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延遲和中斷容忍網路

延遲和中斷容忍網路（DTN）是一種電腦網路體系結構，又稱容遲網路，旨在解決可能缺乏連續網路連接的異構網路中的技術問題。例如在移動的終端間、極端地面環境中、空間中規劃的網路。

最近，隨著國防高等研究計劃署（DARPA）為許多DTN專案提供資金支援，延遲容忍網路這一術語在美國已獲得支援。在DTN網路中，由於無線電範圍的限制、移動節點的稀疏性、能源資源、攻擊和噪聲，鏈路可能會發生中斷。

歷史

在20世紀70年代，由於電腦尺寸的減小 ，研究人員開始開發用於非固定位置的電腦之間的路由技術。 雖然自組織路由領域在整個20世紀80年代都處於非活動狀態，但隨著移動自組織網路 （MANET）和車載自組織網路成為人們越來越感興趣的領域，無線協定的廣泛使用在20世紀90年代重振了這一領域。

在MANET活動的同時（但與之分開），由NASA，MITER和其他組織一同成立了DARPA，以制定行星際網際網路 （IPN）的提案。 網際網路先驅Vint Cerf和其他人開發了最初的IPN架構，其涉必要的及應對深空通訊的重大延遲和封包損壞的網路技術。 2002年， Kevin Fall開始將IPN設計中的一些想法應用於地面網路，並創造了延遲容忍網路和DTN首字母縮寫詞。 2003年SIGCOMM會議上發表的一篇論文給出了DTN的動機。 [1] 2000年代中期，人們對DTN的興趣日益增加，其中包括越來越多關於延遲容忍網路的學術會議 ，以及將感測器網路和MANET對DTN的工作結合起來的興趣日益濃厚。 該領域對經典的自組織網路和延遲容忍網路演算法進行了許多最佳化，並開始研究在傳統電腦網路中很好理解的安全性，可靠性，可驗證性和其他研究領域等因素。

路由

將資料從源傳輸或路由到目的地的能力是所有通訊網路必須具備的基本能力。 延遲和中斷容忍網路（DTN）的特點是缺乏連接性，導致缺乏即時的端到端路徑。 在這樣具有挑戰性的環境中，流行的自組織路由協定如AODV [2]和DSR [3]無法建立路由。 這是因為這些協定試圖首先建立完整的路由，然後在路由建立之後轉發實際資料。 然而，當難以或不可能建立即時端到端路徑時，路由協定必須採用「儲存和轉發」方法，其中資料被遞增地移動並儲存在整個網路中，並期望它能最終到達其目的地。 [4] [5] [6] 用於最大化訊息成功傳輸概率的常用技術是複製訊息的許多副本，期望有一份能夠成功到達其目的地。 [7] 這僅適用於擁有相對於預期流量大的多的本地儲存和節點間頻寬的網路。 而在許多常見的問題空間中，通過最大限度地利用可用的非計劃轉發機會，提高效率和縮短交付時間可以抵消這種低效率。 在其他情況下，在可用儲存和節點間吞吐量機會受到更嚴格約束的情況下，需要更具區別性的演算法。

其他問題

捆綁協定

為了在DTN中提供演算法和應用程式開發的共享框架， RFC 4838和RFC 5050於2007年發布，用於定義在中斷網路上執行的軟體的通用抽象。 通常稱為捆綁能協定(Bundle Protocol)，該協定將一系列連續資料塊定義為捆綁(bundle) - 其中每個bundle包含足夠的語意資訊，以允許應用程式在單個塊可能未收到的情況下進行。 通過各種網路傳輸技術（包括基於IP和非IP的傳輸），在參與節點之間以儲存和轉發方式路由捆綁包。 在其本地網路上承載bundle的傳輸層稱為束匯聚層。 因此，捆綁架構作為一個覆蓋網路執行 ，提供基於端點識別碼 （EID）和粗粒度服務產品的新命名體系結構。

使用捆綁的協定必須利用應用程式級偏好設定來通過網路傳送捆綁包。 由於延遲容忍協定的儲存和轉發性質，延遲容忍網路的路由解決方案可以受益於應用層資訊的暴露。 例如，如果必須完整地，快速地或者沒有分組延遲的變化地接收應用資料，則需要影響網路排程。 捆綁協定將應用程式資料收集到捆綁包中，這些捆綁包可以通過異構網路組態傳送，並提供進階服務保證。 服務保證通常由應用程式級別設定， RFC 5050 Bundle Protocol規範包括「批次」，「正常」和「加速」標記。

