延迟容忍网络(Delay-tolerant networking)

(1) 问题的提出

        TCP和其它很多传输协议基于这样的假设：发送者和接收者通过某网络路径长期连接在一起，否则协议会失效，数据也不能被传输。但并非每一个网络都能保证有端到端的路径，这些网络之间的连接是间断性的。要在这类网络中传输数据是一件很棘手，同时极具挑战性的事情。

(2) DTN的定义

       在这些网络中，当有工作链路的时候，交换数据的工作仍然能够通过将它们存储在结点并在之后转发来实现。这个技术叫做消息交换。最终，数据会被延迟送到目的地。其结构基于此方法的网络叫做DTN(Delay-Tolerant Network，或Disruption-Tolerant Network)。

(3) 有关DTN的工作

        对于DTN的工作开始于2002年，这一年IETF成立了一个关于DTN的研究组。DTN的灵感产生于在空间中发送包的想法。空间网络必须应对间歇性的通信和很长的延迟。Kevin Fall发现这些用于空间网络的想法也能够被应用于间歇性连接很常见的地球网络中(Fall，2003)。这个模型对通信过程中存储和延迟时有发生的因特网作了一个有用的总结。数据传输就像在邮政系统中传输或电子邮件一样，而非像在路由器中的包交换一样。

       2002年以来，DTN的结构得到了更新，DTN模型的应用也得到了发展。Laoutaris等(2009)研究了该模型，发现它能够以较小的代价提供充足的能力，同时，DTN模型提供的能力是传统端到端模型提供的能力的两倍。

(4) DTN的结构

        对于缺乏端到端连接的情况，DTN能够正常运转，因为它有一个基于消息交换的结构，如图1所示。它也可用于容忍可靠性低和延迟大的链路。这个结构在RFC 4838中有详细说明。

图1 延迟容忍网络结构

        在DTN术语中，一个消息被称为是一个bundle。DTN结点包含有存储器(像磁盘或闪存一样典型的连续存储器)。它们存储这些bundle，直到链路可得，然后转发这些bundle。这些链路间歇性地工作。图1展示了五个当前没有工作的间歇性链路，以及两个正在工作的链路。一个工作链路叫做一个contact。图1也显示了存储在两个DTN结点处的bundle，它们正等着被contact发送出去。使用这种方法，这些bundle被从源站到目的站的contact延迟了。

(5) 研究展望

       在学术界，DTN的许多方面正在研究中。正如上面提到的，路由的好策略取决于contact的特性。在网络中存储数据也引发了其它问题。现在，拥塞控制也必须考虑在结点处的存储器，它们被当成另外一种能够被充分利用的资源。端到端通信的缺乏也带来了安全问题。在一个DTN结点接手一个bundle之前，它可能想知道发送者是否有权使用网络，并且这个bundle是否是目的端所需要的。这三个问题的解决之道取决于DTN的类型，因为空间网络与传感网络不同。

 

 

参考资料

Andrew S. Tanenbaum, ComputerNetworks(fifth edition), 机械工业出版社。