延迟容忍网络在城市公共交通

文摘

我们讨论MDTN:延迟宽容应用平台之上的公共交通系统(PTS)和能够提供服务的访问,同时利用投机取巧的连通性。我们的解决方案采用一个舰载方法,公交车作为用户请求的数据收集器需要上网。模拟基于真实地图和分航线与最先进的路由协议证明MDTN代表弹性nonreal-time服务提供一个可行的解决方案。然而,考虑路由策略的性能指标显示,没有黄金法则所需的最佳性能和定制路由策略是每个特定情况。

1。介绍

移动革命已经开始,而且还在愈演愈烈。这场革命提高了对手机的需求版本提供的任何信息传递系统今天利用轨道连接(1,2]。然而,轨道服务访问并不总是可用或方便。像互联网这样的基础设施网络遭受所谓的“最后一公里问题”,也就是说,缺乏总覆盖面积。另一方面,3 g / LTE和蜂窝网络通常不是最优下解决方案由于服务覆盖缺口,运营商之间的互操作性问题,和他们拉(和基于成本)服务模型(3]。这个目的,大量的研究一直致力于寻找新的分散和infrastructure-less解决方案(4- - - - - -8]。

有趣的是,新的和创新的服务供应技术的需求可以通过移动设备实现自己(9- - - - - -11]。不断增长的可用性和普遍覆盖在我们的大城市可以利用互连用户以一种特别的方式,扩大基础设施连接,避免服务成本。

机会网络(OppNets [12),作为一种涉及多次反射的延迟/容错网络(DTN [13]),已被证明是一种可行的替代轨道连接。OppNets不受充电和可以用来扩展基础设施覆盖率是不可用的。特设网络技术在这一领域,延迟宽容了很多流行由于其潜在的提供服务连接性利用节点移动移动数据。可能的应用场景跨越从social-local-based应用经典的电子邮件,微博,广告,和游戏14- - - - - -17]。

解决方案利用人类流动性都进行了广泛的研究;然而,人类运动的不可预测性给网络管理带来了严重挑战。相反,投机取巧的解决方案部署上的公共交通系统(PTS)已被证明比人类更加可行。在这种背景下,公共汽车沿着预定的路径和遵循一个先天的已知的时间表,提供quasideterministic遇到模型(18]。路由算法可以被设计了合理的假设和遇到的概率预测19,20.]。尽管有这些优点,即使这舰载方法有一个重要的,仍然悬而未决,技术挑战:网络可伸缩性在考虑metropolitan-wide区域使用越来越多的行和一个潜在的巨大负荷。自从分拓扑和尺寸与人类和组织因素,网络传输的延迟可能增加覆盖区域由于越来越多的啤酒花,每个数据包必须遍历。

在这种背景下,我们分析移动延迟的性能/容错网络(MDTN):一个延迟宽容的应用平台之上的分,能够提供机会服务连接性。在本质上,分被用作通信骨干。然而,不同于其他方法依赖于车辆的支柱支持连接(例如,(21,22])、数据转发是通过实现一个延迟宽容,store-carry-and-forward通信模型,移动用户可以委托请求服务涉及互联网接入到载体的实体(例如,一个访问点在公共汽车上)。还包含信息总线的请求,用户期望响应可用。根据模型的访问服务(拉或推),用户稍后提供所请求的内容或可满足性的一个简单的通知请求。

伺机一次请求已发布,转发由承运人向互联网网关(IGs)位于总线终端和,最后,反应到总线,将收集到的。这个过程包括多次反射机会主义路由请求和响应,从航空公司向一个IGs和搞笑承载目的地的总线,分别。在其旅行,请求可以由一个搞笑在任何遍历行结束。从那里,消息将被视为一个响应和转发到目的地。在转发,如果请求最终目的地行上,它将由目的地行满足请求使用其终端搞笑。

