软件定义移动社交网络中的路由机制制造技术

本发明专利技术属于网络通信技术领域，涉及软件定义网络与移动社交网络的结合，稀疏模式路由机制与密集模式路由机制。首先，不同于以往的改进角度，我们选择网络疏密程度这一角度对BubbleRap算法进行改进，设计了更适合稀疏网络的稀疏模式路由机制和更适合于密集网络的密集模式路由机制。其次，本设计将SDN控制器引入移动社交网络，SDN控制器可以根据判别机制判断网络总体的疏密程度，从而灵活地采取稀疏模式路由机制或密集模式路由机制，从而实现高效的路由。

Software Defines Routing Mechanisms in Mobile Social Networks

The invention belongs to the technical field of network communication, and relates to the combination of software defined network and mobile social network, sparse mode routing mechanism and dense mode routing mechanism. Firstly, different from the previous improvement perspective, we choose the degree of network density to improve the BubbleRap algorithm, and design a more suitable sparse mode routing mechanism for sparse network and a more suitable dense mode routing mechanism for dense network. Secondly, the SDN controller is introduced into the mobile social network in this design. The SDN controller can judge the overall density of the network according to the discriminant mechanism, so as to flexibly adopt the sparse mode routing mechanism or the dense mode routing mechanism, so as to achieve efficient routing.

【技术实现步骤摘要】
软件定义移动社交网络中的路由机制
本专利技术属于网络通信
，涉及软件定义网络与移动社交网络的结合，稀疏模式路由机制与密集模式路由机制及判别机制。
技术介绍
移动社交网络(MobileSocialNetwork,MSN)作为一种延迟容忍网络，不提供可靠的端到端网络连接，且节点资源受限，在网络中自由移动会造成MSN网络拓扑不稳定、延迟高、投递率低、数据传输率低等种种问题。现MSN采用存储-转发的传输模式，节点携带消息，当遇到合适的节点才转发消息。关于软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)，ONF(OpenNetworkingFoundation)给出的定义如下：“在SDN的体系结构中，数据平面和控制平面相分离，网络的智能和状态是逻辑集中式的，底层网络设备被抽象出来为上层提供服务。”这个定义反应了SDN的四大特点：(1)数据平面和控制平面相解耦。(2)转发决策是基于流而不是目的。(3)逻辑集中式的控制。(4)控制平面通过对底层网络设备的抽象赋予网络可编程的能力。
技术实现思路
为了解决MSN中节点资源有限，延迟高，投递率低等问题，本专利技术设计了一种软件定义移动社交网络中的路由机制。本专利技术采用的技术方案是：一种软件定义移动社交网络中的路由机制，网络模型是基于SDN的MSN体系结构，在此体系结构中，有一个连接到Internet的远程SDN控制器；节点可以同时进行端到端通信和访问SDN控制器；节点传输数据时，如果无法确定下一跳，节点将访问SDN控制器。SDN控制器在稀疏模式路由机制中采用基于聚类的社区发现算法；假定节点运动过程中经常到达某一AP覆盖区，该AP为节点的常用AP；在本算法中，首先确定节点常用AP的集合；然后采用基于距离的聚类算法对常用AP的集合进行聚类，从而确定节点的常驻区；最后根据两个节点常驻区的重叠度判断它们是否处于同一社区；稀疏模式路由机制的社交度量；稀疏模式路由机制中的社交度量包括3个：圈子相似度CS，全局流行度GP和区内流行度IP；圈子相似度：首先定义稳定连接，进而定义朋友圈，最后令节点u和节点v的朋友圈中相同节点的个数与节点u、节点v的朋友圈中节点个数最大值的比值为圈子相似度；全局流行度：首先定义全局相遇频繁度和相遇稳定性，然后定义全局关系密切度，最后定义节点u的全局流行度为节点u与网络中其它节点全局关系密切度的平均值；区内流行度：首先定义区内相遇频繁度和相遇稳定性，然后定义区内关系密切度，最后定义节点u的区内流行度为节点u与社区内其它节点区内关系密切度的平均值。稀疏模式路由机制的路由流程；对BubbleRap算法进行改进，增加了“圈子相似度”这一社交度量，从中心度相对较低的节点中，选择与目的节点具有更高圈子相似度的节点也作为中继节点，从而提高传递速率；另外，对BubbleRap算法中的全局中心度和局部中心度重新进行了定义，命名为全局流行度和区内流行度，用以提升算法的性能。SDN控制器在密集模式路由机制中采用基于羊群算法SO的社区发现算法；基于羊群算法SO的社区发现算法把社区发现问题看成一个优化问题，使用羊群算法对拓展的模块度EQ进行优化，直至达到迭代阈值；密集模式路由机制的社交度量；密集模式路由机制中的社交度量包括3个：社区密切度CC，区外流行度OP,区内流行度IP；社区密切度：首先定义区间相遇频繁度和相遇稳定性，然后定义区间关系密切度(RCb)，最后定义社区1co1和社区社区密切度CC如下：其中，N(co1)和N(co2)分别为社区1和社区2的节点个数；特殊的，定义同一社区间的社区密切度为1；区外流行度：首先定义区外相遇频繁度和相遇稳定性，然后定义区外关系密切度，最后定义节点u的区外流行度为节点u与社区外其它节点区外关系密切度的平均值；区内流行度：定义与稀疏模式路由机制中的区内流行度相同；密集模式路由机制的路由流程；在BubbleRap算法中，消息是通过高中心度的节点进行传递的，但节点的电量和存储空间是有限的，尤其是在密集网络中，消息传输量大，通过高中心度的的节点进行路由的特点无疑成为了一个瓶颈，极大地影响了路由性能；这里再次对BubbleRap进行改进，使社区作为一个整体参与路由，引入“社区密切度”的概念，从而解决了上述问题。SDN控制器判别机制；设网络中AP数为N(AP)，节点数为N(node)；当N(node)＝O(N(AP))时，SDN控制器判定此时的网络为稀疏网络，需要采用稀疏模式路由机制；当N(node)＝Θ(N(AP)*N(AP))时，SDN控制器判定此时的网络为密集网络，需要采用密集模式路由机制。本专利技术的优点如下：1、首先，不同于以往的改进角度，我们选择网络疏密程度这一角度对BubbleRap算法进行改进，设计了更适合于稀疏网络的稀疏模式路由机制和更适合于密集网络的密集模式路由机制。2、其次，本设计将SDN控制器引入移动社交网络，SDN控制器可以根据判别机制判断网络总体的疏密程度，从而灵活地采取稀疏模式路由机制或密集模式路由机制。3、基于以上两点，从理论上来说，本专利技术将在投递率、平均时延、网络开销等性能指标上有明显提升，从而实现高效的路由。附图说明图1为软件定义移动社交网络的网络模型。图2(a)为稀疏模式社区发现算法的常驻区关系之一。图2(b)为稀疏模式社区发现算法的常驻区关系之二。图2(c)为稀疏模式社区发现算法的常驻区关系之三。图3为稀疏模式路由机制的路由流程。图4为密集模式路由机制的路由流程。具体实施方式下面结合说明书附图1、图2(a)、图2(b)、图2(c)图3、图4对本专利技术进一步详细说明。1、网络模型，为了提高路由效率，我们将SDN部署到MSN中。此时，节点必须能够连接到SDN控制器。这是能够做到的，一方面，移动设备是可以同时实现端到端通信和到AP通信的，如wifi直连；另一方面，wifi在园区内实现全面的覆盖是很容易做到的。基于SDN的MSN体系结构如图1所示。在此体系结构中，有一个连接到Internet的远程SDN控制器。节点可以同时进行端到端通信和访问SDN控制器。节点传输数据时，如果无法确定下一跳，它将访问SDN控制器。2、稀疏模式路由机制；(1)基于聚类的社区发现算法假定节点运动过程中经常到达某一AP覆盖区，即节点会通过该AP访问SDN控制器，我们称该AP为节点的常用AP，那么在不久的将来，该节点在此AP覆盖区出现的概率也非常高.很多现实环境都表现出这样的特征，例如，研究动物习性的网络中，动物经常在同一片区域觅食饮水；校园里学生经常出现在宿舍、教室等地.利用节点历史运动信息确定其常用AP，有利于准确预测该节点将来出现的位置，有目的地指导路由。建立节点的常驻区在时间段T内，SDN控制器负责统计节点竟连接了哪些AP及连接时长。我们设定阈值δ1，若连接时长超过δ1，则该AP为节点的常用AP。设Bi＝{b1,b2,…bn}为节点i常用AP的集合，采用基于距离的聚类算法对Bi中的点进行聚类，生成节点i的常驻区Ri，节点的常驻区为圆形区域，记为R＝(Cx,y,r)，其中Cx,y表示圆心，r为半径。过程如下：步骤1：遍历Bi，找出bm和bl，两者是集合Bi中距离最近的两个元素，即：步骤2：如果bm和bl均为点，则二者合并形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软件定义移动社交网络中的路由机制，其特征在于，网络模型是基于SDN的MSN体系结构，在此体系结构中，有一个连接到Internet的远程SDN控制器；节点可以同时进行端到端通信和访问SDN控制器；节点传输数据时，如果无法确定下一跳，节点将访问SDN控制器。

