Data Management Middleware Protocols in Ad-hoc Social Networks.pdf

1、自組織社會網絡為移動用戶間提供了基礎設施無關的機會性溝通環(huán)境。充分利用由現代傳感設備采集的用戶社會性特征有助于提升和改善移動自組織網絡的性能。其中，以社會感知機制為基礎設計的中間件對簡潔高效地開發(fā)創(chuàng)新性的應用與服務具有重要的作用。然而，由于受到多種因素的限制，如缺乏集中管理、設備異構性、無線通信的不可靠性、移動性、資源約束、需要支持多種流量類型等，一些新的挑戰(zhàn)也應運而生。其中一個主要挑戰(zhàn)是由應用程序和底層協議之間的差異而造成的性能下降和

2、實施效率低下的問題。此外，數據管理也為人類和無線網絡系統(tǒng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，由于目前僅僅忽略或者只在一定程度上考慮了用戶社會和移動信息。自組織社會網絡可以廣泛地應用在會議場所和一些緊急情況下，其實際場景能清晰地說明在合適的無線網絡操作中將重要的服務或模塊（如數據管理）和中間件設計相結合的重要性。
　　在目前的工作中，自組織網絡框架已經被提出，但從未在數據管理中考慮社會感知問題。為解決這一不足之處，本文專注于為自組織社會網絡中間件開發(fā)

3、一個正式的框架，在其上可以設計和提出數據管理協議。本文充分利用社會網絡和移動自組織網絡去整合社會感知和用戶移動性。這促使本文探討了數據管理中間件的各方面問題，包括數據可用性、負載分配和社群中用戶合作問題。自組織社會網絡不同于社會網絡在于其網絡結構是經常性斷連的。傳統(tǒng)上，理想方法被廣泛的用于解決數據可用性，甚至是負載分配和用戶合作問題。然而，無線鏈路的質量受多種因素影響，例如移動性、開銷和用戶自私行為。為應對上述挑戰(zhàn)，數據拷貝方法和社群劃

4、分概念在本文的研究過程中得到了廣泛地應用。據我們所知，這是第一次在自組織社會網絡中同時研究數據可用性、負載分配和自私問題。
　　自組織社會網絡服務的可訪問性和可用性可由拷貝方法來保證，該方法有助于避免因組群的不確定性移動引起的社群劃分以及數據丟失，同時也利于減少數據從源端到目的端經歷的跳數。但是由于資源限制，不可能在每個節(jié)點上拷貝所有的數據項。問題由此產生，在何處、如何分配數據副本以獲得高數據可訪問性和可用性。本文首先在該方向上以

5、最大化數據可用性為目標設計拷貝協議ComPAS，一個基于社群劃分感知的拷貝分配方法。ComPAS運用一致有效的方式為每位用戶存儲數據副本，它基于系統(tǒng)的拷貝預算及其所需可用性來選擇副本數量。該方法的目標包括利用社會關系為社群中的數據設置拷貝，通過盡可能降低拷貝讀取消耗、重定位消耗和通信量，提高有效性和一致性。該方法同時將平衡社群存儲空間負載作為另一個目標。與其他方案相比，ComPAS在讀取消耗上提供了更引人關注的模式，并且能高效處理網絡中

6、的副本重定位問題。
　　自組織社會網絡系統(tǒng)同時面臨著性能退化和穩(wěn)定性差的挑戰(zhàn)，這是由工作時的負載不均衡分布和鏈路失效造成的。分布式系統(tǒng)的正常功能是由其各個計算模塊協同工作而實現的。一個有效的負載均衡策略能保證系統(tǒng)資源的優(yōu)化利用，并且各個代理中不會出現空載或過載的情況。在現如今的許多分布式環(huán)境中，包括自組織社會網絡，用戶由有限的存儲空間、帶寬等資源相連接從而造成時延，這使得用戶需要依靠遍及整個網絡的資源通信和負載交換。為了充分利用這

7、類網絡系統(tǒng)，數據可用性和資源分發(fā)是關鍵問題，其中負載均衡、分區(qū)和容錯都是需要解決的問題。因此，本文提出了基于社群的、具有負載均衡與公平機制的事件分發(fā)方法Co-Lab，強化了數據管理性能。該方法采用興趣相似性和過濾拷貝方法在社群內進行代理分簇。Co-Lab的目標是在社群代理間獲得更加均勻的負載分布，在保持盡可能高的可靠性下避免過載代理的出現。性能評價部分表明Co-Lab具有明顯的優(yōu)勢，可以達到相對更好的負載均衡，降低總體負載，以及對于失效

8、情況的魯棒性。
　　現有的數據管理協議的另一不足之處在于進行轉發(fā)數據等操作時通常會假設用戶是合作的。如果節(jié)點拒絕合作，端到端的連接就無法形成。這樣的非自愿（自私）的行為會嚴重降低網絡的性能。所以，探測自私用戶、減輕其對合作用戶的影響是必不可少的。盡管在探測自私用戶方面已有研究，但是圍繞該問題仍存在一些問題，尤其是面對自組織網絡中的數據分發(fā)和轉發(fā)服務時。所以，本文意欲設計一種算法，讓每位用戶能自主地識別和排除自私用戶。這類特性可以從