分析MDTN的性能,我们利用两个现实的部署场景,运营商正在公共汽车路线对应于实际分线在米兰(意大利)和芝加哥(美国IL),用户在漫游实体拥有的手持设备。本文的其余部分组织如下。节2我们总结一下背景资料需要理解应用领域受到关注。部分3介绍了一个案例研究举例MDTN做法它能支持并展示了一些具有代表性的应用领域。节4我们提供一个简洁的调查相关工作在这种情况下。部分5探讨MDTN设计选择,服务架构和部署策略而部分6描述了模拟环境。部分7讨论了实验结果和试验带来的证词字段执行概念验证系统的实现。最后,部分8总结了纸。

2。背景

机会网络视为一个进化的原始外太空dtn(联合国)计划联系机会利用相关方之间移动数据。而在外层空间通信链路正常运行时间可以预测高度的信心,OppNets(在一般情况下具有不可预测的延迟12]。此外,网络技术设计了移动Ad Hoc网络(manet)可能不是合适的由于他们的基本假设:存在一个路径源和目的地之间的意愿中介节点作为中继转发的数据(12,23]。

虽然媒体访问和传输技术可以解决现有的解决方案,通过路由在这样的环境中,仍然是一个悬而未决的问题。提议的解决方案取决于是否存在基础设施支持。然而,他们都采用相同的基本策略,即节点迁移是利用相关方之间移动数据。路由/转发策略替代和富之间传输的数据,后者发生在通信机会出现时。,当这一切发生的时候,整个块传输的消息从一个存储到另一个地方,旅行沿着一条路径,预计最终到达目的地。来抵消消息传递一些建议采用冗余的不可预测性,注入到网络相同数据的多个副本,增加数据交付的机会。

图1描述了机会转发方案的分类。取决于系统包括基础设施的实体在转发过程中,它们可以被分为两个子组,即()轨道和()infrastructure-less转发方案。

数据传播策略扩散消息在整个网络,在每个机会遇到节点感染了消息(24]。这一政策背后的基本原理是,由于没有知识的可能路径的目的地或适当的转发节点,发送该消息无处不在,最终会到达目的地。这个方案提高了交付概率作为消息扩散到所有可能的路径。但是,这需要一个额外的成本浪费的带宽和网络存储。

其他方案采用数据传播技术,控制节点维护当地的满足,遇到的历史,和下一跳转发决定基于一些效用指标(23,25]。这样,系统冗余是有限的传递概率较低的成本和更高的延迟交货。尽管有这些努力,数据传播技术正在受到人类行为的不可预测性。更可行的解决方案是心里在轨道的方法,移动基础设施实体参与数据转发。

舰载解决方案采用移动基础设施节点作为数据收集器。网络中节点移动区域,预定或任意路线后,收集信息从他们所经过的节点。特别是舰载解决方案部署的分,已引起研究者的关注,因为他们本质上有助于减轻人类的知名根据对应,同时表现出一些奇怪的行为。首先,便携式无线设备相比,公共汽车动力节点的寿命不受路由操作的影响。第二,即使日常经验导致不信任,总线可以视为quasideterministic机动性和进度;因此链接正常运行时间是可预测的。最后,分公交车确保普遍覆盖的市区。这些属性被一起包交付平台的承诺可能支持部署一个健壮的、metropolitan-wide infrastructure-free, provider-less无线平台。

在下面我们将描述一个用例,我们认为有意义的激励和解释MDTN功能。接下来,通过节4我们调查类似的方法落入这个上下文。

3所示。案例研究

在我们的案例研究我们认为一个用户,爱丽丝,是谁住在一个巨大的城市的主体,需要每天上班工作。有时会发生,城外的村庄没有很好覆盖的LTE也可能发生,有线连接仅限于拨号由于低的潜在用户数量。在这种情况下,爱丽丝在家不能得到一个好的数据连接,必须依靠公共服务或需要提供更好的无线覆盖的区域是为了执行一个适当的数据传输。

