Page 319 - 《软件学报》2021年第8期

张棋飞 等:基于节点运动的机会网络路由算法 2601

从图中可以看出:
• 常规访问区域是节点访问频率最高的区域,节点去往常规访问区域的概率最大.如果有需要发往该区
域的数据,节点可以随身携带,在访问过程中捎带完成数据交付,此时,数据的转发对优先级没有要求.
• 随机访问区域是节点偶尔会访问的区域,节点对该区域的访问是随机的,如果有数据要发往该区域,则
节点需要调整运动路线,这对于数据的优先级有一定要求.
• 权限访问区域是节点尚未访问过但是可以访问的区域,若要节点改变路线前往权限访问区域,需要较
高的转发优先级.
• 禁止访问区域代表节点不能访问的区域,节点无法前往禁止访问区域.
2.1.3 基于数据转发优先级与节点活动范围分布的传输规则设计
考虑到数据传输要求的多样性以及节点活动范围的分布,根据目标区域所在的位置信息,结合自身任务以
及携带数据的转发优先级要求,动态调整运动路线,优先保证高优先级数据的有效转发.考虑到任务调度的复杂
性以及节点的运动路线规划,基于活动范围分布情况,将节点的任务调度与活动区间进行映射以简化设计.
基于优先级评价模型,将数据的转发优先级分为 3 个等级:紧急数据(emergency data)、优先数据(priority
data)和普通数据(plain data),优先级依次递减.结合节点活动范围划分方案,确立数据传输规则的总体设计思路
是:对紧急数据采取直接交付优先原则,对普通数据以不影响节点的原有状态为原则.
将节点的运动模式分为 3 种,即固有运动(inherent move)模式、主动运动(active move)模式以及协调运动
(coordinated move)模式:在固有运动模式下,节点不受携带数据的影响,保持自身原有的运动状态,最大限度保障
独立性;在主动运动模式下,节点为了实现数据的有效传输而改变运动状态,主动调整自身的运动轨迹和行进路
线,朝着更有利于实现数据直接交付的方向运动;在协调运动模式下,节点需要兼顾原有的任务调度和新的数据
传输要求,适当调整运动轨迹.
根据目标区域的不同分布以及转发数据的不同级别,节点采取不同的数据传输策略,见表 1.

Table 1 Data transmission rules
表 1 数据传输规则
数据转发优先级
目标区域
紧急数据 优先数据 普通数据
常规访问区域 直接交付/主动运动 直接交付/固有运动 直接交付/固有运动
随机访问区域 直接交付/主动运动 直接交付/主动运动 条件转发/固有运动
权限访问区域 直接交付/主动运动 主动转发/协调运动 条件转发/固有运动
禁止访问区域 主动转发/固有运动 条件转发/固有运动 条件转发/固有运动

从表中可以看出,对紧急数据而言,除非目标节点位于禁止访问区域内,否则节点会主动调整自己的行进路
线,朝着目标节点方向运动,实现数据的直接交付;对优先数据来说,如果目标节点位于常规访问区域内,说明在
转发节点与目标节点之间建立直接通信的可能性较大.鉴于优先数据的转发要求并非十分迫切(优先数据的优
先级低于紧急数据),此时可依靠转发节点的固有运动来实现数据的直接交付.其传输时延与紧急数据相比会有
所增加,但是节点的运动状态可以不受影响,保证了独立性.而针对目标节点位于随机访问区域的情况,则有必
要通过节点的主动运动实现数据的直接交付.倘若目标节点位于转发节点不曾访问过的区域(包括权限访问区
域和禁止访问区域),则需要通过寻找合适的下一跳节点来实现数据的有效转发.对优先级最低的普通数据来
说,目标节点所处区域对采取的数据传输策略并无太大影响,节点的运动轨迹也不会因此发生改变,节点始终保
持原有的运动状态,保证了独立性.
2.1.4 差异化副本传输策略
机会网络通常采用多副本传输策略来保障数据的投递,同时也会给系统带来一定开销.考虑到数据转发的
优先级要求,我们认为,不同类型的数据传输其目标也不尽相同.对紧急数据而言,及时且有效的投递是第一要
义;而对普通数据来说,系统开销问题则更受关注,投递失败在一定程度上也是可以容忍的.基于此,我们设计了
基于数据转发优先级的差异化副本传输策略.