容迟网络的体系结构及关键技术
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-Art Architecture and Techniques for Delay-Tolerant Networks
Fan Xiumei
xmfan@bit.edu.cn
（School of computer science and technology, Beijing Institute of Technology, Beijing,100081）
Abstract: The successful architecture and supporting protocols of today’s Internet operate poorly when faced with operating
environments characterized by very long delay paths and frequent network partitions. These problems are exacerbated by end-nodes
that have severe power or memory constraints. Because of lacking “always-on” infrastructure in mobile and extreme environments,
many such networks have their own specialized protocols, and do not utilize IP. To achieve interoperability between them,
researchers have proposed a network architecture and application interface structured around optionally and reliable asynchronous
message forwarding, with limited expectations of end-to-end connectivity and node resources. This architecture is called
Delay-Tolerant Networks (DTN). It operates as an overlay network above the transport layer. In this paper, we discuss
state-of-the-art architecture and key techniques for DTN and potential issues. It is our purpose to stimulate more research in this new
emerging network.
Key words: Delay-Tolerant Networks, high delay path, frequently network disconnection, overlay network.
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
有一类越来越重要的所谓“受限网络（Challenged network）[1]
”，它可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。 http://www.paper.edu.cn
1开(network partition/disconnection)而形成的[1]
。下面是这类网络的几个典型例子。
陆地移动网络（Terrestrial Mobile Networks）：在许多情况下，由于节点的移动性或射频（RF）冲突，
这些网络可能变得不可想象的分离开。在一些情况下，网络可能难以形成一条端到端的路径，并且网
络的分裂方式可以预测。例如，一辆经常往返的公共汽车可以被用作信息存储和转发的工具——因为
它只有有限的RF通信能力，也就是有限的通信范围。当这类公共汽车从一个地方行进到另一个地方
时，它可以向附近的客户机(clients)和它将去往地点的远程机(remote clients)之间提供信息交换服务。
外来媒体网络（Exotic Media Networks）：外来通信媒体包括近地卫星通信、长距离无线链路（例如秒
级或分钟级传播延迟的太空通信）、在空气或水中采用声波调制的通信等。这些系统可能有中断可预
言的高延迟（例如由于行星的动态性）、也可能因环境因素引起的损耗、或者提供一种可预期的偶尔
可用的存储转发网络服务（例如每天一次或多次通过的低地轨道通信卫星）。
军事无线自组织网络（Military Ad-Hoc Networks）：这类网络可能部署在敌对环境中。节点的移动性、
不可预测的环境因素或者故意的人为干扰都可能引起网络分裂。除此之外，当有高优先级的业务时，
低优先级业务需要和高优先级业务去竞争带宽，这将使得信息转发经历更大的排队延迟。同时，出于
可靠与安全考虑，这类系统需要有严格保护措施的下层基础结构。
传感器和传感器/执行器网络（Sensor and Sensor/Actuator Networks）：这类网络中的节点存在着严重的
能量、存储空间和计算能力的不足。此外，这类网络可能规模很大，包含数千乃至数百万量级的节点。
为了保存能量，这类网络中的通信常常是预订的，可能在一段时间内不存在及时的通信路径。传感器
