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網絡技術畢業論文提綱

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所謂論文提綱,是指論文作者動筆行文前的必要準備,是論文構思謀篇的具體體現。構思謀篇是指組織設計畢業論文的篇章結構,以便論文作者可以根據論文提綱安排材料素材、對課題論文展開論證。下面是一篇關於網絡技術畢業論文提綱範文,供大家參考。

網絡技術畢業論文提綱

論文題目關於無線Mesh網絡信道分配策略的探討

近年來,無線Mesh 網絡(Wireless Mesh Network,WMN)以其特有的優勢引起了人們的廣泛關注,成為研究的熱點[1]。現有的無線網絡協議(如802.11)提供了若干個互不干擾的信道,即這些信道可以同時在同一個範圍內使用而不會造成干擾[2]。通過在無線Mesh 網絡中應用多信道,可以提高系統吞吐量,改善網絡性能。

1 無線Mesh 網絡多信道MAC 協議

無線 Mesh 網絡是一種高容量、高速率和分佈式網絡。它具有多跳、自組織和自癒合的特點[3]。傳統的多跳無線網絡大部分都是由單網卡節點組成的,當前的無線Mesh 網絡,基本上也是採用單信道MAC 協議,限制了整個網絡數據傳輸速率與網絡容量,不能滿足人們日益增長的需求。在無線Mesh 網絡中,通過使用多信道MAC 協議,使不同的節點在不同的信道上同時通信,可以有效的減少碰撞和干擾,從而提高系統的吞吐量。

如圖 1 所示,根據不同的'硬件平台,多信道MAC 協議可分為單接口多信道和多接口多信道。單接口多信道協議節點只有一個接口,任一時刻每個網絡節點上只能有一個活躍的信道。但不同的節點可以同時工作在不同的信道上,這樣就增加了系統容量。如何協調Mesh 節點在多信道的條件下工作,是多信道單接口MAC 協議的研究重點。而且節點通信時需要來回切換信道,信道切換產生的時延會導致系統性能下降。此類協議的典型代表是MMAC 協議和SSCH 協議。多接口多信道MAC 協議每個網絡節點配置多個接口,每個接口帶有獨立的MAC 層和物理層,可使用不同的頻段,節點在這些頻段上的通信是完全獨立的,可以同時進行。DCA(Dynamic Channel Assignment)、MUP(Multi-radioUnification Protocal)、PCAM(Primary Channel Assignment based MAC)可歸入這種類型[4]。

2 信道分配策略

本文提出了一種混合信道多信道協議HMCP,它假定網絡中每個節點有m 個接口(m≥2),但每個節點的接口總數始終少於信道總數。假設節點上有f(1≤f

HMCP 簡化了需要提前知道信道切換表再在節點間進行協調的過程。每個節點僅僅需要知道與之通信的節點的固定信道即可。混合信道的分配策略也具有信道動態分配的優點,比如説,任何節點能夠在任意時間內訪問任何信道。同時,該協議保持了固定信道分配策略的簡明性,捨棄了可換信道切換策略的複雜性。該信道分配策略的一個主要問題就是增加了廣播開銷。廣播消息需要在節點的所有信道上發送。這樣,這個節點周圍的所有節點都能收到廣播消息。因此,當一個節點要發送一條廣播消息時,它會通過固定接口發送一條廣播消息的副本到固定信道上。同時,它一個一個發送廣播消息的副本到可換接口的各個信道上。這在發送廣播消息的時候會帶來時延。

3 信道切換延遲

當一個節點的接口數目少於信道數目時,信道切換則成為必然。但是,可以通過儘可能的減少無線接口上信道切換的次數來減小信道切換的開銷。實驗中,每個節點有兩個無線接口和5 個信道。其中一個接口連接固定信道,而另外一個接口需要在其餘的4 個信道間進行切換。當一個節點上的接口收到一個數據包時,它會檢測需要往哪個信道上發送這個數據包。

如果在固定信道上發送,那麼就交付給無線網卡來處理連接固定信道的接口來發送這個數據包。否則,如果數據包在可換接口的某條信道上發送,需要在可換接口上切換到發送數據包的指定信道上發送。它還需要決定何時可換接口切換到指定信道上。如果當收到數據包後需要在不同的信道上進行傳送,則它會在可換接口上不停切換信道到對應信道上,這樣,信道切換帶來的開銷會非常高的。當一個節點要發送多個數據流且這些數據流要經過的下一跳信道不同時這種情況就會發生。此外,如果將一個數據包放在緩存區中等待可換接口切換到指定信道上的時間過長,這種時延也是導致系統性能降低的原因。

4 信道切換開銷的降低

本文采取的策略是在決定切換信道前先等待一段時間再在可換接口上切換信道,在這個信道上停留的最少時間是一段固定的時間,這段固定時間用CHAN_MIN_TIME 表示,默認設置為20ms,同時,還限定一個數據包的最大時延。這個策略的細節如下。

一 旦在可換接口上切換到另一個信道時, 那麼, 在這個信道上至少停留CHAN_MIN_TIME(默認設置為20ms)。事實上,無論何時收到一幀數據需要在可換接口上載輸時,它會檢測該幀是否要在可換接口的當前信道上載輸。這時,有兩種情況可能發生:

(1) 如果當前可換接口連接的信道就是要發送該幀的信道,無線網卡直接發送此幀。這麼做的前提是,可換接口上沒有其他幀正在等待發送到其他信道上並且發送此幀的時間開銷沒有超過該信道允許的最大時間(CHAN_MAX_TIME 默認設置為60ms) 。

CHAN_MAX_TIME 為一幀數據在可換接口上的信道隊列中等待被髮送的最大時間。

(2) 另一種情況是,如果當前可換接口連接的信道不是要發送該幀的信道,那麼,把該幀放到一個緩衝區中,同時啟動一個定時器。定時器運行CHAN_MIN_TIME 後,可換接口可能切換到發送該幀的信道上,新切換過來的信道就會把緩衝區的這幀數據處理掉。

要降低信道切換的時延,可換接口應該花盡可能多的時間在不同信道上發送數據以及儘可能少的空閒時間和信道切換時間。為了降低信道切換的時延,本文約定可換接口上信道間切換最小時間間隔為CHAN_MIN_TIME。這麼做是希望在信道上能夠發送更多的數據,但是系統負載會增加。對於一個系統來説,如果一條信道上很輕的負載而其他信道上很重的負載,這是不合時宜的。