可预测动态网络的建模与路由

可预测动态网络的拓扑在节点位置、网络连通性和链路度量方面持续动态变化。然而，与自组织网络相比，其动态性几乎是可预测的。针对静态或自组织网络的现有路由协议未考虑这种可预测性，因此在某些情况下效率不高。我们提出了一种基于分治法（Divide-and-Merge）的拓扑模型，将动态拓扑形式化为一系列静态拓扑，能够以最少数量的静态拓扑正确反映拓扑的动态性。然后，我们设计了一种动态规划算法来求解该模型，并确定路由更新的时机及所要使用的拓扑。此外，对于典型的可预测动态网络——空间互联网，某些区域的链路具有较短的延迟，导致大部分流量汇聚在这些链路上。同时，这些链路的连通性和度量持续变化，导致端到端路径发生巨大变化和频繁的路由更新。在本文中，我们提出了一种稳定的路由方案，将链路生存时间加入其度量中以消除这些动态性。然后，我们利用 Dijkstra 算法的贪心特性，从动态链路中释放部分路径，实现路由稳定的目标。实验结果表明，我们的方法能够显著减少发生改变的路径数量和受影响的网络节点数量，从而极大地提高网络稳定性。有趣的是，我们的方法还能获得更好的网络性能，包括更少的丢包数、更平滑的端到端延迟变化以及更高的吞吐量。