和传感器/执行器网络通常通过具有协议转换能力的代理节点互联其他网络。
在以上这些网络中使用成功的Internet体系结构和协议是可以想到的最显然的解决方式。但由于这些
网络应用可能有非常大的链路延迟、不存在端到端路由路径、缺乏连续的能量供给、缺乏大存储能力等，
这些特性对现有Internet体系结构和协议的应用提出了严峻的挑战。
为使现有Internet体系结构和协议适应一些特殊环境，研究者提出的一种方法是“链路修正法（link-repair
approaches）”，它试图将问题链路转化为适应TCP/IP的类似链路，努力保持Internet的端到端可靠性和命运
共享模式，要求所有的路由器和端节点执行IP协议。另一种方法是“网络特殊代理法（network-specific proxies
approaches）”，它是将受限网络作为Internet的边缘（edge），通过特殊代理（proxy agent）连接Internet和受
限网络，但它没有提供一种通用的方法进行数据传输。研究和分析表明这两种方法都不能很好地解决容迟
网络中存在的问题。
容迟网络体系结构是因特网研究任务组（IRTF）的容迟网络研究组（DTNRG 1
）在星际网络研究组
（IPNRG 2
）基础上发展而来的，最初是为行星间Internet通信而提出的，它主要聚集在高延迟的太空通信
和缺乏连续联接的不同网络协同工作环境[2, 31]
，是一种面向信息的可靠的覆盖层体系结构，它是形成受限
网络互联的适当方法。容迟网络提供异步信息传递的业务语义学，可以和TCP/IP进行联合。容迟网络的设
计主要是受传统Internet互联协同设计思想、电子邮件健壮的非交互传递思想和美国邮政系统业务分类思想
的影响而形成的。
2
受限网络的特性
受限网络不同于现有的网络，它具有如下几个特性[2]
：
（1） 路径和链路特性
高延迟，低数据率（High latency, low data rate）：端到端延迟表示在单向传输时每一跳的延迟总和。
每一跳延迟是由通过每一链路时的传输时间、处理时间和传播时间组成的，可能还要加上排队时间。如果
忽略处理时间和排队时间，传输时间和传播时间是直接受下层传输媒体影响的。对受限网络来说，传输率
可能是比较小的（例如大约10kbps），延迟可能是比较大的（大约1秒或以上），而数据率在很大程度上可
能是不对称的（例如一个较大的数据下行返回信道和较小的上行控制信道）。
1
http://www.dtnrg.org/
2
http://www.ipnsig.org/ http://www.paper.edu.cn
2对高延迟、低数据率的网络来讲，协议应尽可能的简单。这将减小往返时间和节约带宽。除此之外，
协议中的动态控制功能应设计为开环或逐跳（hop-by-hop）形式。
网络断开（Network disconnection）：在许多受限网络中，端到端断开可能比端到端连接更普遍。
一般说来，断开可能是由于错误或其它原因造成的。由于错误而断开在传统网络中已有很多研究，这里就
不再考虑。非错误（Non-faulty）断开频繁地出现在无线环境中，主要是由于移动和低占空比（low-duty-cycle）
系统操作引起的。由于移动引起的断开是可预测的（例如通过卫星系统、扮演数据载体的公共汽车等）或
随机的（由于漫游而到达通信范围的节点）。由于低占空比系统操作引起的断开在低能力设备（如无线传
感器）中是普遍存在的，也是可以预言的。
长排队时间（Long queuing delay）：在统计复用分组网络的多跳路径中，与传输和传播延迟相比，
排队延迟通常占主导地位。排队时间很少超过1秒（通常会更少），并且如果下一跳不是即时可达的就会
丢弃分组。相反，在断开很普遍的受限网络中，排队时间可能是相当大的（几小时，可能几天）。这就表
明，信息可能必须被存储在路由节点相当长的时间，并且下一跳的选择可能作废（revoked）。也就是说，
十二五安徽省自然科学基金项目指南-推荐下载
十二五安徽省自然科学基金项目指南前 言 按照《安徽省科技发展“十一五”规划纲要及2020年远景展望》的总体部署，安徽省自然科学基金委员会在科学评估、广泛征求意见的基础上，制定《十二五安徽省自然科学基金项目指南》（以下简称指南）。本指南依据安徽省经济社会发展总体情况和国内外科技前沿动态，结合安徽省的优势学科、特色领域，以提升自主创新能力为主线，充分调动安徽省基础研究资源，引导广大科研人员从我省经济社会发展的现实需求中挖掘和凝炼具有前瞻性、战略性和基础性的科学问题，坚持有所为有所不为，突出重点，为今后我省在若干战略性重点领域实现突破以及培育国家级项目奠定技术和人才基础。本指南突出以下原则:——突出重点，统筹兼顾。着力推进全省科技资源整合，重点支持对学科发展有重要影响的优势研究领域。兼顾学科均衡发展，鼓励开展基础理论研究和交叉学科研究，力求通过长期积累，促进原始创新能力的提升和多学科协调发展，提高全省基础研究整体水平。——注重人才，培育团队。积极发挥省自然科学基金培养人才的作用，以资助项目为载体，吸引、发现、培育、凝聚人才，注重青年人才和杰出人才培养，稳定基础研究队伍，培育优秀创新群体，为全省科技长远发展提供人才储备。——结合省情，引领发展。紧密结合全省经济和社会发展需求，注重自主创新能力和自主知识产权建设，解决主导产业中遇到的重大、关键和共性科学问题。积极培育对主导产业自主创新能力提升有重要推动作用的基础研究和应用基础研究项目。一、生命科学 生命科学是揭示生命现象，探索生命活动本质、特征和发生、发展规律，以及生物之间和生物与环境之间相互关系的科学，是21世纪全球最受关注的学科领域之一。