【技术特征摘要】
1.一种软件定义移动社交网络中的路由机制，其特征在于，网络模型是基于SDN的MSN体系结构，在此体系结构中，有一个连接到Internet的远程SDN控制器；节点可以同时进行端到端通信和访问SDN控制器；节点传输数据时，如果无法确定下一跳，节点将访问SDN控制器。2.根据权利要求1所述的一种软件定义移动社交网络中的路由机制，其特征在于，SDN控制器在稀疏模式路由机制中采用基于聚类的社区发现算法；假定节点运动过程中经常到达某一AP覆盖区，该AP为节点的常用AP；在本算法中，首先确定节点常用AP的集合；然后采用基于距离的聚类算法对常用AP的集合进行聚类，从而确定节点的常驻区；最后根据两个节点常驻区的重叠度判断它们是否处于同一社区；稀疏模式路由机制的社交度量；稀疏模式路由机制中的社交度量包括3个：圈子相似度CS，全局流行度GP和区内流行度IP；圈子相似度：首先定义稳定连接，进而定义朋友圈，最后令节点u和节点v的朋友圈中相同节点的个数与节点u、节点v的朋友圈中节点个数最大值的比值为圈子相似度；全局流行度：首先定义全局相遇频繁度和相遇稳定性，然后定义全局关系密切度，最后定义节点u的全局流行度为节点u与网络中其它节点全局关系密切度的平均值；区内流行度：首先定义区内相遇频繁度和相遇稳定性，然后定义区内关系密切度，最后定义节点u的区内流行度为节点u与社区内其它节点区内关系密切度的平均值。稀疏模式路由机制的路由流程；对BubbleRap算法进行改进，增加了“圈子相似度”这一社交度量，从中心度相对较低的节点中，选择与目的节点具有更高圈子相似度的节点也作为中继节点，从而提高传递速率；另外，对BubbleRap算法中的全局中心度和局部中心度重新进行了定义，命名为全局流行度和区内流行度，用以提升算法的性能。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福亮，鲁垚光，王兴伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21