每一天,在早上,爱丽丝离开她的家,开始一趟去办公室。这次旅行很很久她住城外。一旦达到最近的汽车站,LTE覆盖率是足够好的下载所需的所有数据;这包括电子邮件,一些报纸,和一个大消化与她最喜欢的社交网络。不幸的是,对于大多数用户,爱丽丝的数据计划是有限的和她的每月津贴将在几天内耗尽我们刚才提到的所有传输是否会使用手机网络执行的。然而,爱丽丝需要定期的访问点在公共汽车上她已经加载所有的报纸订阅《社交网络》和消化。这是因为爱丽丝来到这里之前请求数据。公车收集这个请求并使用可用的宽带连接的线下载一切要求。检索后从公共汽车通过WiFi,只有电子邮件留给爱丽丝,但仅在蜂窝网络现在是可以接受的。

在移动,爱丽丝开始使用收集的数据总线。在阅读的报纸她阅读一个有趣的广告之一从旅行社折扣。整个目录可能是巨大的下载,也渴望阅读。无论如何,这不是一个问题对于爱丽丝离开的请求总线以及一个指示的时间她会离开办公室,公交线路她今天将使用旅行回来。公共汽车缓存的请求和爱丽丝继续看报纸。爱丽丝并不担心收到目录在下午晚些时候,她将读它无论如何在国内外旅行社必须访问她的一天。

一旦办公室里,爱丽丝可以享受宽带连接,但碰巧在许多工作场所,访问仅限于专业网站和内容。爱丽丝能刷新她下午版的报纸,但没有开放的社交网络。

在下午晚些时候,当办公室工作结束,爱丽丝在他回到家里。通过使用提供的信息她早上,旅行社目录和《社交网络》消化已经在公共汽车上等待。在同一时间同一信息利用公共交通管理局:罢工计划今晚和爱丽丝收到一个警告和建议可能的替代路线。此外,还有一个额外的价值,爱丽丝的旅行社目录的方式有关联的本地数据源;一直偷偷的原始文档的附加信息报告在附近的旅行社折扣。这是方便的,因为爱丽丝在午休时间可以去那里。

在接下来的部分中,我们提供了一个全面的和简洁的调查方法采用分作为服务交付平台。

4所示。相关工作

DTN的所有可能的实域应用中,OppNets之上的PTS的特点是具体特点:公交车intercontact时间相当长,接触发生根据时间表,和它们的连接主要是尊重。路由策略是深受这种情形的决定论。

尽管日常都市经验表明对决定论不信任总线联系,文学的一些路由方案仍然试图利用它通过不同类型的神谕。在考虑的场景中,时间表需要考虑交通条件,和两个公交线路之间连接的概念有一个放松的时间约束,增加公共汽车的数量最终受人尊敬的属于每一行。此外,断断续续的连接是由多种原因引起的,然而,拓扑通常有一个强调稳定。在[26),一个联系人甲骨文提出,鉴于两个公交车id,返回下一个遇到的时间。这个甲骨文需要先天的接触的知识,是不可能实现一个真正的系统。在相同的工作中,使用一个更为可行的方法联系人总结甲骨文鉴于两个公交车id,返回平均intercontact时间。

在文学中,提出的方法通常分为三类基于它们所处环境:农村,校园,或城市。

一个农村环境19,27,28)是由许多村庄分布在广袤的国土和连接通常是公交车。在这种背景下,分进度不受随时间变化和接触的机会是相当罕见的。在这种环境下数据交付失败主要是由于错过了转移机会而不是不可预测的节点移动性。属于这一类的建议不使用路由。请求和响应都是本地存储基础设施的实体,作为最终用户和互联网之间的代理服务器,它是承运人和上传下载队列请求响应。在[27]分用作投机取巧的骨干之间进行消息收集点(亭)位于参与村庄;公共汽车被用作数据骡子用最优的方法。提出的更精细的方法是(28],bus-to-bus连接是利用多个跳转发消息。在这个工作时间表是:提出一个算法计算消息传递概率转发路径。在[19链路状态路由协议),作者提出一个修改的能力利用链接正常运行时间可预测性。该算法构建的转发路径利用广告链接状态和缓存推到中间节点的网络。所有提到的项目的共同目标是提供网络访问弹性nonreal-time应用程序以使互联网基础服务人口(如邮件和nonreal-time网页浏览)。