本学科结合我省的学科优势和资源优势，开展基础研究的同时，重点围绕我省现代农业发展中的重大科学问题和战略性新兴产业培育中的关键问题，重点开展农业动植物生产、农产品加工、食品安全、农业生态环境改善等方面的应用基础研究，为实现从农业大省向农业强省的跨越提供知识储备和技术支撑。 1 宏观生物学1-1 动物、植物和微生物的系统分类与进化1-2 生物与环境、生物与生物相互作用的机理1-3 重要和特有生物资源的发掘、保护与评价利用1-4 重要生态区域的生态安全评价、保持生物学与恢复生态学的研究2 微观生物学2-1 微生物生理、生化与代谢及功能微生物的选育2-2 重要动物和植物（农作物）的生理、生化与营养调控2-3 功能基因（簇）的鉴定和基因（簇）的功能研究2-4 蛋白质、糖复合物的结构与功能研究2-5 神经信息的传递、加工、整合及调控2-6 基因表达调控机制与表观遗传学2-7 微生物学、植物学和动物学研究的新技术、新方法3 生物工程学3-1 新型基因表达体系的构建及改造3-2 新型生物工程植株（菌株）的构建及应用3-3 重要蛋白质（酶）、生物医学工程产品的工程制备与改造3-4 新型能源物质和化学品的生物制备与转化3-5 环境有害物质的生物转化及受损生态系统的恢复与重建3-6 重要生物产品分离制备的新技术、新方法3-7 离子束生物工程及应用3-8 生物反应器技术与应用4 植物生产科学4-1 作物优质、高产、高效、多抗种质资源发掘、创制及遗传改良基础4-2 作物优质、高产、抗逆、节肥和节水的生理生态基础及调控机理4-3 集约化安全、优质、高效设施农业技术及应用基础研究4-4 优势特色农业资源开发利用的应用基础研究4-5 林木和园艺植物的遗传改良及可持续经营4-6 农林重要病虫草害发生流行规律及可持续控制4-7 农林重要功能基因及转基因技术体系5 动物生产科学5-1 动物胚胎工程、基因工程与品种繁育和遗传改良5-2 畜禽、水产品、蜂、蚕等优良地方品种资源的发掘、保护、评价与种质创新5-3 规模化健康养殖的生理生态基础5-4 畜禽、水产动物主要疫病的病原生物学、流行病学和诊断新技术5-5 新型兽药、新型疫苗、新型饲料的应用基础研究5-6 畜禽、水产等动物品种的分子设计6 食品加工、保鲜与质量安全控制科学6-1 食品加工、设计、贮运、保鲜、营养保持的机理与新技术 6-2 农产品功能成分提取分离、精深加工和综合利用的应用基础研究6-3 食品及其原料和包装材料主要污染的控制与质量安全体系6-4 转基因农、畜、水产品的安全检测和风险评价6-5 农产品中农药残留控制及质量安全体系7 可持续发展农业7-1 区域性农业资源的可持续利用与生态农业发展模式7-2 气候变化与农业避灾、减灾关键技术体系7-3 重大农、林业有害生物的成灾规律与控制机理7-4 动植物检疫性病虫草害及外来入侵生物预警、预防和控制机理7-5 农业废弃物处理新技术应用基础研究7-6 耕地、土地退化及阻控修复和定向培育二、工程与材料学 工程与材料科学研究立足学科前沿，依托安徽省的产业与资源状况，密切结合社会进步与经济发展的重大战略需求，加强目标导向与自由探索的有机结合，注重研究内容的创新性、前瞻性，积极促进基础研究与工程实践相结合，加强自主创新和源头创新，为产业发展及解决工程技术难题提供科学依据和技术支撑，包括机械工程、工程热物理与能源、化学工程、冶金与矿业工程、土木工程与建筑、材料科学与工程等研究领域。1 机械工程1-1 光机电一体化基础研究与应用1-2 精密加工与成型工艺与装备1-3 机电产品数字化、绿色化设计与制造1-4 仪器仪表及机械测试理论与方法1-5 特种加工技术与装备研究1-6 节能环保汽车及其装备制造的理论与技术1-7 高效率和超高效率电机及其先进控制技术与应用2 工程热物理及能源利用2-1 节能、贮能新方法和新技术 2-2 可再生能源（太阳能、生物质能、风能等）等理论基础与技术 2-3 能源材料及技术基础 2-4 低温与制冷技术基础 2-5 流程工业中节能减排一体化调控理论与应用3 化学工程 3-1 生物化工与化工过程新理论和方法研究 3-2 化工产品的新技术、新方法、新工艺 3-3 新型工业催化理论及应用技术 3-4 新型分离技术基础研究和应用 3-5 新型煤化工和生物质化工应用基础理论研究及其技术4 冶金与矿业工程 4-1 冶金过程的新技术与应用基础 4-2 冶金与矿业工程的数学模拟和计算机仿真 4-3 矿物工程与物质分离新技术研究 4-4 冶金与矿业产品洁净生产与废弃物回收利用技术 4-5 矿山安全科学与工程 4-6 矿山典型重大灾害事故的防治理论与技术4-7 矿山、矿井安全检测与信息处理关键技术 5 土木工程与建筑学科5-1 建筑施工新技术和工艺5-2 新型结构材料与结构理论研究与应用5-3 岩土和基础工程理论与技术5-4 土木结构的理论与技术5-5 建筑结构防灾减灾设计理论与安全工程技术5-6 建筑学与城市、新农村规划的理论与方法5-7 新型建筑材料与建筑节能新技术及其应用6 金属材料 6-1 金属结构材料制备与性能研究 6-2 新型金属功能材料基础研究与应用 6-3 金属基复合材料设计、制造和应用 6-4 金属材料表面科学与工程 6-5 金属材料防腐新理论研究与应用7 无机非金属材料 7-1 无机非金属材料的组成、结构和性能 7-2 无机光电信息和功能材料研究和应用 7-3 新型碳基高强度材料设计、制备和应用 7-4 传统无机非金属材料的新技术 7-5 无机非金属矿加工新技术和应用研究8 高分子材料 8-1 高分子材料组成、结构与性能研究 8-2 生物基高分子材料及其应用 8-3 功能高分子材料设计、合成和应用 8-4 高分子材料绿色合成技术和应用 8-5 高分子材料加工与成型理论与技术 8-6 高性能塑料和工程塑料研制和应用 8-7 特种纤维和纺织面料的加工理论和技术研究9 纳米材料 9-1 纳米材料制备科学与应用基础研究 9-2 规模化纳米粉体材料制备和应用技术 9-3 半导体、金属纳米材料制备和纳米结构组装 9-4 高分子基纳米复合材料制备新方法和新技术 9-5 纳米材料在能源、环境和安全中的应用基础三、信息科学 信息科学是发展和更新十分迅速的技术科学研究领域之一。