延迟中断容忍网络.ppt

DTN的名字元组绑定与DNS域名解析的不同：
DNS域名解析：在启动一个端到端会话前就要 完成名字到地址的转换。
名字元组绑定：DTN网关仅在需要用到名字元组 中的某个部分信息时才进行绑定。
a
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（3）邮政服务类型
[1]从美国邮政提供的服务获得启发，选择 了以下几个粒度较粗且直观易懂的核心邮政 服务作为缺陷网络的服务类型：
传输到下一个节点。
端到端可靠性由端系统承担：
连接的所有状态仅保存在端系统上，由端系统负责数据可靠传输。
因此，因特网实际上就是一个覆盖网络：
它运行在已有物理网络之上，提供包括路由、拥塞控制、可靠性、安 全性、互操作性等在内的各种网络增强功能。
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8
在DTN环境下审视因特网模型
缺陷网络是一种新的物理网络，可以效仿因特网设计 一个覆盖网络，在覆盖网络上提供路由、可靠性、安 全性、互操作性等各种所需的网络增强功能。
[1]提出一个支持缺陷网络与其它网络（缺陷 网络，常规网络）互操作的DTN网络架构：
DTN作为一个覆盖网运行在已有网络的协议栈上， 采用非交互式消息传输机制；
DTN在应用层上以代理的形式实现； 不同网络之间的互操作通过网络边界上的DTN网
关实现。
a
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（1） 区域和DTN网关
DTN架构包括区域和DTN网关的概念，不同的区域通过 DTN网关互联。
低/中/高优先级投递 投递通知（notification of mailing） 投递送达：返回收条 投递记录：投递使用的路由
a
7
因特网服务模型回顾
因特网是由众多物理网络通过TCP/IP协议形成的逻辑网络：
TCP/IP协议运行在物理网络上，提供给用户统一网络的表示形式。

Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｎ Ｄｅ ｌ ａ ｙ－ｔ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｔ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
ＨＥ Ｙｏ ｎ ｇ ． ＬＩ Ｕ Ｃｈ ｕ ｎ —ｈ ｕ ａ
（ １ ．Ｄ ｅ ｐ ｔ ．ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｘ ｉ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ＆ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， ｘ ｉ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ４ ６ ４ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
严重 ， 造成通信延迟 。为解决上述问题 ， 提出一种 改进 的 Ｅ ｐ ｉ ｄ ｅ ｍｉ ｃ 路 由通信算法 （ Ｉ Ｅ Ｐ算法 ） ， 对于 目的地址为邻居节点的数 据分组 ， 进行直接投递 ， 而不考虑邻居节 点个数 的限制 ， 从而加快数 据投递 。仿真结果表 明 ， 所提算法能 够在减 少网络开销
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ： Ｉ ｎ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ — ｔ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｔ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ，ｍｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ ａ ｙ ｅ ｉ ｎ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ．Ｆ ｏ ｒ ａ ｎ ｙ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｈ ａ ｒ ｄ ｔ ｏ ｉ ｆ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｎ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｏ ｄ ｅ ．Ｔｈ ｕ ｓ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ｕ ｌ ｔ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｌ ｉ ｖ ｅ ｙ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｉ ｎ ｎ ｏ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｙ，ｔ ｒ ａ ｄ ｉ － ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅ ｐ ｉ ｄ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｕ ｓ ｅ ｓ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ． Ｏ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｌ ｉ ｖ ｅ ｙ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ ，ｉ ｔ ｗｉ ｌ ｌ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｍａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｌ ｉ ｖ ｅ ｒ ｙ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ，ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｒ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｎｔ ａ ｄ ａ ｔ ａ ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｃ ｏ ｐ ｙ ，ａ ｎ ｄ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｉｏ ｒ ｕ ｓ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ — ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ，ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ，ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ Ｅｐ ｉ ｄ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｍ－

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上海交通大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。 除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
延迟容忍网络中终端系统的特点： (1) 有限的寿命 在很多环境下，如军事用途中，传感器网，或者在紧急情况下搭建的节点，它们的 寿命都是比较短的。理由很简单，在敌对的环境下，或者能源紧缺的地方，网络节点随 时都可能被拆除或由于能源问题停止工作。在这种情况下，一个特定的消息的双向或单 向传递时间就很有可能超过它的发送节点的寿命， 而这就会导致端到端的认证方式不起 作用。在这种情况下，我们就需要使用其他的认证方式来确保消息的传递。 (2) 低占空比操作 当节点的工作环境是缺乏能源的时候，它的数据通信方案就要被预先安排好。占空 比低于 1%的情况是比较理想的， 因为它可以保持网络较长的寿命。 这样的设备会周期性 地收集数据，并以一个另外的频率（可能比较低）报告它的数据。对于这样的网络，传 输时间的安排就同路径的选择一样，对路由算法就有了特别的要求。 (3) 有限的资源 在我们所提到的一些网络中，节点的存储空间和数据处理能力是有限的。我们假设 有一个传感器网络的节点，它的存储容量并不大，我们用它来收集一些随机物理现象的 数据。这样，由于数据有可能不能及时发送出去，则这些数据的拷贝将会被保存在节点 中。由于节点的存储空间有限，这就使得节点无法正常地继续搜集数据并予以存储。同
由于 DTNRG 是唯一一个完全公开的研究组，所以本文主要依据这个研究组的成果 进行讨论。
1.2 延迟容忍网络的特征

