6、移动自组网中自适应协作缓存的跨层设计框架

移动自组网中自适应协作缓存的跨层设计框架

1. 引言

移动自组网（MANET）由多个移动设备组成，这些设备可按需形成网络，无需现有网络基础设施或中央管理的支持。在MANET中，移动设备通过无线链路连接，每个设备都充当路由器，为其他节点转发数据包。其特点包括动态拓扑、能源稀缺、带宽有限和链路速率随时间变化。

过去，MANET主要用于战场和灾区等难以部署集中式基础设施的场景。如今，它正成为普适计算环境的重要组成部分，但在提升性能和提供应用服务质量（QoS）方面面临诸多挑战。

跨层设计作为一种重要的设计方法，旨在解决无线计算环境中的性能问题。传统的分层网络架构，如互联网使用的混合参考模型，将网络分为五层，各层为上层提供服务并隐藏实现细节，非相邻层间不允许直接通信。跨层设计通过打破分层通信架构的规则来解决严格分层带来的问题，例如让非相邻层直接通信。

过去对MANET的研究多集中在路由协议开发上，以增强移动主机在不断变化的拓扑中的连接性。然而，网络的最终目标是信息或数据访问，因此设计高层协议十分必要。当MANET与互联网集成或数据中心置于MANET中时，如何让移动主机有效访问互联网或数据中心成为一大挑战。近年来，一些基于协作缓存的方案被提出，多个主机协作共享缓存数据，虽提升了数据访问性能，但未充分采用跨层设计进一步优化和增强系统适应性。

2. 无线网络中的跨层设计

2.1 跨层设计的益处

• 不同的网络假设 ：有线网络中，数据包丢失通常归因于网络拥塞；而在无线网络中，数据包丢失常由损坏导致。若TCP在无线环境中仍采用拥塞避免机制处理丢包，情况会更糟。通过链