信息科学主要研究信息的获取、存储、传输、加工、处理及应用。信息技术包括电子技术与半导体技术、光子学与光电子技术、网络与通信技术、计算机技术、自动化技术等。结合我省的优势学科和产业发展，主要支持信息科学中的共性关键技术的应用基础研究，对经济社会发展有较大影响的应用基础研究，信息科学前沿及相关交叉学科的研究。 1 微电子技术 1-1 高性能、低功耗器件的设计方法1-2 模拟/混合、射频集成电路设计1-3 可重构硬件系统的设计方法与实现技术1-4 新型电子器件和微机电系统1-5 高速专用集成电路设计系统1-6 高性能、低功耗SoC设计、验证与测试关键技术1-7 不同频率功率器件关键技术1-8 高性能嵌入式CPU设计关键技术2 光电技术2-1 光交换、光互连、光传输网络单元技术与器件2-2 量子光学理论、器件及应用2-3 新型平板显示材料与器件2-4 新激光介质材料、新型激光器与激光技术应用2-5 光全息与数字全息技术 2-6 太赫兹波技术及应用2-7 半导体光伏材料与太阳能电池3 信息获取与信息处理3-1 信息获取新方法及新型传感器机理3-2 生物信号检测、识别与生物信息系统3-3 多源信息融合新理论与新方法3-4 异构网络环境下的信息获取3-5 RS，GIS，GPS技术及应用3-6 超高速信号采集与处理技术3-7 微弱信号探测与处理3-8 无线频谱感知与测试、标准化3-9 复杂物理环境中数据和图像的协同感知和优化传输4 信息网络与通信4-1 网络应用的基础理论与关键技术4-2 信息安全基础理论与关键技术4-3 电磁波发射、传播和耦合特性及应用4-4 电磁散射与逆散射的基础理论和关键技术4-5 容迟/容断网络理论与关键技术研究4-6 量子通信理论与实现4-7 传感器网络及系统集成技术4-8 物联网关键技术及其应用5 计算机科学技术5-1 认知科学、机器学习及智能信息处理5-2 数据挖掘、信息检索与决策支撑系统5-3 软件的基础理论、基础软件与工程5-4 本体理论方法及关键技术5-5 高效、并行或可扩展的计算机体系结构5-6 计算机视觉与图形学5-7 高性能科学计算与算法研究5-8 生物信息处理与计算、移动计算、嵌入式计算理论方法及关键技术5-9 大规模内容计算、云计算理论方法及关键技术5-10 大型数据库管理系统、数据仓库、商务智能理论方法及关键技术6 自动化技术6-1 控制理论与控制系统中的关键技术6-2 电力电子功率变换、电力传动和电力系统控制6-3 人工智能与模式识别的新理论与新方法6-4 先进机器人系统及其关键技术6-5 面向节能减排的新理论、新方法及生产过程一体化调度与控制6-6 复杂网络分析与网络化系统控制6-7 新型快速算法在控制系统中的应用6-8 数据理解与机器学习新方法6-9 嵌入式系统设计与形式化验证四、资源与环境科学 当代社会正面临着资源短缺和环境安全的严峻挑战，这也是制约安徽省经济社会发展的重要“瓶颈”之一。本学科围绕我省资源与环境可持续发展中的重大科学问题，在可持续能源与资源领域包括能源、矿产资源的循环利用，水资源与土地资源的保护与高效利用；生态与环境领域包括全球气候变化应对，流域环境质量，城市环境质量，生物多样性与生态系统等，开展前瞻性、多样性的基础研究和应用基础研究，为实现安徽省社会经济可持续发展提供科学的理论依据和方法。1 资源的开发与综合利用 1-1 矿产资源的分布规律与勘查技术1-2 矿产资源及伴生资源的开采、深加工及综合利用1-3 矿冶生态与环境工程、矿山岩体力学与地下空间工程1-4 水资源优化调度和工、农业节水技术1-5 旅游资源、土地资源开发与综合利用1-6 煤层气开采与煤矿瓦斯灾害预防的应用基础研究2 生态保护 2-1 湿地生态系统调查、保护与利用 2-2 森林生态系统建设 2-3 城镇生态系统构建与优化 2-4 典型水域生态系统的修复理论与技术 2-5 矿区生态系统建设与优化
华中科技大学金海实验室科研项目汇总
华中科技大学金海实验室科研项目汇总
1. 国家重点基础研究发展计划（973计划）项目，云安全的基础理论与方法研究（2014CB340600），2014.1-2018.8
2. 国家重点基础研究发展计划（973计划）项目，计算系统虚拟化基础理论与方法研究（No.2007CB310900），2007.7-2011.12
3. 国家重点基础研究发展计划（973计划）项目，基于语义网格的语义关联存贮模型及管理和通信平台（No.2003CB317003），2004.1-2009.8
4. 国家重点基础研究发展计划（973计划）子项目，无线传感网络的自主组网模型方法研究（No.2006CB303002），2006.8-2010.12
5. 973青年科学家项目，软件定义的云数据中心网络基础理论与关键技术，2014.1-2018.12
6. 国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”，新型移动业务控制网络的架构及关键技术（No.2010ZX03004-001-03），2010.1-2012.12
