本发明专利技术公开了一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法，根据亲缘关系指数，具有相同社会关系的节点处于同一族内，不同的族之间均有交叉部分；在分族分层的社区和集群中，自荐的节点通过综合举荐值的比较产生族节点和中继节点；然后以亲缘关系预测的转移概率作为转发依据，依靠族节点和中继节点优化盲目转发，在有效地控制副本数的同时预测关联可靠路径链路，实现基于节点亲缘关系的相遇投递策略，提高传输的可靠率，在保护社会自私性的同时，提高流量抵御自私。
A Kinship-based Hierarchical Opportunity Routing Algorithm for MSN
【技术实现步骤摘要】
一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法
本专利技术涉及到一种机会路由算法，具体涉及到一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法。
技术介绍
MSN发展自机会网络，其源节点和目的节点之间不需要存在完整的链路，利用节点移动带来的相遇机会来实现“存储-携带-转发”模式的网络通信，存在移动网络下的社会簇聚特征。在初期，机会网络被用于许多缺少基础通信设施的极端环境中，例如太空通信、灾难救援、战时通信等。随着智能PDA(PersonalDigitalAssistant)设备的日益普及，移动社会网络逐步形成并呈日益扩大趋势。为更有效地进行数据传输及共享，在移动社会网络节点资源受限的情况下，节点间通信越来越多地依赖于节点的社会属性，例如社会关系、节点的兴趣、自私性以及利他性等。在机会网络中，没有利他，数据将无法传递；而处于自私，则不愿意利他，因此，在节点处于理智考量时，两者相互博弈的结果便是社会自私。社会自私性的有效利用，有助于提高网络流量，但其中也有一些问题，例如判断节点间是否具有社会自私性、只传递有社会关系的数据包等等。现有的研究主要集中于解决节点个人自私性，这些激励计划无法直接适用于处理社会自私性，因为社会自私性的本质是节点的利他性。由于这些激励机制的作用，不管是否存在社会联系，每个节点将不得不为其他节点提供服务，其结果是，节点的社会自私性被侵犯。因此，如何在甄别出节点的社会自私性的同时，对其加以利用和保护，且在一定程度上抵御个体自私性，是急需解决的关键问题之一。社会自私性的概念最早是由美国宾州州立团队提出的，他们以终端节点是否存在社区关系为依据，将自私行为分为个体自私性和社会自私性，其中社会自私性是指当机会网络中存在社会关系时，同一社区内的节点传递消息副本的概率较大。而社区的形成也正是因为社会自私性，通过社会网络学理论对用户移动行为特征进行了分析，发现人们的社会关系存在一定的依赖性，其运动方式表现出“小世界化”现象，由于某些共同的兴趣爱好以及社会关系聚集在一起，形成一个个运动的群体，这便是社区。当一个节点与其他节点没有任何社会关系的时候，节点的社会自私性便变成个体自私性。现有的社会自私性大体分为三种：1)将追求最高的转发利益定为最根本的原则；2)在一定程度上更愿意为关系密切的人(例如家人、朋友、同事等)转发消息；3)表现出来的自私性与其消息的重要程度呈反比，即消息越重要，用户表现出的自私性反而降低。现有技术中存在一些缺陷，例如文献[Transmissionofmultimediacontentsinopportunisticnetworkswithsocialselfishnodes]通过对社会自私性节点进行基于社会关系的消息转发意愿评估的方法提高多媒体信息传输时节点的协作性，其算法只将上述的三种情况分别单独讨论。文献[社会化机会网络消息转发与协作机制研究]针对社会自私性对跨社区消息传输时网络性能以及节点间协作能力的影响，利用博弈理论，建立节点消息转发的博弈模型，进一步研究社会自私性激励与消息转发机制，其更多地去抵御社会自私性，而忽视其利用价值。文献[基于社会自私性的机会网络路由算法]提出一种基于社会自私性的路由算法，在该路由算法中，节点优先发送转发收益最大的消息，选择与目的节点的社会关系更强、投递率更大且具有较强转发意愿的节点作为转发节点，然而该算法没有考虑到转发节点自身的社会自私性，且在相遇节点均与目的节点没有关系的情况下性能大大降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的：本专利技术的目的是提出一种基于亲缘关系的分族分层路由算法。首先，在依据亲缘关系指数分族分层的社区和集群中，自荐的节点通过综合举荐值的比较产生族节点和中继节点。然后以亲缘关系预测的转移概率作为转发依据，依靠族节点和中继节点优化盲目转发，在有效地控制副本数的同时预测关联可靠路径链路，实现基于节点亲缘关系的相遇投递策略，在保护社会自私性的基础上，有效地提高网络的通信流量。2、本专利技术的技术方案如下：本专利技术主要是针对社会自私性的簇居利用，社会自私性在本专利技术中表现为亲缘关系，首先在依据亲缘关系已划分好的社区集群中，依靠综合举荐值选出族节点和中继节点；然后在有效地控制副本数的同时，通过亲缘关系预测的转移概率作为转发依据，依靠族节点和中继节点优化盲目转发，提高传输的可靠率，在保护社会自私性的同时，提高流量抵御自私。根据亲缘关系指数，具有相同社会关系的节点处于同一族内，不同的族之间均有交叉部分；在分族分层的社区和集群中，自荐的节点通过综合举荐值的比较产生族节点和中继节点；然后以亲缘关系预测的转移概率作为转发依据，依靠族节点和中继节点优化盲目转发，在有效地控制副本数的同时预测关联可靠路径链路，实现基于节点亲缘关系的相遇投递策略。