MANET下服务发现系统的实现、建模和优化

随着移动自组织网络（MANET）的日益普及，这种网络环境下的应用需求越来越多，服务发现系统是支撑这些应用的基础服务之一，它帮助用户在移动环境中发布、管理、发现和使用种类繁多的服务。 学术界和工业界对MANET下服务发现已经进行了很多探索和研究，但是已有研究多是构造有目录服务器的发现系统，它需要网络中存在能力比较强且稳定的节点充当目录服务器，这种模式并不适用于所有场景。到目前为止，无目录服务器的服务发现系统的构造相对较少且技术尚不成熟，存在较多问题需要解决。另外，针对不同的服务发现系统还没有一种普遍可行的系统建模和性能分析的方法。 本文针对MANET环境下不同的应用场景，改进了有目录服务器的发现系统SCN4M（Service CatalogNet for MANET），设计和实现了无目录服务器的发现系统SCN4M-DL（Service CatalogNet for MANET-DirectoryLess）。论文在SCN4M中引入了多种服务匹配策略包括近似匹配算法、基于正则表达式的匹配算法，同时提出了基于系统负载的自适应匹配策略调整机制，即通过引入请求队列队长作为控制变量，决定变换匹配策略的时机，以此加快或降低匹配处理速度。在SCN4M-DL中采用跨层设计思想，提出了面向区域的混合式地理位置路由算法，分阶段地使用贪心路由、面路由和面向服务发现的环形路由；并在此基础之上，实现了基于地理位置信息的服务注册、管理和发现。在两个系统中都使用了排队论对系统中的单个节点进行建模和优化。在SCN4M中通过扩展的有多服务速率的M/M+/1模型，得出了系统吞吐量、系统等待队长、系统平均调整次数的表达式，实际系统的运行结果验证了模型的适用性，论文依据模型给出了SCN4M在评价指标QoS指导下的优化的运行方案设计。在SCN4M-DL中，通过应用改进的串联排队论模型，将本地的发现过程分成了二个独立的阶段，然后，将SCN4M中的M/M+/1模型成功应用于第二阶段，论文也给出了SCN4M-DL的优化方案。