7. 国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”子项目，宽带移动业务关键技术开放式研究（No.2009ZX03004-004-04），2009.1-2010.12
8. 国家科技支撑计划项目，翻译业务云计算基础架构和海量数据处理系统研发（No. 2012BAH14F02），2012.1-2014.12
9. “十一五”国家科技支撑计划重点项目，虚拟实验教学环境关键技术研究与应用示范（No.2008BAH29B00），2009.1-2011.12
10. 教育部“十五”211工程公共服务体系建设项目，中国教育科研网格（ChinaGrid），2003.1-2005.12
简析DTN网络与传统网络的区别
２０１０年第４期
（网络研究任务组）创建了一个新的研究小组来进行 研究，这个小组叫做ＤＴＮＲＧ，目前是ＤＮＴ架构和 协议工作的主要聚集点。ＤＴＮＲＧ发展了两个主要 协议：覆盖层体系协议（ｔｈｅ ｂｕｎｄｌｅ ｐｒｏｔｏｃｏ１） 和少 许传播协议（ＬＴＰ）Ｈ］，这两个协议是否适合在这些网 络里面应用。在以后的实验里面是有待验证的。如果 这两个协议能够证明是非常有用的，那么ＩＥＴＦ将 会形成一个工作组来专门对这进行研究．更新以后 的协议版本。 但是早在２００４年，美国国防部下面的一个部门 提出了容断网络＿５ （Ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ Ｔｏｌｅｒａｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ， ＤＮＴ），这是与容迟网络同样观点的另一种概括，在 后文我们通称这两种网络为容迟网络（ＤＴＮ）。他们 的不同之处在于，到现在美国国防部门认为ＤＴＮ 网络主要的工作点是在高延迟，比如ＩＰＮ或者是稀 少的传感器网络上，但是像其它类型的中断也可以 发生．比如无线电阴影或者频繁运动在基站范围内 外。ＤＴＮ网络中的Ｄ是否意味着ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ或者 ｄｅｌａｙ还没有确定，但是这两种网络使用同样的网络 架构和网络协议，而且一些工作组是同时工作在两 种容迟网络的版本上面的。
ＤＴＮ网络的性能特性和网络体系结构等方面 与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ是相背离的，所以在这种网络上面必须 提出一种新的协议来应对这些变化，通过构造一个 覆盖层就可以使得它在适当的时候使用Ｉｎｔｅｍｅｔ协 议．就是一种“容忍延迟的面向消息的覆盖层体系结 构［ Ｊ，Ｉ。ＤＴＮ是基于消息（Ｍｅｓｓａｇｅ）交换的，其数据单 元可能是消息、分组或“捆绑（ｂｕｎｄｌｅｓ）”。一些消息 聚合在一起传递被称为“捆绑”，处理它们的路由器 被称为“捆绑转发器（ｂｕｎｄｌｅ ｆｏｒｗａｒｄｅｒｓ）”或ＤＴＮ 网关。Ｂｕｒｌｅｉｇｈ等人提出了一个新的端到端覆盖层 网络协议，称为“绑定（ｂｕｎｄｌｉｎｇ），它的功能类似于 Ｉｎｔｅｍｅｔ中ＤＮＳ的域名到地址的映射。ＤＴＮ的体系 结构不同于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的体系结构．它被设计用来解 决受限网络存在的问题。ＤＴＮ引进了一个所谓的 “捆绑层（ｂｕｎｄｌｅ ｌａｙｅｒ）”，是面向异步消息传输的覆 盖网，操作在不同网络的传输层上。“捆绑层”提供与 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网关相似的功能，但有很大区别。因为“捆绑 层”是集中在虚消息的转发上面，而不同于Ｉｎｔｅｍｅｔ 网关的集中在分组交换上川。 ＤＴＮ作为一个“覆盖层”体系结构可运行在不 同网络协议栈之上．当一个ＤＴＮ节点和两个或更 多不同网络有物理连接时提供网关功能。ＤＴＮ网关 综合了Ｍｅｔａｎｅｔ的“ｗａｙ ｐｏｉｎｔ”概念。“ｗａｙ ｐｏｉｎｔ”概 念描述了为进入一个区域数据必须通过的一个点。 ＤＴＮ网关采用可靠的消息路由代替了“尽力而为” 的ＩＰ分组交换。当要求可靠传输和将全球命名转换 为本地名称时．ＤＴＮ网关将消息可靠地存储在非易 失性存储器中。ＤＴＮ网关也进行安全检查，以确保 转发是允许的。如果两个节点可以不通过ＤＴＮ网 关进行通信。那么这两个节点处在同一区域中，区域 边界用来表示不同网络协议和地址族之间的互联 点。图１是ＤＴＮ体系结构的一个简单例子，图中有 四个区域，分别为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ。区域Ｂ包括一个携带 ＤＴＮ网关的经常运营的公共汽车，该公共汽车往返 于ＤＴＮ网关３和ＤＴＮ网关５之间，区域Ｄ包括一 个定期连接的近地卫星链路。
北京邮电大学学报 2020年 第43卷 第1~6期 总目次
北京邮电大学学报
2020年第43卷第1～6期
总目次
综述
从5G到6G的思考:需求、挑战与技术发展趋势易芝玲王森韩双锋崔春风王亚峰(2)1………
智简6G无线接入网:架构、技术和展望彭木根孙耀华王文博(3)1………………………………………
美俄电子战对抗的现状与分析陆震黄用华(5)1……………………………………………………………
智简无线网络赋能行业应用张平许晓东韩书君牛凯许文俊兰岳恒(6)1……………………6G愿景、业务及网络关键性能指标崔春风王森李可董静郑智民(6)10……………………
面向生态可持续的下一代通信网络架构与评价体系吕廷杰宋罗娜滕颖蕾丰业媛(6)18……………
论文
大规模3DMIMO中基于信道相关的LOS/NLOS识别算法李君瑶常永宇曾天一(1)1…………………
