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《延遲容忍網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)綜述_楊炎_200921060406》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、延遲容忍網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)綜述摘要：延遲容忍網(wǎng)絡(luò)及其新型體系結(jié)構(gòu)提出后，路由作為延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的核心之一，成為了研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文針對單播路由協(xié)議，將路由協(xié)議的分類進(jìn)行總結(jié)，并詳細(xì)介紹新近的DTN路由算法；文章路由研究中的仿真平臺進(jìn)行了概括性的論述，基于各路由協(xié)議的仿真結(jié)果列出了路由性能對比表。最后總結(jié)現(xiàn)階段DTN路由所面臨的問題和缺陷，并在此基礎(chǔ)上指出未來路由的研究方向?！娟P(guān)鍵詞】延遲容忍網(wǎng)絡(luò)（DTN），體系結(jié)構(gòu)，路由協(xié)議，仿真器1引言延遲容忍網(wǎng)絡(luò)（DelayTolerantNetworks，簡稱DTN），也稱為“挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)”，來源
2、于行星際通信網(wǎng)絡(luò)[1]?，F(xiàn)泛指在任意時間點(diǎn)，幾乎不存在源地址到目的地址的端到端的路徑的無線網(wǎng)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及其他領(lǐng)域研究的需要，這樣的挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)已相繼出現(xiàn)，并在人們的日常生活的幕后扮演著重要的角色。現(xiàn)有的挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)主要包括生態(tài)環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)[2][3]，Peoplenet[4]，海洋無線傳感網(wǎng)絡(luò)[5]，無線車載自組織網(wǎng)絡(luò)[6]，軍事網(wǎng)絡(luò)[7]，災(zāi)難恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)[8]以及邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村的訪問[9]等。延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的主要研究機(jī)構(gòu)有三個：星際互聯(lián)網(wǎng)(interplanetarynetworking,IPN)[10]，互聯(lián)網(wǎng)研究任務(wù)組(Int
3、ernetResearchTaskForce)[11]建立的DTNRG（DTNResearchGroup）[12]以及美國國防部高級研究局（DARPA）。延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的研究方向主要分為DTN體系結(jié)構(gòu)路，DTN路由和DTN安全問題。路由作為延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的研究核心之一，成為DTN學(xué)者們研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。延遲容忍網(wǎng)絡(luò)往往具有高延遲，低傳輸率，間歇型連接、節(jié)點(diǎn)頻繁移動，延遲容忍、錯誤容忍、有限的存儲以及通信環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的基于TCP/IP的端到端通信的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無法很好地為其提供服務(wù)。主要體現(xiàn)在如下方面：表1TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與D
4、TN網(wǎng)絡(luò)對比網(wǎng)絡(luò)特性網(wǎng)絡(luò)類型傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP）延遲容忍網(wǎng)絡(luò)（DTN）端到端的連接傳輸層提供未提供數(shù)據(jù)傳輸率高低連接時間持續(xù)的雙向的端到端的連接周期性或者間斷性的連接傳輸錯誤率低的端到端的數(shù)據(jù)傳輸錯誤率數(shù)據(jù)傳輸錯誤率高，丟包頻繁傳播延遲網(wǎng)絡(luò)傳播時延小由于網(wǎng)絡(luò)分割，傳播時延大節(jié)點(diǎn)屬性普通節(jié)點(diǎn)，資源相對充足，路由不受資源限制資源、壽命有限，節(jié)點(diǎn)計算、處理與存儲空間比普通節(jié)點(diǎn)差可靠傳輸網(wǎng)絡(luò)擁塞控制使其吞吐量隨著往返延遲、信息丟失概率的增加而降低網(wǎng)絡(luò)擁塞管理、流量控制異常困難安全性節(jié)點(diǎn)存在于虛擬網(wǎng)絡(luò)空間，安全較高，但仍然存在安全威脅節(jié)
5、點(diǎn)處于真實(shí)物理世界，安全性低，除受傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)威脅外還遭遇竊聽修改消息、路由欺騙等攻擊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議統(tǒng)一，端到端的路徑采用單一的路由網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的異構(gòu)導(dǎo)致通信協(xié)議多樣性，路由協(xié)議非常復(fù)雜面對著延遲容忍網(wǎng)絡(luò)以上所述的特性，若仍然使用傳統(tǒng)的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)，會造成極大的傳輸時甚至幾乎不可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。為了使這種網(wǎng)絡(luò)更好地與現(xiàn)有Internet之間實(shí)現(xiàn)互操作，并改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，K.Fall等科學(xué)家提出了延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)——Bundles[1]。此后，學(xué)者們紛紛在此架構(gòu)上研究提出新型的DTN路由。由于DTN網(wǎng)絡(luò)的特殊性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高性
6、能的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)路由面臨著新的挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在：可靠的傳輸率和可容忍的延遲，最大化消息傳輸?shù)某晒β屎妥钚』瘋鬏斞舆t是DTN路由的首要目標(biāo)；合理的資源分配，低資源消耗，DTN中路由算法大多以犧牲資源消耗來獲取可靠的傳輸率；一定安全性和可靠性，延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的安全性雖已獨(dú)立展開研究，但路由的安全性嚴(yán)重的影響了整個網(wǎng)絡(luò)的安全；較低的算法復(fù)雜度，易于部署，大部分路由協(xié)議由于算法的復(fù)雜度高而難于部署；良好的可擴(kuò)展性，可擴(kuò)展性可保障路由算法對不同的網(wǎng)絡(luò)做出適當(dāng)修改以適用于該網(wǎng)絡(luò)。DTN路由的研究也可大體劃分為移動模型、單播路由、組播路由和選播路
7、由四個小方向。學(xué)者們在傳統(tǒng)的隨機(jī)移動模型的基礎(chǔ)上相繼提出建立基于地圖驅(qū)動的車載移動模型、基于角色分配的災(zāi)難移動模型[26]等，而CRAWDAD工程[13]也提供部分場景生活的真實(shí)跟蹤及記錄，這些都為更好的研究路由中的移動模型打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。近年來，在研究者的共同努力下，DTN單播路由不斷改進(jìn)和完善，已將部分路由發(fā)揮到極致，比如傳染路由（epidemicrouting）[14]。啟發(fā)式的機(jī)會主義路由[10]和社會路由[28]近期成為路由的熱點(diǎn)，在DTN路由界引起新一輪的熱潮。2現(xiàn)有路由協(xié)議及其分類由于當(dāng)前DTN網(wǎng)絡(luò)所涉網(wǎng)絡(luò)類型甚廣，
8、而各個網(wǎng)絡(luò)特征差異較大，因此目前不存在DTN網(wǎng)絡(luò)路由的統(tǒng)一分類。本節(jié)主要針對單播路由，總結(jié)近年來國內(nèi)外在DTN路由上的分類及分類標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)[16]根據(jù)路由協(xié)議在數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程中是否創(chuàng)建了數(shù)據(jù)包副本，將DTN路由劃分為基于轉(zhuǎn)發(fā)的路由（forward