进一步在这个蒸汽的研究我们发现校园巴士网络部署到通勤的学生和教师之间的校园区域或从/到周边地区29日,30.]。这种服务通常表现为较高的节点数量相比,农村环境转化为更多的转移的机会。在这种情况下由[参考贡献29日),5个学院与附近的城镇和彼此之间的联系。在他们的工作中,作者提出MaxProp, multicopy转发方案基于节点遇到历史和消息优先级,同时考虑计算可能到目的节点的路径。通过模拟MaxProp显示优于协议基于知识的确定性同行之间的会议。在一个类似的精神,作者在30.]分析intercontact次分布总线和线水平。他们提出的生成模型intercontact乘公交车验证真实痕迹之间可以用来驱动路由协议性能模拟。

扩大分大小和形状而言,我们发现城市环境包括相当数量的公交线路部署协助人们上下班在一个城市。总线网络在城市环境31日- - - - - -33通常表现为许多周期性的接触机会。在[31日)提出一个商业应用程序,即特别的城市基于分层无线ad hoc网络架构。系统提供服务支持弹性,nonreal-time流量通过接入点负责不同的地理区域。为此,采用分作为一个特设路由主干,把信息从/手机/接入点。作者验证他们的方法与实际流动痕迹被金县地铁公交系统在西雅图,佤邦。在(使用相同的痕迹31日)、作者(32)提出一个转发方案市内的消息传递。该方案采用大规模集群方法基于节点相遇频率。这导致结构利用交换机的转发方案multicopy策略向目的地相同的集群成员。

然而,采用multicopy方法是几乎吸引广泛的城市环境。为此,作者的34)模式转发过程最优停止规则问题;这样交通开销是明智地减少而交货率仍然是比得上一个完全流行的方法。所有上述city-oriented策略遵循一个共同的方法:他们执行多重副本路由。作为这段已经表示,拥有相同的多个副本包争夺网络资源可能是一个障碍时扩大使用数十个城市水平,如果不是数以百计,计数的公交车的路线。单副本策略还没有真正考虑文学由于可能交货率低,交货时间长。

我们最好的知识,(33,35)是唯一两个贡献强有力的推动单副本转发规模非常大。文献[33)认为intracontact倍的度规链路状态协议;结果,执行路由通过最遇到的时间不管遇到的概率。在[35),相反,估计遇到概率作为度量:路由沿着一条执行路径的最小化的概率包未送达的。在第二种情况下,链路状态路由算法;此外,即席的联系人,分支到更有利的路径也利用以提高性能的机会。

进一步促进这一领域的研究,我们提出一个具体的部署架构和应用场景中利用分作为服务交付平台。为此,我们有两个现实的部署场景建模运营商正在公共汽车路线,对应实际分线在米兰(意大利)和芝加哥(美国IL),而用户移动实体拥有手持设备发出数据请求数据可用的其他地方。我们研究的性能趋势移动延迟容忍网络(MDTN) metropolitan-wide部署在不同的路由策略和数据分布方案。

5。移动延迟/容错网络(MDTN)

本节概述了MDTN。我们开始通过引入系统架构以及交付过程构成的数据流在网络。结束本节是一个整体的描述协议由MDTN实现实体。

5.1。做法

在图2MDTN实体参与我们的系统描述:()MDTN客户机或移动用户操作系统的便携设备运作时,()MDTN服务器或无线数据载体收集用户请求试图满足他们当网络连接存在,和(互联网网关(IG),这是一个可以上网的无线接入点部署在每个总线行结束(如总线终端)。我们已经考虑定位IGs at总线终端由于这些不同公交线路之间的接合点,因为公共汽车公司可能已经有一个轨道终点(如办公室)。然而,我们不排除未来的调查的可能性IG分布的科学优化问题,即使不实际的部署。

MDTN数据流从一个用户与车载托管服务器建立连接(例如,巴士上),先后发出请求指定的数据内容。为简单起见,我们假定请求包含一个内容标识符(例如,一个统一资源定位器)和目的地公共汽车线路规定的目的地,用户以后会拿起反应。我们的目标是为用户提供所需的内容在指定的目的地。请求已发布后,伺机转发对IGs之一,由承运人,最后,反应达到预计的内容的公共汽车线路。

