基于片段聚合的DTN数据束加速传输方法技术

本发明专利技术提出了一种基于片段聚合的DTN数据束加速传输方法，包括当链路II开始时，若中间节点收到完整的bundle，则按照传统的方式对bundle进行转发；若中间节点只接收到部分segment，则将接收到的segment聚合后作为载荷封装到新的bundle中进行转发，然后，当bundle被中间节点完全接收时，新到达的segment将以同样的方式处理后封装到另一个bundle中进行转发。其中，每一个segment携带目的节点的EID。应用本发明专利技术的方法进行bundle的传输可以有效提高链路的使用效率，减少因等待完整bundle接收而引入的时延。此外，本发明专利技术的加速传输方法可用于处理链路在bundle传输过程中突发中断的情况，避免因中断造成数据传输中止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及深空通信
，尤其设及一种DTN网络数据束加速传输方法。
技术介绍
空间通信具有长时延，链路中断频繁，高误码率等特点，使得传统的基于端到端连 接的TCP/IP协议无法应用于空间探测数据的传输。为克服运些问题，目前空间通信广泛采 用DTN网络架构。DTN通过在应用层和传输层（汇聚层）之间引入覆盖层为潜在的不同网 络提供数据传输服务，其主要协议包括覆盖层的BP协议及汇聚层的LTP协议。为利用间歇 性连接的链路同时确保数据的可靠传输，DTN采用存储-转发机制对数据进行逐跳转发。当 进行数据传输时，源节点应用数据单元（Applicationdataunion,ADU)将作为负载封装到 覆盖层的bundle中。Bundle传输至汇聚层后，作为一个LTP块被划分为多个segment。运 些segment经底层网络处理后将W链路帖的形式发送到中间节点协议找。在运一传输过程 中，LTP的ARQ机制确保了bundle的可靠、完整接收。经过一次传输或多次重传，当接收到 完整bundle时，中间节点将利用（或等待）下一跳链路进行转发并向发送节点发送保管应 答信号。发送节点收到该信号后将对应bundle从其内存中删除，bundle的保管权转移至 接收节点。经过运样逐跳的转发，bundle将最终到达目的节点，其所携带的ADU将被恢复 并交付给对应的上层应用。在运一传输过程中，由于存储-转发机制，中间节点只有收到完 整的bundle后才能进行下一跳转发。 为了充分利用短链路进行数据传输，避免造成链路容量的浪费，DTN定义了两种类 型的bundle分片。 1)主动式分片（proactivefra卵entation) 阳0化]主动式分片在bundle传输之前将其分成多个不重叠的子块，每个子块作为独立 的bundle进行传输。分片大小通常根据链路预期的时间，存储容量限制等因素选取。在 主动式分片中较为特殊的情况是源分片（source化agmentation)，源节点将负载即ADU分 成互不重叠的子块并将运些子块封装到不同的bundle中进行传输，中间节点只转发运些 bundle,不再对其进行分片。当运些bundle到达目的节点时，其中携带的ADU子块将被重 组。 2)反应式分片（reactivefragmentation) 反应式分片的触发情景为链路在bundle传输的过程中中断，造成bundle部分数 据被中间节点接收，剩余数据未成功传输。此时，按照反应式分片的处理方法，部分接收的 数据（载荷的一部分）将作为一个子块，未成功传输的部分将作为另一个子块。为两个子块 添加必要的头部信息如路由信息、分块信息后，运些子块将作为独立的bundle进行传输， 同时发送节点中存储的未分片的该bundle将被丢弃。在携带分片的bundle传输的过程中， 可对其进行再分片。 由于DTN数据的传输采用存储-转发机制，中间节点只有在接收到完整bundle的 条件下才能进行下一跳的转发，运一性质有可能导致链路利用不充分，引入较大传输时延 问题。W两跳链路通信为场景说明此问题，如附图I所示，T为链路连通周期。考虑第一跳 传输对第二跳传输的影响，分W下=种情况讨论。 情景1 :第一跳传输的结束时间小于化2,中间节点等待第二跳链路的连通机会。 此时，链路II将被充分利用； 情景2 :第一跳传输的结束时间落在区间，中间节点需等待bundle的完 整接收才能进行第二跳传输，致使链路II开始部分的连接机会被浪费而不能被完全利用； 情景3 :第一跳传输在Tel时刻仍未完成，此时中间节点因未接收到完整的bundle 数据而不能进行第二跳转发（此时第二跳的转发需等待链路的第二个连通周期），链路II 的整个连通机会将被浪费，同时引入了较大传输时延。 