基于链路预测的手机节能方法徐九韵孙忠顺张如如(1)8…………………………………………………
兼顾路段和交叉口的路网脆弱性识别机制李永成刘树美于尧李爽(1)14………………………
基于信道模糊关联识别的NLOS测距误差补偿算法李晓辉杜洋帆石潇竹杨胥(1)21……………
基于强化学习的微电网能源调度策略及优化刘金华柯钟鸣周文辉(1)28………………………………
高斯白噪声信道下SC-LDPC码的结构设计张亚坤张娅妹周林贺玉成(1)35………………………
基于BP神经网络的CSI无源目标分类方法蒋芳张南飞胡艳军王翊(1)40……………………
嵌入式固件脆弱哈希函数自动识别与破解方法张国栋应欢杨寿国石志强李霁远(1)46………
基于马尔可夫链的人工蜂群算法郭佳马朝斌苗萌萌张绍博(1)54…………………………………
全双工系统中基于神经网络的自干扰消除方案雷维嘉李环(1)61………………………………………
基于归一化特征判别的日志模板挖掘算法双锴李怡雯吕志恒韩静刘建伟(1)68……………
基于狄利克雷分布的可信路由转发机制杜聪张喆李温静郭少勇孟洛明(1)74………………
DTN中考虑连接时间的概率路由算法
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第３１卷第５期 ２０１１年５月 计算机应用 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖ０１．３１ Ｎｏ．５ Ｍａｖ ２０１１
文章编号：１００１－９０８１（２０１１）０５—０１１７０—０３ ｄｏｉ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０８７．２０１１．０１１７０
ＤＴＮ中考虑连接时间的概率路由算法
王贵竹，何诚，王炳庭
（安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，合肥２３００３９） （ｈｅｃｈｅｎｇ３３５５＠１６３．ｃｏｍ）
摘要：鉴于连接时间对报文能否成功传输有重要影响，提出考虑连接时间的概率路由算法。该算法基于连接
时间和历史相遇频率两个因素来估计递交概率，从而大大提高了报文成功递交的概率，减少了报文传输中断的发生。
仿真结果表明，与传统的概率路由相比该路由算法具有较高的报文递交概率和较低的网络开销率。
关键词：容迟网络；概率路由；相遇频率；连接时间；报文递交概率 中图分类号：ＴＰ３９３．Ｏ１ 文献标志码 Ａ
一 Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｉｎ ＤＴＮ
‘ ＷＡＮＧ Ｇｕｉ—ｚｈｕ，ＨＥ Ｃｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇ—ｔｉｎｇ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆｌｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏ即ｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ Ａｎｈｕｉ ２３００３９，Ｃｈ／ｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈａｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｗｈｅｔｈｅｒ ｐａｃｋｅｔ ｃａｌｌ ｂｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｏｒ
ｎｏｔ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｕｓｉｎｇ Ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｓ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ
【软件学报】_网络体系结构_期刊发文热词逐年推荐_20140727
序号科研热词推荐指数序号科研热词1网络体系结构21跨层2龙芯2号微处理器12自组织特征映射3路由节点13神经网络4路由查找14环境感知5跨层设计15查询优化6跨层优化16服务质量7资源搜索17无线网状网8自适应18改进的圆型反向传播网络9网络安全19子空间skyline查询10结构一致性110圆型反向传播网络11组合输入输出排队交叉开关111功率控制12端到端的qos体系结构112分类13竞争协议113super-peer体系结构14移动对等网络114qos路由15片上网络115qos体系结构16模拟器116mac(媒体接入控制)17服务质量117bp-som18无线传感器网络118bloom filter19数据平面120数据分发121控制平面122性能分析123微通信元架构124并行报文交换125可管理性126可扩展路由器127可扩展性128单映像129动态资源管理130分片式cmp(chip multiproce131分布式路由计算132信元按序发送133信任模型134交换结构135互连结构136ttm(translator trust mode137tdma138se-bgp(security enhanced 139mac协议140ioq pps(in-order queuing 141bgp(border gateway protoc142as(autonomous system)联盟12008年2009年