上面描述的过程涉及到多次反射的机会主义路由请求和响应从航空公司向一个IGs和搞笑总线向目的地。交付过程是独立于底层的路由策略和发生如下。(我)如果承运人持有请求遇到在其旅行航空母舰属于一个有效的跳线,标准的基础上,采用路由策略,请求转发。现在的新航母满足请求是否达到行结束。(2)如果承运人持有请求达到终端,它能够满足请求本身;响应将会转发到目的地。(3)如果响应到达目的地线载体,运营商之间的响应传播同一条直线。在此阶段,运输期间发生机会接触目标线航空公司(如果有的话)。

背后的基本原理的最后一步宣布交付过程可能有许多航空公司旅行目的地,结果需要传播其中,加快交付过程。

从终端用户的角度来看,获取所请求的内容(如果检索)当一个沟通与目标线服务器出现的机会。如果这个机会错过了数据缓存直到下一次相遇。这个对客户交付过程是完全透明的。

5.2。MDTN协议栈

MDTNs功能实体遵守相同的通信协议,在我们的案例中是一个调谐版本的包协议(图3)。因此,每个节点能够发送和接收包被称为包节点上的分层应用程序代理,考虑特定的实体。

特别是,MDTN客户机可以在以下两种状态之一:(我)在线:建立一个会话与MDTN服务器和活跃;(2)离线:否则。

分别MDTN服务器可以在以下两种状态之一:(我)收集:没有网络连接可用。服务器积极收集用户发出请求,转发之前收集请求当机会出现;(2)消化:服务器达到一个搞笑网络连接可用,可以完成(消化)等待用户请求。

为了避免歧义,我们指出,承运人没有实质性的区别和美联社应用程序代理。站在这一事实的唯一区别MDTN服务器利用额外的转发路由度量继承的策略被采用,而应用程序在美联社代理不雇佣任何临时转发指标。MDTN美联社可以视为轻量级MDTN服务器网络连接的能力,有能力区分的交货计划(以后)。这是通过适当修改系统启动前一个系统配置参数。

6。模拟环境

在本节中,我们首先提供一个简洁的调查采用MDTN验证的仿真框架。接下来,我们提供关于特定配置参数用于实验的细节部分。

6.1。城市仿真框架

我们的模拟采用城市路由主干模拟器(市区):临时的模拟环境介绍和验证(35]。市区报道在图的功能方案4。短暂,市区获得真正的城市拓扑数据和相对分时间表准确重建公共汽车运动在一个真正的城市环境为了模拟总线之间的数据转发以及公共汽车和路边网络设备之间。仿真平台提供了一个灵活的体系结构,便于采用外部路由策略进行比较。

城市从谷歌获得拓扑数据中转(36)喂,这是一个公共交通路线计划允许访问原始数据的分。为了准备一个模拟世界反映了现实,获得数据进行一个复杂的过程由以下三个连续的阶段。

在第一阶段的过程中,公共汽车运动的信息解析生产时间表一起分的拓扑布局。在下一步的GPS坐标由提要转换为笛卡尔坐标。

第二阶段生产公共汽车流动痕迹考虑真正的PTS的时间表,从第一阶段产生的数据。公共汽车之间移动速度常数和暂停停止相应的模拟(计划)。在此阶段,城市也计算统计数据总线联系,有助于理解内部和intercontact时间和城市覆盖的分。

第三和最后阶段数据流量引入到图像是一个重要的元素给定的框架的目的。目前,网络流量是随机生成的每个总线和交付根据路由策略配置。详细信息关于事件发生在模拟记录,以后可以用来获得洞见的路由算法。模拟器可以提供一个有效的比较不同的路由策略,同时允许容易测试在多个城市环境。我们的模拟结果积极对GloMoSim验证,对于交通水平低,使用相同的输出来自城市的第二阶段。

