机会网络中文件固定和可变大小分片、传输、副本控制法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及文件传输技术领域，更具体涉及一种机会网络中文件固定和可变大小 分片、传输、副本控制法。
【背景技术】
[0002] 机会网络作为非全连通组网环境下进行信息通信的手段，来源于延迟容忍网络。 机会网络不需要维护端到端的完整链路，可以不用预先铺设通信基础设施，而利用节点移 动性建立中断容忍的链路进行有效通信。机会网络的典型应用场景主要为无法建立全连通 网络的环境，如星际网络通信、偏远地区网络传输、野生动物追踪、便携设备组网、车载通信 网、军用自组织网络等。同时，随着物联网的广泛兴起，某些场景下需要非全连通网络能够 提供成本较低、部署快捷的通信服务。因此，机会网络的通信模式在很多场景中是一种高效 可行的网络结构。
[0003] 这一类型网络的节点通常移动范围较大，网络在大多数情况下处于不能连通的状 态，这导致了传统的移动自组网的路由模式并不能够得到有效的应用。网络的应用主要依 赖节点的移动特性与相遇机会来协助数据多跳传输，移动节点与其他节点互相通讯的路由 完全是动态建立的，同时节点并不了解整个网络拓扑信息。
[0004] 机会网络中的数据传输具有其自身的特点，主要是通过"存储-携带-转发"机 制，利用节点间的相遇机会来实现在非全联通下的数据传输。一方面，由于网络中移动节点 分布稀疏，移动速度快，节点间的连接机会性地出现，源节点和目的节点之间可能不总存在 端到端路径的间断连接网络。所以当大文件在机会网络中进行传输时，由于节点相遇的不 确定性和相遇后数据传输时间的不确定性，经常会导致大文件没有传输完整而导致传输失 败，使得目的节点与源节点需要等待下一次通讯，再将所有文件都进行重新传输，这样不但 降低了文件传输的成功率，同时也增加了网络的时延。
[0005] 现有机会网络研宄没有针对大文件传输提出有效的分片方案，并且由于机会网络 的如下几个特性：链路间断性连通、通信时延高、网络资源有限、机会网络的异构性，导致大 文件的传输经常出现下面的几种问题：
[0006] (1)传输过程中断
[0007] 这种情况大文件在机会网络中传输时最容易遇到的一种场景，机会网络本身就是 靠节点移动、相遇、建立连接。这就导致节点间连接持续时间不可控制，如车载网中，两台行 驶的车辆，相遇和分离在一个很短暂的时间内完成，很有可能不会超过1分钟，在这么短暂 的时间能够传输的数据量是非常有限的，到大点的文件在传输过程中产生中断，中断之后， 再相遇时，仍然需要从头开始传输，连接持续时间的限制导致传输成功率很低。
[0008] (2)传输过程出现错误
[0009] 机会网络主要是依靠无线通信模块进行传输的，如蓝牙、Wifi等，并且很有可能是 在有一定移动速度的情况下进行通信的，信号本身有可能比较弱；另外因为所用频段为公 用频段，且传输环境较复杂，因此很有可能受到其他通信设备的干扰。以上两点导致数据传 输过程中很大概率上的会出现丢包和错误，在数据传输完毕之后发现出现错误，则需要将 整个文件重新发送，这会带来资源的浪费，减低传输成功率。
[0010] (3)缓存空间不够
[0011] 机会网络的传输机制为"携带-存储-转发"，因此每个节点除了存储自己的数据 之外，还要担任中继的作用，缓存其他节点所需要的数据。这种机制很容易导致节点缓存压 力，如果需要中继的数据较大，会出现缓存不够的情况，只能寻找其他节点进行中继，这会 导致传输时延变大。
【发明内容】
[0012] (一）要解决的技术问题
[0013] 本发明要解决的技术问题是如何提高大文件在机会网络中传输的成功率，同时降 低传输时延。
[0014] (二）技术方案
[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机会网络中文件固定大小分片方法， 包括以下步骤：
[0016] S11、文件分为两个或两个以上的固定大小的分片；
[0017] S12、为每个所述分片生成数据对象，其中所述数据对象包括对应的控制信息和数 据信息。
[0018] 优选地，所述步骤Sll中，分片大小的计算公式为
[0019] Ienfrag= v*T
[0020] 其中，Ienfrag为所述分片大小，V为设备的数据传输速率，T为连接持续时间。
[0021] 优选地，所述控制信息包括目的地址、源文件编号、源文件大小、源文件名称、源文 件名称验证信息、数据完整度验证信息、检索匹配信息、数字签名以及分片编号；
[0022] 其中，所述源文件名称验证信息用于验证源文件名称的正确性；
