基于业务优先级的DTN网络协议技术研究

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DTN网络适用于具有中断频繁和大延时等特点的受限网络环境,其典型应用场景包括星际互联网、移动车载网和军事自组织网络等。相比传统互联网的TCP/IP协议,DTN网络协议增添了Bundle层,因此具备“存储-携带-转发”的功能,从而可较好地应用于无法提供持续稳定的端到端连接的受限网络环境。在DTN网络应用中,网络连接和网络资源均受到限制,难以正确递交所有的业务信息。而在很多情况下,业务信息的重要性存在差异,保证更重要的信息具有更高的递交率对DTN网络的实际应用有重要意义。本文结合实验室科研项目需求,研究基于业务优先级的DTN网络协议技术,主要工作包括:1)分析了DTN网络特性和Bundle协议原理,基于ns-3仿真系统,搭建以乡村交通信息网为应用背景的DTN网络模型和具体协议模型,为基于业务优先级的DTN网络协议技术的研究提供理论基础和研究平台。2)分析了节点数量、覆盖半径、区域面积和节点运动模型等典型因素对DTN网络性能的影响情况,为基于业务优先级的DTN网络协议技术的研究提供思路和性能参照指标。3)提出了基于发送顺序的业务优先级策略OSPS和基于生存期的业务优先级策略LSPS。两种业务优先级策略均通过在Bundle协议数据单元头部自定义的标志位来实现业务优先级的区分。OSPS策略的核心思想是高优先级数据包先发、低优先级数据包后发,LSPS策略则是为高优先级数据包设置更长的生存期。在本文的仿真条件下,基于不同的高低优先级数据包数量比的仿真结果表明,OSPS策略高优先级数据包的递交率相比无业务优先级策略时最大提升了14.74%,LSPS策略高优先级数据包的递交率相比无业务优先级策略时最大提升了21.02%。
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