基于身份加密的机会网络安全路由架构
电脑编程技巧与维护
基于身份加密的机会网络安全路由架构
郑秀莲 （泰州机电高等职业技术学校，江苏泰州２２５３００）
摘要：从分析当前机会网络安全路由架构建设的必然性入手，分析了基于身份加密的机会网络安全路由架构的基
本概况和特点，具体实施过程，并在文章的最后对该架构的基本内容进行了详细的分析和阐述。
关键词：身份加密；机会网络安全；路由策略
Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｂａｓｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ
ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ
ＺＨＥＮＧ Ｘｉｕｌｉａｎ （Ｔａｉｚｈｏｕ Ｈｉｇｈｅｒ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｔａｉｚｈｏｕ ２２５３００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ ｔｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｎｅ— ｃｅｓｓｉｔｙ ｐｒｏｃｅｅｄ ｗｉｔｈ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｂａｓｉｃ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｓｔ ａｒｔｉｃｌｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａ ｄｅ— ｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｌａｂｏｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ；ｔｈｅ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ ｔｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ
【国家自然科学基金】_通信网络技术_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
序号科研热词推荐指数序号科研热词
1隧道11钻井技术
2网络移动12遥感影像分类
3移动ip13通信网络技术
4卫星移动通信14通信
5路由协议
6资源分配
7群速度色散
8网络接口
9纹理
10空间数据挖掘
11知识管理
12知识发现
13电力线
14水环境
15水信息学
16正交频分复用多址
17概念格
18概念分析
19智能钻井
20智能机器人
21慢光
22带隙
23容迟网络(dtn)
24多目标
25决策级融合
26光通信
27光子晶体波导
28云模型
29qos
30adaboost
3191c1132008年2009年
DTN网络中的路由协议及其评估
试析DTN网络中的路由协议及其评估
摘要：本文首先对dtn网络进行了概述，介绍了dtn网络的基本特征，分析了dtn路由设计时应注意的问题，因传统internet体系结构无法有效地在dtn网络中应用，故提出了新的dtn路由评估指标，从而为构建dtn网络路由协议评估模型奠定基础。
关键词：dtn 路由协议 基本特征 评估指标
中图分类号：tn929.5 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）01-0049-01
1 dtn网络概述
dtn（delay tolerant networks），即时延容忍网络。其作为一种新型体系结构，与过去internet网络采用tcp/ip协议簇的体系结构不同。tcp/ip协议的平衡运行要求具备以下四种基本假设：一是端到端之间存在持续可用的双向连接；二是传输时延较短；三是数据速率双向对称；四是丢包率和误码率都较低。
但近几年我们发现，如果处于极端环境时，挑战性的网络可能无法达到传统假设条件要求，出现很多具备频繁的割裂、间歇的连接、较低的数据率、较高的时延、异构互联、较高的丢包率与误码率等特性的网络，tcp/ip无法为其提供良好服务，造成当前internet体系结构无法有效地在该网络中应用。
路由是dtn网络层最重要的功能，其是dtn节点之间进行通信以及提高网络间连接的基础。由于dtn处于频繁割裂、间歇连接的状态，再受到存储空间和节点能量的制约，一般节点之间无法确保
存在实时路径，通常要借助中继节点根据存储转发、多跳路由的方式，实现消息向目的节点的传输。因此，传统tcp/ip路由协议无法支持dtn网络上层应用。我们进行dtn研究的核心即是构造有效的dtn 路由协议，达到提高网络间连接性、增强消息传输速率、减少时延、降低能耗的目的，这也是dtn路由协议的关键技术所在。
DTN中链路中断特性的分析