因特网中的名字元组举例：{internet.icann.int, “/oview.html”}。
名字元组的迟绑定（late binding）
当DTN消息穿过一连串的区域时，只有区域 名字用来路由；当到达目标区域边缘时，实体 字被解释和转换成本区域内的协议标准名字。 （名字元组的迟绑定） DTN的名字元组绑定与DNS域名解析的不同：
（6）会聚层和重传
不同区域的传输层协议提供的功能可能有很大差异：
可靠投递 连接（具有连接失败指示） 流量控制 拥塞控制 保持消息边界
当执行保管传输时，底层网络应有保持消息边界的可 靠投递能力，不具有这些能力的传输层协议需要增强。 会聚层用于在要求增强的传输层上增加可靠性、消息 边界和其它特性。
DTN网关结构
一个可验证的发送者（或角色）标识 对该消息所请求的服务类型的许可（及批准机构） 用于验证消息内容正确性的其它常规加密信息。
在DTN的每一跳，路由器检查消息携带的证书（邮 戳），并尽早丢弃未通过认证的消息。 该方法避免链路资源的浪费，并使得拒绝服务攻击难 以实施。
DTN安全框架
想要发送消息的主体事先生成自己的公钥/私钥对， 并从DTN网关所知道的某个认证中心获得自己的签 名公钥，所有DTN网关事先配置一个或多个认证中 心的公钥。 主体用自己的私钥对发送的消息签名，将消息、消息 签名及自己的签名公钥一起发送。 在第一个DTN路由器上，签名的公钥被用来验证发 送者及所请求的服务类型（网关中存放了访问控制列 表），验证通过的消息用网关的私钥签名后发送。 不在网络边缘的“核心”网关依赖上游网关的认证来 查证消息的真实性。
目前的解决方案
拥塞控制：
使用一个共享优先级队列来分配保管存储 清除所有过期消息，并拒绝太长的消息使用保管传输 消息按照优先级和寿命（由发送者指定，携带在消息中） 排队。

Ｖｏ ． ３ Ｎｏ １ ７． ．
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｒ ｏ ｔｏ ＆ Ｃ ｍｍａ ｄ Ｃ ｎ ｒ Ｉ ｉ Ｃ ｎｒｌ ｅ ｏ ｎ ｏ ｔｏ
第３ ７卷
第 １期
Ｊ ｎ， ０ ２ ａ ２ １
２１ ０ ２年 １月
文 章 编 号 ｉ０ ２０ ４ （ ０２ ０—０ ２０ ０ —６０ ２ １ ）１０ ８—５ １
引 言
无 线 传感 器 网络 被认 为是 ２ 世 纪 最重 要 的技 １
术之 一 ， 已经成为近 年来学术界 的研究 热点 。 劣环 恶 境 中传 感器 节点 的 随机部 署 ， 传感器 节 点 的通 信 范 围通 常 较小 ， 传感 器节 点 的能 量较低 以及传 感 器节
点 的随机运 动等情 况都可 能导致 网络 产生分 割 。因 此 网络 可 能并非 总是 全 连通 的 ， 网络 的连通 性 可 能
Ｌ Ｕ Ｗ ｅ ， ＯＮ ｅ— ａ 。ＧＥ Ｇｅ —ａ ， Ｉ ｉ Ｓ Ｇ Ｗ ｉｕ ｎ ， ｎ ｙ ｎ ＹＡＮＧ Ｍ ｉｇｈ ａ ｊ ｎ —ｕ
（． ｃｏｌ ｆＥｅｔ ｎｃ ｎ ｏ ｐ ｔｒ ｃ ｎｅ Ｎｏｔ ｉｅｓｙｏ ｈｎ ， ｉｕ ｎ０ ０ ５ ， ｈｎ ， １Ｓ ｈｏ ｏ ｌ ｒ ｉ ａ ｄＣ ｍ ｕｅ ｉ ｃ， ｒ Ｕｎｖｒ ｔ Ｃ ｉａ Ｔａ ａ ３ ０ １ Ｃ ｉａ ｃｏ Ｓ ｅ ｈ ｉ ｆ ｙ ２Ｂ ｌｎ ｎｔ ｕｅ ｎｏｍ ｔ ｎＴｅｈ ｏｏｙ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ５Ｃ ｉａ ． ｅ ｇＩｓ ｔｔ ｏ Ｉｆｒ ａｉ ｃ ｎｌ ， ｅ ｉｇ １ ０８ ， ｈｎ ） ｉ ｔ ｉ ｆ ｏ ｇ ｊ
延迟容 忍 无线传 感器 网络 动态 数 据传 输
柳 伟 宋伟 娟 葛根 焰ｈ ， 明华。 ， ， 。杨