安全問題

解決安全問題一直是捆綁協定的主要關注點。

延遲容忍網路的安全問題因環境和應用程式而異，但身分驗證和隱私通常很關鍵。 這些安全保證很難在沒有持久連接的網路中建立，因為網路阻礙了複雜的加密協定，阻礙了金鑰交換，並且每個裝置必須辨識其他間歇性可見裝置。 [8] [9] 解決方案通常是從移動自組織網路和分散式安全研究中修改的，例如使用分散式憑證頒發機構[10]和PKI方案。 來自延遲容忍研究團體的原始解決方案包括：1）使用基於身分的加密 ，允許節點接收使用其公共識別碼加密的資訊; [11]和2）使用具有閒聊協定的防篡改表; [12]

研究工作

各種研究工作目前正在調查DTN涉及的問題：

一些研究工作通過檢查空間中捆綁協定的使用來研究跨行業網際網路的DTN：

相關

參考文獻

  1. ^ 適用於挑戰網際網路的延遲容忍網路架構 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ， K。Fall ， SIGCOMM ，2003年8月。
  2. ^ Perkins, C.; Royer, E., Ad hoc on-demand distance vector routing, The Second IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, 1999 
  3. ^ Johnson, D.; Maltz, D., Dynamic source routing in ad hoc wireless networks, Mobile Computing, Kluwer Academic: 153–181, 1996 
  4. ^ John Burgess，Brian Gallagher，David Jensen和Brian Neil Levine。 MaxProp：基於車輛的中斷容忍網路的路由。在Proc。 IEEE INFOCOM，2006年4月。
  5. ^ Philo Juang, Hidekazu Oki, Yong Wang, Margaret Martonosi, Li Shiuan Peh, and Daniel Rubenstein. Energy-efficient computing for wildlife tracking: design tradeoffs and early experiences with zebranet. SIGOPS Oper. Syst. Rev. 2002, 36 (5): 96–107. doi:10.1145/605397.605408. 
  6. ^ Augustin Chaintreau, Pan Hui, Jon Crowcroft, Christophe Diot, Richard Gass, and James Scott. Impact of human mobility on opportunistic forwarding algorithms. IEEE Transactions on Mobile Computing. 2007, 6 (6): 606–620. doi:10.1109/TMC.2007.1060. 
  7. ^ Vahdat, Amin; Becker, David, Epidemic routing for partially connected ad hoc networks, Technical Report CS-2000-06, Duke University, 2000 
  8. ^ 「延遲容忍網路中的匿名性和安全性」A. Kate，G。Zaverucha和U. Hengartner。第三屆通訊網路安全和隱私國際會議（SecureComm 2007）
  9. ^ 「空間和延遲容忍網路中的安全考慮」S. Farrell和V. Cahill。第二屆IEEE國際空間飛行任務資訊科技挑戰會議記錄
  10. ^ DICTATE：为Ad Hoc网络分配了具有概率特征的CerTification Authority (PDF). [2019-01-23]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-12-25）. 
  11. ^ 「斷開連接節點的實用安全性」Seth，A。Keshav，S。第一屆IEEE ICNP安全網路協定研討會（NPSec），2005年。
  12. ^ MobiRate：讓移動評估者堅持他們的話語 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 。 ACM Ubicomp 2008
  13. ^ 使用Space的延遲容忍網路捆綁協定 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ，L。Wood 等。 ，會議檔案IAC-08-B2.3.10，第59屆國際宇航大會，格拉斯哥，2008年9月。
  14. ^ 英國 - DMC衛星首先使用「捆綁」協定從太空轉移感測器資料 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ，新聞稿， 薩里衛星技術有限公司 ，2008年9月11日。
  15. ^ CLEO Orbital Internet獲得時代雜誌獎 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ，Robin Wolstenholme， 薩里衛星技術有限公司空間部落格，2008年11月14日。
  16. ^ 更好的外太空網路 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ，布列塔尼索塞，麻省理工學院技術評論，2008年10月27日。
  17. ^ NASA成功測試了第一個深空網際網路 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ，NASA新聞稿08-298，2008年11月18日。
  18. ^ Jenkins, Andrew; Kuzminsky, Sebastian; Gifford, Kevin K.; Holbrook, Mark; Nichols, Kelvin; Pitts, Lee. (2010). "Delay/Disruption-Tolerant Networking: Flight Test Results from the International Space Station." 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2011-09-02. IEEE Aerospace Conference.
  19. ^ Gifford，Kevin K。;詹金斯，安德魯;霍爾布魯克，馬克;庫茲明斯基，塞巴斯蒂安;尼克爾斯，開爾文;皮茨，李。 （2010年）。 「國際太空站的DTN實施和使用選擇。」 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 美國航空航天研究所。 ]
  20. ^ 位於 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）科羅拉多州博爾德市BioServe Space Technologies （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）大學的自動化集團 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 。
  21. ^ 存档副本. [2019-01-23]. （原始內容存檔於2022-06-15）. 
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