第２９卷第１１期 ２００８年ｌ１月 通信学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 、，０１．２９ ＮＯ．１１ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２００８ ＤＴＮ中链路中断特性的分析 李云，王晓英，刘占军，周亚辉 （重庆邮电大学无线信息网络研究中心，重庆４０００６５） 摘要：容迟网络中链路特性是影响网络性能的一个因素，而有些引起链路中断的因素有确知的和不可确知的， 针对ＤＴＮ网络中确定性事件影响链路中断的统计特性问题进行了分析，采用寻找两节点苏醒时间的交集即为两 节点问可通信时间的方法，得到了无线链路的连接性特性随时问变化的规律。 关键词：容迟网络；链路中断；统计特性；确定性事件 中图分类号：ＴＮ９１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—４３６Ｘ（２００８）１１—０２３２—０５ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｉｎｋ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｔｈｅ ＤＴＮ ＬＩ Ｙｕｎ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｙｉｎｇ，ＬＩＵ Ｚｈａｎ－ｊｕｎ，ＺＨＯＵ Ｙａ—ｈｕｉ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００６５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｉｎｋ ｉｎ ｔｈｅ ＤＴＮ ｈａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ ｅｖｅｎｔｓ ｃａｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｎｋ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ＤＴＮ．Ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｉｎｋｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｈｅｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ ｅｘｉｓｔ．Ｂｙ ｆｉｎｄｉｎｇ ｃｏｍｌｒｌｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｔｉｍｅ ｏｆ ｔｗｏ—ｎｏｄｅ，ｔｈｅ ｒｕｌｅｓ ｗａｓ ｇｏｔ— ｔｅｎ ｔｈａｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｗｉｔｈ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｖｅｒ ｔｉｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｌａｙ ｔｏｌｅｒａｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ ｅｖｅｎｔｓ；ｌｉｎｋ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ １引言 尽管人们在无线互联网络技术方向已取得了 较多的研究成果，但是已有无线互联网络的研究成 果大多基于一个基本的假设：假设在通信双方之间 存在或可以建立可靠的端到端的路径，而这一假设 在无线互联网中并不总是成立的。在无线互联网 中，由于受自然干扰和人为因素以及节点移动等影 响，节点之间的无线链路会中断而不能保证一直存 在，这就可能导致端到端的路径并不存在，从而建 立在该假设上的传统的组网方式不能适用。 而这种网络在现实生活中普遍存在的，航天探 测领域的航天通信、星际网络、战地互联网络等都 有以下特性ｕ Ｊ：延迟大，数据传输率低，传输不对称； 端到端的间断很频繁；排队时间较传统网络要长很 多。由于环境因素或者能量耗尽，端系统生存期有 限；在能量不足的情况下，周期性地搜集数据，并 以某速率发送；节点的内存和处理能力有限。这些 导致传统的网络不容易提供服务，为了实现这些网 络的互联，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，简称容迟网络 Ｊ（ＤＴＮ，ｄｅｌａｙ ｔｏｌｅｒａｎｔ 收稿日期：２００８—０６—１１；修回日期：２００８—１０—１０ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０７０２０５５）：教育部新世纪优秀人才支持计划（ＮｃＥＴ０７０９１４）；重庆市教育委员会基 金资助项目（ＫＪ０７０５２１）；重庆市科学技术委员会基金资助项目（ｃｓＴｃ２００６ＢＢ２３７） Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｉｔｅｍｓ：Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（６０７０２０５５）；Ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ Ｔａｌｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（ＮＣＥＴ０７０９ １４）；Ｔｈｅ Ｂｏａｒｄ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ（ＫＪ０７０５２１）；Ｔｈｅ Ｃｏｒｎ－ ｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ（ＣＳＴＣ２００６ＢＢ２３７）