6.2。城市环境

为了评估我们的建议我们选择两个城市:米兰(意大利)和芝加哥(美国IL)。这些城市已经被选为代表的例子一个巨大的世界各地的城市。

米兰是我们的第一个案例研究中,代表一个中型城镇相比,典型的欧洲城市,与总线密度高(69公交线路)路线风在一个圆形的城市规划。拓扑提出了在这种情况下,显然不是一样由于存在旧的罗马历史中心和进步吞并周边小镇的主要城市的身体。在这种情况下,没有恒定的空间之间的十字路口,公交线路频繁发生之间穿过,不彼此平行街道很长时间。在这些设置,没有高速公路穿越城市,总线速度通常是低,最重要的是统一的。

我们考虑的第二大城市是芝加哥,明确选择试验由于其巨大的规模可伸缩性。芝加哥有许多公交线路(142)与航线运行沿着海岸,然后几乎一致在内陆,与密度很低。分结构有一个一样的计划,典型的许多巨大的城市在美国。在这样的环境我们通常经历短暂的接触,主要是十字路口,速度较低。

图5地图显示了分用于我们的模拟,而表1总结了两个城市和相对分的布局。在表中,车线密度的平均数计算公里由公交车在一公里²。

6.3。仿真参数

在我们的模拟每个总线是配备了无线网络接口。可用带宽是10 Mbps和广播范围是100米。考虑城市峡谷由建筑物在模拟,从而只允许视线接触。

模拟从4点开始。(第一巴士旅行在5点开始。)和第二天早上8点结束(最后一班公共汽车外出服务6点左右。)。公共汽车离开在4点之前都认为是在夜间值班,而不是在早上。

关于交通一代,我们的目标是模拟数据交换在一个普通的工作日。数据流量的一代是一个持续的过程发生在工作时间:从早上8点到晚上8点。在模拟过程中,请求生成以恒定速率为每一个操作总线。每个总线接收来自用户每小时10服务请求。这些请求被接受只要巴士服务,即使等待下个月底离职。对于每个请求,用户指定一个目标线,她/他想要交付的响应。终点线是使用均匀分布随机选择的分。

我们假设每个总线配备足够的存储容量,符合现代工业电脑设备。为了模拟两种典型的基于网络的和通用的数据流量(邮件、论坛帖子、社交网络互动,等等),请求数据包的大小变化统一从1 KB到40 KB,而响应数据包的大小变化从10 KB到64 KB,因此代表经典的电子邮件,网页,和广告消息没有沉重的多媒体附件以便能够提供有用的服务即使有间歇,投机取巧的连通性。每个发布请求聚集在公共汽车上本地存储和呆在那里直到转发机会出现。

公交车到达终点站可能排队起飞。如果总线仍在服务将所有收集的数据,欢迎其他请求发布在其环境。否则,所有的存储内容将被推到第一个公交排队等候。如果没有其他总线(即左右。,there are no more scheduled departures) all the stored data, being either requests or responses, are dropped and considered lost.

转发可根据路由策略和基站之间的分配方案之间的任何其他总线和一个基站和一个搞笑部署在每一行结束。在下面,我们确定一个路由策略的设置规则用于确定一个可行的下一跳而分配方案将一组规则来决定是否将转发数据包。在我们的模拟中,我们认为以下三个分布方案,可以利用MDTN:(我)纯粹的富(PM)。每个总线必须保持所有的请求,直到达到一行的结束。当达到行结束,立即得到满足和响应请求发送到目的地的搞笑(s)。(2)Infrastructure-Less交付(ILD)。请求转发到目的地线使用路由策略(以后)。在源和目标之间的路径,如果遇到一个搞笑(即。,the bus is in transmission range of an IG), requests are satisfied and changed into responses, which are forwarded toward their destination line adopting a specific routing scheme. Otherwise, requests are delivered to a destination line carrier, which will eventually meet an IG (e.g., at the end of the line), thus generating related responses.(3)基础设施辅助交付(IAD)。请求转发到目的地线与前面的情况。结束时达到和满足请求,立即响应发送搞笑(s)目的地的线路使用有线网络。

关于路由策略,我们需要测试MDTN如何受益于遗留或创新的路由方法。因为这个原因相比,我们的模拟三种不同的路由算法,可以被认为是代表一组广泛的解决方案;他们是最小跳(分钟跳),MaxProp [29日],Op-HOP [35,37]。

