6.1 主要结论

VANETs下服务组合将道路中分布式存在的服务资源组合成满足车载用户及乘客个性化需求的具有新功能的增值服务，从而实现了组合服务的客户化订制。随着移动通信技术的不断提升以及车载终端产品的不断完善，人们对于车载通信平台及其提供的应用服务会产生越来越多的依赖，因此基于VANETs下的服务组合将具有极高的应用前景和研究价值。 然而， 不同于一般移动自组织网络， VANETs下服务组合的进一步研究和进展却由于其节点快速移动导致网络拓扑实时变化的特殊性而严重制约。针对于这样的研究背景，本书通过对VANETs车载网络特性及服务组合相关问题进行渗透并深入剖析，得出了一些有意义的结论，可以归纳为以下几点：

第一，提出了一个基于VANETs层次覆盖网的服务组合框架，将层次覆盖网络体系结构特点与VANETs显著特征相融合，从逻辑上将VANETs服务组合体系结构从下至上设计为三层：物理网络层、服务实例层、服务抽象层。根据SON系统构造原则，本书将复杂的服务组合进程映射到VANETs分层的服务组合体系结构中，并提取各层相关特征通过动态叠加的方式抽象出服务覆盖层，服务覆盖层将节点移动信息、网络拓扑信息及服务组件信息集中起来，为综合考虑服务组件的实例化、服务执行路径的选择提供决策支持。在深入分析服务覆盖层基础之上，本书给出了VANETs服务组合的形式化表达，该服务组合模型将底层车载节点的移动特性与服务执行路径选择的决策依据紧密融合，在有效降低网络拓扑关系复杂度的同时提高了对用户服务组合需求的动态适应性。

第二，在VANETs服务组合模型分析基础之上，设计服务路径生成、服务执行路径选择及服务路径维护算法。首先，对基于服务覆盖层的服务路径发现机制做进一步自适应性研究，采用改进的经典图论DAG策略进行求解，提出了一种基于服务强度（Service Intensity） 及路径预测生存时间来选择最优下一服务实例的算法，最大限度地减小了服务路径的解空间，增强了服务路径的稳定性及可靠性，也为下一步进行执行路径的选择奠定了基础。其次，在综合考虑服务组件的服务质量属性和各个服务组件所在节点负载、组合服务经由链路的稳定性以等情况后，提出一种支持服务覆盖分层网络的QoS模型，不同于传统QoS模型，该模型将底层物理网络特性和服务应用层两方面属性融合起来指导服务组合路径的选择。最后，针对VANETs服务组合频繁失效的特性，提出了一种基于速度和距离的服务切换算法（Velocity and Distance Based Handoff Algorithm，VDBHA）。VDBHA从图论角度出发，以自适应的时间间隔△t采样服务执行路径上各移动节点的速度和位置，预测链路可用时间，一旦判定该服务路径不稳定，立刻VDBHA相应服务路径维护策略，一旦链路断裂迅速切换。仿真验证该方法大大降低了服务执行路径重建时延和服务组合代价。

第三，研究了支撑VANETs服务组合的底层路由问题。建立服务发现与组合机制与底层路由协议自适应的关系，将基于VANETs服务组合模型的服务发现、选择进程同网络层相应寻路机制映射起来；分析与路由算法设计密切相关的无线传播模型和节点移动模型，选取最适合城市VANETs独有特质的Shadowing电波传播模型和Manhattan节点移动模型作为研究基础；接下来，面向不同应用场景设计了两种路由算法：基于节点运动方向的类AODV路由算法DARP（Direction Based AODV Routing Protocol） 和基于数据报报文点决策的路由协议DBNP（Datagram based Node Routing Protocol），路由算法在考虑网络优化与负载均衡的设计前提下，充分融入服务发现特性与服务组合的需求。在具体应用中，对于非实时性业务，采用DARP算法路由服务执行路径，可大大提高服务路径的稳定性；而对于实时性要求较高的场合，采取DBNP路由算法寻路，可大大降低服务路径建立时延。

第四，提出了适应于VANETs下的两种服务组合恢复策略。首先，建立了一种仅考虑服务实例层服务组合重建策略 （Service Recovery based on Service Level， SRBSL），该算法依托服务实例层中实时维护的服务副本替换策略完成对失效组合服务的重建。SRBSL是一种典型的先验式的服务组合恢复策略，它是在服务组合失效之前就根据服务组件稳定性分析与当前服务组合状态选择并维护备份服务副本，一旦当前服务失效，立刻启用服务替换。对于服务失效概率极大的VANETs环境，仿真实验验证了SRBSL服务恢复策略是一种有效地重建策略；为提高组合服务的可靠性并在路径失败时迅速恢复，提出了一种基于VANETs服务覆盖层O⁃verlay思路设计的服务组合恢复架构，以最小化服务失败对用户造成的干扰出发，提出一种基于用户干扰最小化的服务恢复算法 （Recovery heuristic algorithm，RHA），其核心思路是使用覆盖网络的拓扑和信息作为输入，综合考虑基于服务层及网络层的可靠性、可用性、价格和时延四个影响用户感知的最关键服务属性，设计优化的服务恢复路径恢复算法。仿真结果证明了SRBSL及RHA算法的有效性，并验证了RHA算法的明显优势。