延遲和中斷容忍網絡
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延遲和中斷容忍網絡（DTN）是一種電腦網絡體系結構，又稱容遲網絡，旨在解決可能缺乏連續網絡連接的異構網絡中的技術問題。例如在移動的終端間、極端地面環境中、空間中規劃的網絡。
最近，隨着國防高等研究計劃署（DARPA）為許多DTN專案提供資金支援，延遲容忍網絡這一術語在美國已獲得支援。在DTN網絡中，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[編輯]
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，但隨着移動自組織網絡 （MANET）和車載自組織網絡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，以制定行星際互聯網 （IPN）的提案。 互聯網先驅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絡技術。 2002年， Kevin Fall開始將IPN設計中的一些想法應用於地面網絡，並創造了延遲容忍網絡和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絡的學術會議 ，以及將感測器網絡和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絡和延遲容忍網絡演算法進行了許多最佳化，並開始研究在傳統電腦網絡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[編輯]
將數據從源傳輸或路由到目的地的能力是所有通訊網絡必須具備的基本能力。 延遲和中斷容忍網絡（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數據。 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，其中數據被遞增地移動並儲存在整個網絡中，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絡。 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[編輯]
捆綁協定[編輯]
為了在DTN中提供演算法和應用程式開發的共用框架， RFC 4838和RFC 5050於2007年發佈，用於定義在中斷網絡上執行的軟件的通用抽象。 通常稱為捆綁能協定(Bundle Protocol)，該協定將一系列連續數據塊定義為捆綁(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。 通過各種網絡傳輸技術（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。 在其本地網絡上承載bundle的傳輸層稱為束匯聚層。 因此，捆綁架構作為一個覆蓋網絡執行 ，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參數設置來通過網絡傳送捆綁包。 由於延遲容忍協定的儲存和轉發性質，延遲容忍網絡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數據，則需要影響網絡排程。 捆綁協定將應用程式數據收集到捆綁包中，這些捆綁包可以通過異構網絡組態傳送，並提供進階服務保證。 服務保證通常由應用程式級別設置， RFC 5050 Bundle Protocol規範包括「批次」，「正常」和「加速」標記。
安全問題[編輯]
解決安全問題一直是捆綁協定的主要關注點。
延遲容忍網絡的安全問題因環境和應用程式而異，但身份驗證和私隱通常很關鍵。 這些安全保證很難在沒有持久連接的網絡中建立，因為網絡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絡和分散式安全研究中修改的，例如使用分散式證書頒發機構[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）使用基於身份的加密 ，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[編輯]
各種研究工作目前正在調查DTN涉及的問題：
- 延遲容忍網絡研究小組 。
- 加州大學伯克利分校的 發展中地區技術和基礎設施專案
- 英國皇家理工學院的 Bytewalla研究專案
- 該KioskNet這項課題的研究滑鐵盧大學 。
- 位於阿默斯特的馬薩諸塞州阿默斯特大學的DieselNet （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）研究專案。
- 堪薩斯 大學和蘭卡斯特大學的ResiliNets研究計劃[失效連結] 。
- Haggle歐盟研究專案。
- 在色雷斯德謨克利特大學的 太空互聯中心 EU / FP7專案。
- N4C EU / FP7研究專案。
- WNaN DARPA專案。
- 位於TU Braunschweig的EMMA （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）和OPTRACOM （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）專案
- 赫爾辛基理工大學的 DTN （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 。
- 由法國國家研究機構（ ANR （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） ）資助的SARAH （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）專案。
- 南布列塔尼大學 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） DoDWAN平台 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）的開發。
- 由法國國家研究機構（ ANR （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） ）資助的CROWD （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）專案。
- 位於斯德哥爾摩KTH和蘇黎世聯邦理工學院的PodNet專案。
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互聯網的DTN：
- 薩里大學的Saratoga （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）專案是2008年第一個在英國 - DMC 災害監測星座衛星上測試太空束協定的專案。 [13] [14] [15]
- NASA JPL在Deep Impact / EPOXI航天器上的深度撞擊網絡（DINET）實驗。 [16] [17]
- BioServe Space Technologies是首批採用DTN技術的有效載荷開發商之一，它在ISS上使用了CGBA（商用通用生物處理裝置）有效載荷， ISS提供計算/通訊平台，以實現DTN協定。 [18] [19] [20]
- NASA，ESA利用實驗星際互聯網從國際太空站測試機械人[21]
相關[編輯]
- 後勤網絡
- 資訊交換
- 儲存和轉發
參考文獻[編輯]
- ^ 適用於挑戰互聯網的延遲容忍網絡架構 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） ， K。Fall ， SIGCOMM ，2003年8月。
- ^ Perkins, C.; Royer, E., Ad hoc on-demand distance vector routing, The Second IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, 1999
- ^ Johnson, D.; Maltz, D., Dynamic source routing in ad hoc wireless networks, Mobile Computing, Kluwer Academic: 153–181, 1996
- ^ John Burgess，Brian Gallagher，David Jensen和Brian Neil Levine。 MaxProp：基於車輛的中斷容忍網絡的路由。在Proc。 IEEE INFOCOM，2006年4月。
- ^ 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.
- ^ 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.
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- ^ 「延遲容忍網絡中的匿名性和安全性」A. Kate，G。Zaverucha和U. Hengartner。第三屆通訊網絡安全和私隱國際會議（SecureComm 2007）
- ^ 「空間和延遲容忍網絡中的安全考慮」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
- ^ 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）.
- ^ 「斷開連接節點的實用安全性」Seth，A。Keshav，S。第一屆IEEE ICNP安全網絡協定研討會（NPSec），2005年。
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- ^ 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." 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2011-09-02. IEEE Aerospace Conference.
- ^ 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，存於互聯網檔案館） 美國航空航天研究所。 ]
- ^ 位於 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）科羅拉多州博爾德市BioServe Space Technologies （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）大學的自動化集團 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 。
- ^ 存档副本. [2019-01-23]. （原始內容存檔於2022-06-15）.