进一步地，基于亲缘关系的模型MSN抽象为一个包含n个节点的图G＝(V，L)，其中V＝{V1，V2，…Vn}(n≥1)表示网络中的节点(或个体)的集合，Vi表示机会社会网络中第i个节点；L＝{L1，L2，…，Lk}为定义在G上的链路集合，(当k＝0时表示某个时刻网络中的节点彼此都不在对方的通信范围内)，Lk为网络中Li→Lj的通信链路(i≠j，且i和j均小于n)；每个节点均存有一个一维数组，用来储存和邻居节点的单一亲缘关系指数：其中x表示亲缘类型(家人或者朋友或者同事)，i和m分别表示两个节点，而即为节点m的家人亲缘关系总和。综合的亲缘关系则是通过和加权求和得到；在同一族内，其族对应的大于一阈值Y。进一步地，基于亲缘关系的相遇投递策略：当一个节点m接收到报文的时候，首先它会到自身的邻居节点集|Em|进行查找，查看目的节点是否在其中：(1)若D∈|Em|，节点m直接将报文转发给目的节点D；(2)若则进行下一跳节点的筛选工作；节点m先分别向族节点f和中继节点r发送报文请求关于目的节点的邻居节点集和如果族节点没有目的节点的邻居节点集，即说明目的节点不在该族内，节点m会将中继节点r定为下一跳节点，以此来进行族间转发；如果族节点和中继节点储存的目的节点的邻居节点集内容相异，则需要重新举荐族节点和中继节点；如果两个邻居节点集相同，则进行下一步的族内转发。进一步地，基于亲缘关系的相遇投递策略的族内转发中，节点m先将自身的邻居节点集|Em|和目的节点的邻居节点集|ED|进行匹配，得到其交集|Em，D|，接着查看其交集中是否有节点：(1)如果没有公共节点，那么节点m会查找与目的节点地理位置接近且在自身覆盖范围内的可能性节点并发送请求报文以确定是否可以作为下一跳节点；当p点不存在的时候，节点m会将|Em|中的节点按照单一亲缘关系指数从高到低排序，并将报文依次转发给单一亲缘关系指数不比自身小的节点；(2)如果只有一个节点b∈|Em，D|，那么该节点便作为下一跳节点；(3)如杲有多个节点c，d，e…∈|Em，D|，则会按照与目的节点的单一亲缘关系指数由高到低的顺序依次进行转发。进一步地，在社区内，族节点依靠综合举荐值，通过举荐机制产生；中继节点则是依靠节点高活跃度、高可信度和高社区度举荐产生；社区内各个节点通过向其余节点发送报文来表达自荐的愿望，在报文中包括单一亲缘关系指数介数中心性B(m)和熵度中心性ET(m)；介数中心性是表示该节点作为两个节点本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法，其特征在于：根据亲缘关系指数，具有相同社会关系的节点处于同一族内，不同的族之间均有交叉部分；在分族分层的社区和集群中，自荐的节点通过综合举荐值的比较产生族节点和中继节点；然后以亲缘关系预测的转移概率作为转发依据，依靠族节点和中继节点优化盲目转发，在有效地控制副本数的同时预测关联可靠路径链路，实现基于节点亲缘关系的相遇投递策略。
【技术特征摘要】
1.一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法，其特征在于：根据亲缘关系指数，具有相同社会关系的节点处于同一族内，不同的族之间均有交叉部分；在分族分层的社区和集群中，自荐的节点通过综合举荐值的比较产生族节点和中继节点；然后以亲缘关系预测的转移概率作为转发依据，依靠族节点和中继节点优化盲目转发，在有效地控制副本数的同时预测关联可靠路径链路，实现基于节点亲缘关系的相遇投递策略。2.根据权利要求1所述的一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法，其特征在于：基于亲缘关系的模型MSN抽象为一个包含n个节点的图G＝(V，L)，其中V＝{V1，V2，…Vn}(n≥1)表示网络中的节点(或个体)的集合，Vi表示机会社会网络中第i个节点；L＝{L1，L2，…，Lk}为定义在G上的链路集合，(当k＝0时表示某个时刻网络中的节点彼此都不在对方的通信范围内)，Lk为网络中Li→Lj的通信链路(i≠j，且i和j均小于n)；每个节点均存有一个一维数组，用来储存和邻居节点的单一亲缘关系指数：其中x表示亲缘类型(家人或者朋友或者同事)，i和m分别表示两个节点，而即为节点m的家人亲缘关系总和。综合的亲缘关系则是通过和加权求和得到；在同一族内，其族对应的大于一阈值Y。3.根据权利要求2所述的一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法，其特征在于：基于亲缘关系的相遇投递策略：当一个节点m接收到报文的时候，首先它会到自身的邻居节点集|Em|进行查找，查看目的节点是否在其中：(1)若D∈|Em|，节点m直接将报文转发给目的节点D；(2)若则进行下一跳节点的筛选工作；节点m先分别向族节点f和中继节点r发送报文请求关于目的节点的邻居节点集和如杲族节点没有目的节点的邻居节点集，即说明目的节点不在该族内，节点m会将中继节点r定为下一跳节点，以此来进行族间转发；如果族节点和中继节点储存的目的节点的邻居节点集内容相异，则需要重新举荐族节点和中继节点；如果两个邻居节点集相同，则进行下一步的族内转发。4.根据权利要求3所述的一种MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法，其特征在于：基于亲缘关系的相遇投递策略的族内转发中，节点m先将自身的邻居节点集|Em|和目的节点的邻居节点集|ED|进行匹配，得到其交集|Em，D|，接着查看其交集中是否有节点：(1)如果没有公共节点，那么节点m会查找与目的节点地理位置接近且在自身覆盖范围内的可能性节点并发送请求报文以确定是否可以作为下一跳节点；当p点不存在的时候，节点m会将|Em|中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴军，薛冒杰，白光伟，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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