[0023] 所述数据完整度验证信息用于验证对应分片的数据信息的完整性；
[0024] 所述检索匹配信息用于所述分片的检索和匹配；
[0025] 所述分片编号用于表征所述分片在源文件中的位置；
[0026] 所述数字签名用于表征所述分片的数据来源。
[0027] -种固定大小分片的副本控制方法，包括：
[0028] 将同一源文件的所述分片按照传输次数进行从少到多进行排序，其中传输次数少 的所述分片的优先级高，传输次数多的所述分片的优先级低；
[0029] 与新的中继节点相遇时，按照优先级从高到低的顺序传递所述分片，并且传递所 述分片时，首先判断从新的中继节点到所述目的地址的概率是否大于之前中继节点到所述 目的地址的最大概率，若大于，则将所述分片传递到新的中继节点，否则不进行传递。
[0030] 一种机会网络中文件可变大小分片方法，包括以下步骤：
[0031] S31、文件分为两个或两个以上的固定大小的索引级分片；
[0032] S32、为每个所述索引级分片生成索引级数据对象，其中所述索引级数据对象包括 对应的索引级控制信息和索引级数据信息；
[0033] S33、将每个所述索引级分片分为两个或两个以上的输出级分片；
[0034] S34、为每个所述输出级分片生成输出级数据对象，其中所述输出级数据对象包括 输出级控制信息和输出级数据信息。
[0035] 优选地，所述步骤S33中，输出级分片大小的计算公式为
[0036] Ientrans= T ava*Vava* λ
[0037] 其中，Ientons为所述输出级分片的大小，Tava为平均连接持续时间，V ava为平均传 输速率，λ为在预测的连接持续时间内传输所述输出级分片的个数的倒数。
[0038] 优选地，所述平均连接持续时间的计算公式为：
[0039] Tava= T Qld* α * γ Vrcmrent* (1- α * γ k)
[0040] 其中，Ttjld为历史平均连接持续时间，T __为当前连接持续时间，α e [0, 1]，表 征所述历史平均连接持续时间在平均连接持续时间中占的比重，γ e [0，1)为时间衰减因 子，k为所述源文件到达所述目的地址经过的时间单位的个数。
[0041] 优选地，所述平均传输速率的计算公式为：
[0042] Vava= V old* α * γ k+Vcurrent* (I - α * γ k)
[0043] 其中，11(1为历史平均传输速率，Veumnt为当前传输速率，α e [0, 1]，表征所述历 史平均传输速率在平均传输速率中占的比重，γ e [0，1)为时间衰减因子，k为所述源文件 到达所述目的地址经过的时间单位的个数。
[0044] 一种可变大小分片的传输方法，包括以下步骤：
[0045] S41、将所述索引级分片和与其相遇的节点进行匹配，若匹配成功，则将所述索引 级分片分为两个或两个以上的输出级分片，并为每一个所述输出级分片生成输出级数据对 象；
[0046] S42、所述节点对是否已经拥有所述输出级分片的数据对象进行判断，若已经拥 有，则返回拒绝接收的信息，否则，对所述输出级分片的数据来源是否安全进行判断，若安 全，则返回接收信息，否则，返回拒绝接收信息；
[0047] S43、所述输出级分片将数据信息传送给所述节点；
[0048] S44、所述节点接收完所述数据信息后，对接收的数据信息的完整度进行判断，若 接收的数据信息完整，则将所述数据信息存放入数据库；否则，丢弃接收的所述数据信息；
[0049] S45、若所述输出级分片为所述源文件的初始分片，则建立可中断数据对象，将所 述输出级分片的数据信息读入到所述目的地址指向的文件中；
[0050] S46、所述节点根据所述输出级分片在所述索引级分片中的起始位置以及所述输 出级分片在所述索引级分片的结束位置，进行输出级分片数据信息的重组，得到所述索引 级分片；
[0051] S47、所述节点将索引级分片的数据信息进行重组，得到源文件。
[0052] 优选地，所述步骤S45中，数据传输的过程中遇到中断，则设置所述可中断数据对 象的中断标志位；所述节点遇到其他节点时，将所述可中断数据对象传递给相遇的新节点； 所述新节点查找与所述索引级分片对应的数据对象，若找到，则从所述接收的末尾字节处 续传。
[0053] (三）有益效果
[0054] 本发明提供了 一种机会网络中文件固定和可变大小分片、传输、副本控制法，其中 机会网络中文件固定大小分片方法，与当前通信的机会网络节点间状态无关也与整个机会 网络中节点相遇概率无关，具有更强的鲁棒性，适应可