延迟 、 高差 错率 、 速率 、 低 频繁 中断 、 资源 受 限等 等 ， 一类 网络 通常 被称 为挑 战 网络 （ｈ ｌ ｎ ｅｎ ｔ ｏ ｋ Ｌ 。 这 ｃ ａｌ ｇ ｅｗ ｒ ）】 ｅ ］
在这 种环 境下 ， 统 的 ＴＣ ／Ｐ协 议 面 临着严 重 的挑 战 ， 传 ＰＩ 首先 ， 向端 到端 连 接 （ Ｅ 的 Ｔ 面 Ｅ２ ） ＣＰ协 议在 通 信之 前需 要在 通 信双方 建 立一 个 连接 来控 制 数 据流 ， 型 的 ＴＣ 典 Ｐ连接 需要 一个 往 返 时 间 ， 如果 传 输延 迟 超 过 了连接 建立 的超 时 时间 ， 连接 建立 失 败 ， 用层 的数 据将 不能 进行 发 送 ； 次 ， 于 数 据包 超 时或 丢失 ， 则 应 其 对 ＴＣ Ｐ通 常认为 是拥 塞造成 的 ， 解决 办 法是 发 送方 降低 发送 速率 ， 样 ， 这 造成 网络吞 吐 量随 着往 返 时延 的增 加
Ａ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ａ ｉ ｏ ｃ ｐ ｆ Ｉｅａ ／ ｉｒ ｐ ｉｎ Ｔｏｅ ａ ｔＮｅ ｗｏ ｋ（ ｂ ｔａ ｔ ｅ ｂ ｓｃ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ＝ ｌｙ ｄｓ ｕ ｔｏ ｌｒ ｎ ｔ ｒ ＤＴＮ ）ｉ ｉｔｏ ｕ ｅ ． ） ｓ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ
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第25页/共49页
解： 每4个字节存放一个中断向量，所以 1K/4=256个 (CS)=F000H (PC)=EC59H
中断服务程序入口地址为： (CS)*16+(PC)=F0000+EC59H=FEC59H
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练习： 什么是中断类型码、中断向量、中断向量表？在基于8086/8088的微机系 统中，中断类型码和中断向量之间有什么关系？
每个中断向量占用4个字节，前两个字节为服务程序的IP（偏移量），后 两个字节为服务程序的CS（段地址）。
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已知中断类型号为0BH，则其中断服务程序入口地址存放在中断时量表中的地址是 （ ）。
A. CS:000BH
B. 0000:000BH
C. CS:002CH
D. 0000:002CH
A. 当前子程序执行
B. 当前指令的执行
C. 当前中断服务程序第执7页行/共49页 D. 当前主程序的执行
中断源的识别
• 查询中断（软件识别） • 矢量中断（硬件识别）
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中断优先级的确定
❖软件查询法
是在CPU响应中断后，用软件查询以确定是哪些 外设申请中断，并判断它们的优先权
优点：可以用修改软件来改变中断优先级，而不 必修改硬件。
第43页/共49页
练习
1、8086响应中断时，不能自动入栈保存的是（ ）
A 标志寄存器FR
B 代码段寄存器CS
C 指令指针寄存器IP D 累加器AX
2、保护断点就是保存（ A.中断类型码 C.现场
）。 B.中断服务程序入口地址 D.当前CS 、IP的值
3、8086 CPU 采用（ 第）44中页/断共4结9页构。

I/O中断的处理(4)
3）I/O操作发生异常后的处理
设备在操作中发生了某些特殊事 件，操作结束发生中断时，要将 这个情况向系统报告。系统从设 备状态字节中的设备特殊位为１， 可判知设备在操作中发生了某个 特殊事件。
I/O中断的处理(5)
4）设备报到或设备结束的处理
如果是设备上来的“设备报到” 或“设备结束”等异步信号， 表示有设备接入可供使用或断 开暂停使用，操作系统应修改 系统表格中相应设备的状态。
Linux系统定时器(5)
Linux允许进程同时启动多 个定时器，通过在一个进程 中设定上述三个定时器，就 可以了解一个进程在用户态、 内核态和总的执行时间。
Linux时钟系统调用
时钟系统调用完成时钟的读取、设置和 校准功能，为计时服务提供支持，也 为用户查询当前系统时间提供接口。
lsys-time：读取系统时间。
2.2中断技术(1)
2.2.1中断的概念 2.2.2中断源分类 2.2.3中断装置 2.2.4中断处理程序 2.2.5中断事件的具体处理方法 2.2.6中断的优先级和多重中断
中断技术(2)
2.2.7实例研究：Windows2000/XP中 断处理
2.2.8实例研究：Solaris中断处理 2.2.9实例研究：Linux中断处理
表示再发生溢出时将转向LB去处 理。
程序性中断事件的处理(4)
中断续元入口表的形式如下：
中断条件0
中断条件1
0
0
· ·
中断续元入口0 中断续元入口1
中断续元入口n
程序性中断事件的处理(5)
中断续元的处理过程和原则(1)：
(1)编译程序编译到on语句时，生成填写相应 中断续元入口表的目标代码段；