虽然按照bundle的两种分片方式进行数据传输可W利用短链路，避免造成链路 容量的浪费，但在实际应用上存在一些不足。主动式分片的分片决定依赖于链路的可预测 性即链路的连通规律可预期知道，在一些链路连接随机出现的网络中，主动式分片很难做 出合适的分片决定。另一方面，主动式分片根据短链路选取较小的分片进行传输，增加了所 需发送的bundle数量（所需发送的bundle头部信息增加），从而引入较大的传输开销，且 主动式分片发生在传输之前，不能很好应对链路的突发情况。一种较有效的方法是采用反 应式分片，但目前大多数的研究只介绍反应式分片传输大致过程，没有结合协议的数据包 格式给出具体操作算法，且存在假设即bundle头部先于载荷传输至中间节点，在收到部分 载荷的情况下中间节点可利用收到的头部信息进行路由选择。但考虑到信道误码率的存 在，数据（segment)的接收是随机的，运一假设可能不成立。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提出了一种基于片段聚合的DTN数据束加速 传输方法，应用bundle反应式分片，并给出具体的数据包格式及发送和重组算法，提高链 路的使用效率，减少等待bundle完整接收引入的时延。 本专利技术通过W下技术方案实现： 一种基于片段聚合的DTN数据束加速传输方法，其特征在于：所述方法包括：当链 路II开始时，若中间节点收到完整的bundle,则按照传统的方式对bundle进行第二跳转 发；若中间节点只接收到部分segment,则收集接收到的segment,将其聚合后作为载荷封 装到新的bundle中进行第二跳转发，然后，当其余部分的segment被中间节点完全接收时， 新到达的segment将W同样的方式处理后封装到另一个bundle中进行第二跳转发；其中， 所述链路II为中间节点到目的节点的链路，每一个segment携带目的节点的EID。 作为本专利技术的进一步改进，所述每一个segment携带目的节点的EID具体为：携带 目的节点的EIDoffset。 作为本专利技术的进一步改进，所述EIDoffset存储于segment的Extentions中。 作为本专利技术的进一步改进，将字典存储于节点的内存。 作为本专利技术的进一步改进，将接收到的segment聚合后作为载荷封装到新的 bundle中进行转发具体为：中间节点将已接收segment的Clientservicedata、Session ID、Offset和Length聚合为datablock,然后将其作为载荷封装到新bundle中进行下一 跳传输。 作为本专利技术的进一步改进，利用bundle的ProcessingControlFlags的低位第 六位来标示bundle的发送方式。 作为本专利技术的进一步改进，所述第六位为0则对应传统传输方式，否则为加速传 输方式。 阳02引作为本专利技术的进一步改进，当目的节点接收到W加速方式传输的bundle时，将恢 复运些bundle的载荷即datablock,并将具有相同SessionID的datablock重组为原始 bundle对应的LTP块，从而恢复ADU。[002引本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的bundle加速传输机制，给出了具体的数据包 格式及中间节点的发送算法及目的节点的重组算法，为现有的bundle反应式分片提供了 一种实际可行的方案。通过对本专利技术的加速传输方案性能的评估，验证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于片段聚合的DTN数据束加速传输方法，其特征在于：所述方法包括：当链路II开始时，若中间节点收到完整的数据束bundle，则按照传统的方式对bundle进行转发；若中间节点只接收到部分segment，则收集接收到的segment，将其聚合后作为载荷封装到新的bundle中进行转发，然后，当其余部分的segment被中间节点完全接收时，新到达的segment将以同样的方式处理后封装到另一个bundle中进行转发；其中，所述链路II为中间节点到目的节点的链路，每一个segment都携带目的节点的EID。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志华，江福，袁鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44