分钟跳之前单副本,链路状态路由方法,这应该能够利用分的具体设计,通常设计带给人们(包)在整个市区凌日的数量最小化。链路状态路由是广泛采用有线网络,我们用它作为基准理解多少MDTN可以受益于更复杂的路由。此外,链路状态的方法是,在一般情况下,可行的分,因为所有公交线路都提前知道,白天不应该变化不另行通知。

MaxProp被认为是艺术的状态DTN部署在一个分:它使用multicopy路由算法,并实现了一个复杂的缓冲管理基于优先级的消息。multicopy, MaxProp通常使用更多的资源而提供良好的表演的交货延迟。

最后协议,Op-HOP,还使用一个单份链接状态的方法。不同的最小跳,Op-HOP采用基于概率的度量:路径计算基于线遇到概率最大化包交付。此外,与其他的解决方案,Op-HOP概率估计基于遇到的数量,而不是他们的持续时间37]。Op-HOP已经在一个纯粹的规模比MaxProp特设环境。

7所示。实验结果

的平均延迟交货的各种组合下的路由策略和分配方案报告在表2和3。

从表中我们可以看出2,在米兰ILD计划,反应将平均延迟变化小于2小时近4个小时,分钟跳政策是最坏的情况下。实际上这些镜头下,系统可以用于新闻检索延迟容忍网络浏览,和分布信息本地事件。在芝加哥(表3),情况有点糟:ILD计划延迟范围约3至5个小时。新闻检索也是可行的,但其他服务可能会变得不现实。

不同的场景来当分配方案更改,只请求路由到第一个搞笑,而其反应是通过有线传输到目的地的搞笑行。除了这一事实的平均延迟时间降低,比Op-HOP分钟跳开始执行。的解释这个坐在Op-HOP的优化与最小跳:后者更有可能错过接触和携带请求第一行的搞笑,从而减少平均延迟超过Op-HOP。在所有情况下,延迟对metropolitan-wide来说是足够的,nonreal-time服务。

如果我们把表2与表3,可以得出更一般的结论。首先,分钟跳路由策略虽然为有线网络设计执行的方式比较与其他路由策略。第二,MaxProp似乎不断表现优于其他两个路由策略。特别是,关于Op-HOP, (37我们证明它尺度比MaxProp网络负载,但似乎遵循相同的趋势可伸缩性时的分扩展。这可以解释由于multicopy MaxProp转发的方法。

7.1。数量的啤酒花

交货延迟的一个性能指标密切相关的是遍历啤酒花的数量。这是因为每一跳都是接触机会的结果或(有时长)旅游对一个搞笑。

通过数据6来7的ECDF遍历啤酒花的数量为每个研究拓扑报告根据不同的分配策略。

在图表中,纯粹的富政策是没有报告,因为它不会带来任何有意义的信息(啤酒花的数量是固定的),所有资料都有至少两个跳,因为数据必须遍历至少一个搞笑在到达目的地之前。分析图表,我们可以观察到,尽管较低的交货延迟,MaxProp并不比Op-HOP明智的。唯一的例外是芝加哥的IAD计划(图7 (b)),但这更有可能由于Op-HOP的可伸缩性问题。

7.2。交付率

数据8和9在各种情况下显示请求交付率。首先,分钟跳总是生成最糟糕的表现(有时是不可接受的水平,如在图8 (b)),除非系统非常连接(图9(一个))。这可以解释考虑超长交付延迟:数据包将积累在晚上公交车的服务将降低网络连接,增加数据包的数量下降。Op-HOP不是相同程度的痛苦因为路径是建立基于接触概率:小流量总数的分数将在系统中停留更长的时间,并将被丢弃在一天结束的时候,但更能找到相当数量的数据包的目的地。

第二,我们必须注意到,甚至连点分配方案能够保证100%的交付数据包。芝加哥尤其如此(数字8 (b)和9 (b)),取决于分几乎连接:公交车不太可能能够线轴数据包从内部缓冲时的服务。然而,MaxProp能够略优于IGs PM计划但它需要援助。

