以位置为中心的MANET数据存储算法研究与系统实现

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近年来,随着无线网络和移动手持设备的快速发展,基于无线移动网络的应用也越来越普遍。无线自组织网络(Mobile Ad-hoc NETworks,MANET)正是在这种背景下产生的。MANET具有自组网能力,网络中没有基站,是一种没有中心结构的通信网络,网络中的节点可以充当客户端与路由器两种角色,是非常适合无线移动环境通信的网络。由于移动网络的特殊性,网络中的节点都是在不停移动的,因此,在MANET中的数据存储和一致性问题一直是国内外研究的重点。尽管针对MANET的研究已经有多年的历史,也提出了很多数据存储方法,包括基于中心服务器的和基于分布式处理等。但是在网络存储算法中的研究依然存在很多问题,如数据的存储方式、数据备份方式等,因而对MANET中的数据存储的研究依然具有十分重要的意义。  本文工作主要分为以下几个部分:首先是在MANET网络中,针对MANET网络的特点,提出了一种以位置为中心的存储方式(Location Centric Storage,LCS),旨在提供一种简洁、方便、高效的数据存储方案。由于MANET网络中的节点时刻保持移动,因此如果选择某个固定节点作为存储节点,则当用户进行数据查询和存储时,不易寻找到该指定节点。LCS将数据以地理信息进行存放,就避免了数据存储与移动节点的直接交互,使得数据存储和维护更加简单。  本文第二部分对LCS算法的性能进行了评估试验,通过包括通信开销实验、查询成功率实验、刷新频率对系统影响实验和查询时间代价实验等相关实验,对算法的可行性和综合性能进行了分析。通过与其他同类算法的比较可以发现,LCS算法可以很好的工作在移动场景下,当节点移动速度较低时,最好可以达到80%以上的查询成功率;而当移动场景中的节点平均移动速度在15m/s时,仍然能够保持有30%以上的查询成功率。在查询时间代价方面,不同速度下的平均查询时间小于0.1s。  第三部分针对当前的热门应用微博设计了基于MANET网络的无线微博应用M-Blog。M-Blog可以让用户将信息发送到自己指定的地理位置存储,并且可以查询某个地点周围或者自己当前位置周边的信息。M-Blog可以让人们将关心的信息放置在自己周围,并且与其他人分享这些信息。M-Blog的存储和查询都基于本文提出的LCS算法,在本文第五章中会对具体的实现细节进行详细描述。
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