法，成為了研究熱點。其中基于網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的時延預(yù)測機(jī)制比較適用于實際網(wǎng)絡(luò)。它將網(wǎng)絡(luò)距離嵌入到某一測度空間，建立起網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與該空間點的映射關(guān)系，即為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點賦予一組相應(yīng)的空間坐標(biāo)。由此網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的時延和空間內(nèi)兩點之間

2、的測度距離就有一定對應(yīng)關(guān)系，時延測量任務(wù)就轉(zhuǎn)為空間內(nèi)兩點之間的測度距離計算任務(wù)。
　　 雖然現(xiàn)有的多種網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)時延預(yù)測的相對誤差都不大，但在許多網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用中，即使很小的預(yù)測誤差，也會對其性能產(chǎn)生很大的影響。如何盡可能的提高網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)時延預(yù)測的準(zhǔn)確性是我們重點研究的內(nèi)容之一。此外，網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用是另一個研究重點。本文的主要貢獻(xiàn)是:
　　 1.針對節(jié)點抖動會嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)預(yù)測準(zhǔn)確度的問題，從理論推導(dǎo)和仿真

3、驗證兩方面證明了Vivaldi的坐標(biāo)更新過程符合馬爾可夫過程，并提出一種基于Markov節(jié)點坐標(biāo)預(yù)測模型的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)，即M-Vivaldi。其特點是通過有效減少Vivaldi的坐標(biāo)更新周期，從而降低節(jié)點加入或退出網(wǎng)絡(luò)對預(yù)測性能的不利影響，提高預(yù)測準(zhǔn)確性。
　　 2.為了拓展網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，將改進(jìn)的算法(即:M-Vivaldi)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位。其核心思想是:節(jié)點根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包包頭中的RTT信息計算其坐標(biāo)信

4、息，從而獲得節(jié)點間的位置信息?；贛-Vivaldi算法獲得的節(jié)點間位置信息，提出了在定位誤差條件下的一種綠色位置路由算法（簡稱:GGRM）。GGRM采用數(shù)據(jù)收集環(huán)機(jī)制指示數(shù)據(jù)包發(fā)送的方向并限定鄰居候選節(jié)點個數(shù)以降低選擇最優(yōu)中繼節(jié)點時的能耗。此外，它采用自適應(yīng)的傳輸范圍延長機(jī)制延長節(jié)點傳輸范圍提高數(shù)據(jù)包投遞率。
　　 PlanetLab時延數(shù)據(jù)集的仿真結(jié)果表明:M-Vivaldi的時延預(yù)測準(zhǔn)確度明顯高于Vivaldi。我們從距離