DTN路由算法调研.doc

特殊环境下的约束路由算法调研DTN,即时延容忍网络,是由Kevin等人于2002年提出的一种通用的向消息的可靠的覆盖层网络体系结构【1】,在经常出现网络断开而导致报文不能在确保传输过程中的端到端路径的环境下能够处理受限网络中的高延迟和异构性的问题。作为一个较新的研究领域,DTN在IPN、无线传感网络和UWSN等受限网络环境中有许多潜在应用,可以客服特殊环境下的长延时、有限节点资源、间歇性连接、数据速率不对称和低信噪比及高误码率的难题。等,节点在这些网络中或是有极低的误码率和较高的信噪比,或是节点的物理位置基本保持不变从而具有极稳定的路由环境,端到端的路径也非常良好足以保障极大地数据速率和较高的鲁棒性。而在UWSN(水下传感器网络)和IPN(work(深空网络)中,前者由于水对电磁波的吸收和衰减现象严重,而将声波作为通信介质,结果由于声速小导致数据速率低,同时由于水下传感器悬浮或漂浮在水下和水面,节点的位置随着水流和波浪随即移动;后者则由于星球间距离遥远,即使是光速在火星与地球间传输也需要好几秒,而地球火星的相对位置也随时间而变化,若是考虑更多星球为节点的网络,其拓扑结构更为复杂。在以上情况下,节点的位置、信噪比、延时等网络参数就会对端到端通信造成很大的影响,低信噪比和高延时导致数据速率低和频繁的丢包错包,使得通信效率低下。因此考虑以上情况,本文中调研了两种约束路由的算法。1、基于DTN结构的深空网络下本地流量控制(LFC)【2】图1、深空网络结构表1、深空网络网络参数如图1中的网络结构,在【2】中,考虑的是较为简单的深空模型,即火星-地球间的通信,而即使如此,IPN仍面临着传输延时长、高误码率、不对称信道和星球阴影等恶劣环境。现有的用于地面、卫星和无线的传输层协议无法适用于IPN。因此在应用层与传输层之间加了一个新的协议栈,称为Bundling。这个新的协议栈能让通常情况下由于网络隔离或协议集不同而无法通信的主机进行通讯。新的DTNBundling层在主机之间利用几乎没有的RTT(RoundTripTime)消除信令交互,它在网络中发挥了存储和转发bundle数据包的作用。在IPN中由于无法进行端到端的拥塞控制,因此考虑用本地流量控制来解决数据包并发传送和缓冲溢出的问题。在LFC算法中,首先要满足,其中表示从源端IPNs到目的端IPNr的可用带宽,Rj表示第j个bundle数据包的传输速率。对每次接收到的转发连接,目的端都需要来更新Ni(Ni表示目前正在进行的连接数目),在bundle数据包传输开始后RTT/2的时间后,目的节点会受到特殊的bundle信息,如下:图2、Bundle头标这些信息能用来计算数据速率以便分配合理的bundle时间和速率。为了防止缓冲溢出,确保输入数据量不会超过缓冲区大小,有必要限制,即总的输入数据量小于等于接受链路的容量。对于新到来的第i个bundle数据包的传输,其速率需要满足。当可用资源(输入带宽)增加时,就要更新以充分利用网络资源。同时利用来计算第一个bundle数据包和第二个bundle数据包接受时的并发性。其中Si代表数据包总大小,Wi代表已发送数据大小,表示IPNr中第一个bundle数据包的未接受部分大小,表示发送端在接受到ATI(AvailabilityTimelineInformation)信息前已发送的