7.3。资源使用情况

到目前为止,MaxProp MDTN似乎是最好的选择:低延迟交付和接受的交付率。然而,我们必须记住,这些优势是由于其multicopy方法。更有可能的是,它将使用更多的资源比其他路由策略。这一目标,下面我们分析各种路由条件下使用的系统资源。

7.3.1。缓冲区的使用

第一个指标我们要分析的是全球缓冲区的使用。数据10和11描绘的进化的总量的交通运输网络中不同的分配方案。

我们可以看到,MaxProp总是要求比最小跳路由策略。明智地减少影响只有当使用IGs之间传播。有趣的是,这些性能差异的情况相比不那么显眼的其他政策。概要文件之间的差异最小跳和Op-HOP是由于不同的交付延迟:从Op-HOP添加请求数据包所需的空间更长的路线到达目的地。

7.3.2。浪费上网

MDTN的另一个资源是互联网访问:一个搞笑,当接收到一个数据包,必须使用它访问网络履行请求和产生一个响应。在multicopy路由的情况下(MaxProp),相同的多个副本请求将需要多个访问互联网由此浪费资源。图12显示了ECDF给定数量的互联网访问对于一个给定的请求。

从曲线,我们可以看到ILD的方案,只有50%的请求将生成小于100互联网访问米兰和少于350在芝加哥。这些值大幅下降时,IAD方案被采用,降低到25在这两种情况下。

考虑到内存的成本,我们可以维持一定程度的overallocation;上网可能是昂贵和使用增加20倍可能还对系统产生严重的影响。这种情况下要求精心策划的内容分发网络专为都市服务访问通过分。

7.4。现场试验与MDTN

在这一点上,我们提供的证据概念的实现我们的服务架构和现场试验的经验聚集发生在帕多瓦,意大利。

当前实现MDTN是一个基于Java的应用程序的构建为Android设备和能力测试为Android 5.1操作系统。它由一个包由客户端和服务器都共享相同的核心模块处理DTN-like沟通。客户端包含一个选项卡式界面允许用户管理和容易与MDTN交互服务。当前的实现考虑两个基本服务(我)一个延迟宽容的电子邮件服务和(2)一个文件下载,目前仅限于web资源的下载。

在下面,我们节目的现场试验MDTN的具体用法。地图在图13显示运营商和用户之间的交互进行,分别操作MDTN服务器和客户机。在这个演示承运人是一辆带有预定的路线和车载无线AP在用户移动和操作MDTN客户机启用一个Android设备上。

枚举点在地图上代表以下操作:(1)上的用户将获得汽车和先后向前MDTN服务器任务。(2)用户得到车熄了火,继续他的旅程。(3)承运人附近的无线AP联网(例如,汽车站),满足用户等待的任务,并在本地存储输出。(4)车,一旦连接上的用户将获得MDTN服务器检索所需的内容。

通过图14上述相互作用发生的每个指定点地图所示。在图(14日)车辆(载体)离开车站配备网络连接和沿预定的路线旅行图所示13。在图14 (b)用户会在车辆,MDTN服务器建立一个连接,并将一些请求转发(图14 (c))。一旦用户到达目的地,他下车后,从服务器断开;与此同时,运营商遵循对车站(图的路线14 (d))。离开车站承运人已满足用户请求并在本地存储它们的输出。图14 (e)显示了用户车辆,连接到MDTN服务器以获取所请求的内容。

8。结论和未来的工作

在本文中,我们研究的性能MDTN:延迟宽容应用平台之上的分和能够提供机会的连接。我们表明,弹性MDTN可能是一个可行的解决方案,nonreal-time数据检索。

然而,性能指标考虑路由的政策表明,没有黄金法则路由。基础设施辅助服务供应交货会产生影响。另一方面,MaxProp和multicopy路由方法必须首选松散连接的环境中尽管我们仍然需要了解如果添加资源使用价值的性能改进。

在未来我们打算扩展这项工作找到一个动态解决方案之间的权衡单一和多重副本路由算法基于PTS密度和城市拓扑。这个新的路由策略应该能够切换两种转发模式,以提高性能,同时保留资源使用。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

引用

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