容迟网络的体系结构及关键技术

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1、http://www.paper.edu.cn容迟网络的体系结构及关键技术∗樊秀梅xmfan@bit.edu.cn（北京理工大学计算机科学技术学院，北京，100081）摘要：当前的Internet体系结构和其中许多协议无法很好的适用存在高延迟路径和频繁分裂的网络。当端节点具有严格的能量和存储限制时，问题将更加恶化。由于移动性和特殊应用缺乏“常常连接”的基础结构，像陆地移动网络、军事无线自组织网络、星际网络及传感器网络这样的网络有它们自己的专有协议而不采用IP协议。为了实现这些网络之间的互联，研究者们提出了在端到端连接和节点资源都受限时的一种网络体系结构和应用接口，称为延迟容忍网络（简称容

2、迟网络，DTN）。DTN作为网络互联时传输层上的覆盖网可用来满足随意的异步信息可靠转发。本文综述和分析了容迟网络的应用背景、体系结构、关键技术和开放研究问题，并给出了未来的发展方向和应用前景。关键词：容迟网络、高延迟路径、频繁网络分裂、覆盖网络中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:State-of-the-ArtArchitectureandTechniquesforDelay-TolerantNetworksFanXiumei（Schoolofcomputerscienceandtechnology,BeijingInstituteofTechnology,Beijing,10

3、0081）xmfan@bit.edu.cnAbstract:Thesuccessfularchitectureandsupportingprotocolsoftoday’sInternetoperatepoorlywhenfacedwithoperatingenvironmentscharacterizedbyverylongdelaypathsandfrequentnetworkpartitions.Theseproblemsareexacerbatedbyend-nodesthathaveseverepowerormemoryconstraints.Becauseoflacking“

4、always-on”infrastructureinmobileandextremeenvironments,manysuchnetworkshavetheirownspecializedprotocols,anddonotutilizeIP.Toachieveinteroperabilitybetweenthem,researchershaveproposedanetworkarchitectureandapplicationinterfacestructuredaroundoptionallyandreliableasynchronousmessageforwarding,withl

5、imitedexpectationsofend-to-endconnectivityandnoderesources.ThisarchitectureiscalledDelay-TolerantNetworks(DTN).Itoperatesasanoverlaynetworkabovethetransportlayer.Inthispaper,wediscussstate-of-the-artarchitectureandkeytechniquesforDTNandpotentialissues.Itisourpurposetostimulatemoreresearchinthisne

6、wemergingnetwork.Keywords:Delay-TolerantNetworks,highdelaypath,frequentlynetworkdisconnection,overlaynetwork.1引言TCP/IP提供了一种基于不同链路层技术的端到端通信机制，已成为不同网络互联的基础。通常来说，TCP/IP协议簇的平稳运行依赖如下物理链路特性假定：①在数据源和目的地之间存在端到端的路径；②在网络中任何节点对之间的最大往返时间（RTT）不能太长；③端到端的分组丢失率较小。不幸的是，现在[1]有一类越来越重要的所谓“受限网络（Challengednetwork）”，它可

7、能违反了上述假定中的一个或多个，这使得当前的TCP/IP模型不能很好地为其提供服务。“受限网络”最初是由于主机和路由器的移动而出现的，也可能是由于能量管理或冲突导致的网络断∗本文受到国家自然科学基金（No.90604012）与北京理工大学基础研究基金（No.BIT-UBF-200501F4209）资助。樊秀梅，博士，副教授。研究领域为计算机网络传输控制、无线网络、网络性能评价。1http://www.paper.edu.cn[1]开