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２０２０年第３８卷１２月增刊西北工业大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃ．Ｖｏｌ．３８２０２０Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ收稿日期：２０２０⁃０９⁃０１作者简介：毛一丁（１９８９ ），中国空间技术研究院西安分院工程师，主要从事卫星网络相关技术研究㊂一种适应卫星网络的ＤＴＮ分组路由策略毛一丁，田洲，赵雨，孙汉汶，徐伟琳，赵毅（中国空间技术研究院西安分院，陕西西安㊀７１０１００）摘㊀要：在空间延迟容忍网络（ＤＴＮ）中，由于卫星节点运行轨道的限制，造成节点运动并不具有典型随机性㊂节点间历史接触时间的长短和未来接触的概率往往存在正相关，并且根据卫星运行轨道的异同，接触的可能也存在较大差异㊂针对以上特点，结合现有ＤＴＮ路由算法的优势，设计了一种基于历史信息统计的ＤＴＮ分组路由策略，通过将卫星节点按运行轨道分组，并结合历史接触时长计算接触概率，以适应卫星网络节点运动场景，使接触概率预测更加准确，进而提高消息下一跳选择的准确性㊂仿真结果表明，该路由策略与现有路由算法相比，具有较低的缓存消耗，并有较高的消息投递率和较优的投递时延㊂关㊀键㊀词：延迟容忍网络（ＤＴＮ）；分组路由；接触概率中图分类号：ＴＰ３９３㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１０００⁃２７５８（２０２０）Ｓ０⁃０１１３⁃０７㊀㊀由于卫星运动轨道㊁卫星所具备的星间链路数量等因素限制，在由多颗卫星组成的空间自组织网络中，卫星与卫星之间㊁卫星与地面站之间并不能保证是长连通的，链路可能呈现出大时延㊁间断可用和双向带宽不对称等特点㊂这一系列特点使得空间自组织网络中任意２个节点之间不一定时刻存在端到端连接，不能满足ＴＣＰ／ＩＰ协议要求的通信基本条件，从而使其满足延迟容忍网络（ｄｅｌａｙｔｏｌｅｒａｎｔｎｅｔｗｏｒｋ，ＤＴＮ）的典型网络特征［１］㊂ＤＴＮ的延迟容忍性主要体现在对消息的 存储－携带－转发 过程［２］，将原本建立端到端连接并传输数据的方式，转化为由多个中间节点转发的 跳到跳 的方式传输［３］㊂例如，对于一个由源节点Ｓ㊁目的节点Ｄ和其余若干个节点组成的典型ＤＴＮ中，假设其中所有节点的运动都是随机的㊂在ｔ１时刻，源节点Ｓ需要向目的节点Ｄ传递数据，但此时Ｓ到Ｄ不存在端到端路径，因此Ｓ将数据传递给与自己存在连接关系（接触）的节点Ａ，但此时节点Ａ也不存在合适的传递机会，于是将数据保存在自己的缓存中，并通过运动等待传递机会的产生㊂当ｔ２时刻时，节点Ａ与节点Ｂ接触，将数据传递给节点Ｂ㊂以此类推，经过多轮节点运动和消息传递后，最终将消息传递给目的节点Ｄ，完成传输㊂ＤＴＮ中目前已有许多经典的路由算法㊂例如，Ｅｐｉｄｅｍｉｃ算法采用泛洪机制，当２个节点相遇时，他们会相互传递对方不携带的数据［４］；ＰＲｏＰＨＥＴ算法会统计历史连接概率，当节点接触时，通过比较历史概率信息而确定路由［５］；Ｓｐｒａｙａｎｄｗａｉｔ算法会控制网络中消息的副本数量，以避免过度泛洪造成的网络拥塞［６］；另外还有ＦｉｒｓｔＣｏｎｔａｃｔ㊁Ｅａｒｌｉｅｓｔ⁃Ｄｅｌｉｖｅｒｙ等算法，在网络中没有消息副本产生，但同时投递成功率也较低［７］㊂对于空间延迟容忍网络，卫星节点往往并不是漫无目的随机运动的，每颗卫星都有他们相对固定的运动轨迹，甚至经常存在几颗卫星运动于同一轨道的不同位置且相互间相对位置固定㊂这一行为特征造成了空间卫星延迟容忍网络与传统ＤＴＮ具有明显差异：由于运动轨道的限制，网络中任意２个节点可能长期连通，也可能永无接触机会［８］㊂传统的ＤＴＮ路由协议虽能兼容这一差异，但在路由设计和选择上并没有利用这一特点进行增强设计㊂本文对空间延迟容忍网络中节点运动具有规律性这一特点加以利用，在ＰＲｏＰＨＥＴ算法历史连接概率思想的基础上，通过统计节点间历史连接时长西㊀北㊀工㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第３８卷对节点历史连接计算方式进行修正，以获得更加准确的传递概率信息，实现在低资源消耗前提下提高投递率的目的㊂１㊀相关工作ＰＲｏＰＨＥＴ是由Ｌｉｎｄｇｒｅｎ等提出的一种基于历史连接信息的概率路由，其主要思想是通过历史连接的统计计算接触概率，并将消息传输到接触概率更大的节点㊂这一路由算法避免了泛洪路由对消息的盲目复制，通过合理控制网络中消息副本数量，实现路由性能提高的同时降低网络拥塞发生的可能㊂定义Ｐ（Ａ，Ｂ）ɪ（０，１］为节点Ａ与节点Ｂ的接触概率，ＰＲｏＰＨＥＴ通过以下（１） （３）式对接触概率进行更新㊂当２个节点接触时，通过（１）式进行概率更新，以提升两节点的接触概率㊂Ｐ（Ａ，Ｂ）＝Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ＋（１－Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ）ˑＰｉｎｉｔ（１）式中，Ｐｉｎｉｔɪ（０，１］是一个初始化常数，表示起始状态的默认概率㊂若节点Ａ和Ｂ经过一段时间后没有接触，则他们之间的接触概率以（２）式的方式进行衰减㊂Ｐ（Ａ，Ｂ）＝Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄˑγｋ（２）式中：γ是衰减系数，表示概率衰减的快慢程度；ｋ表示从上次接触到本次接触的时间间隔㊂接触概率在节点之间具有传递性㊂２个不接触节点之间的接触概率可通过一个相互之间都接触的节点进行传递和提升，如（３）式所示㊂其中β是传递因子㊂Ｐ（Ａ，Ｂ）＝Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ＋（１－Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ）ˑ㊀Ｐ（Ａ，Ｃ）ˑＰ（Ｂ，Ｃ）ˑβ（３）２㊀基于历史信息统计的分组路由策略ＰＲｏＰＨＥＴ算法在空间延迟容忍网络中的局限性体现在，用于计算接触概率的历史连接信息是以接触次数作为统计样本的，即２个节点每一次成功接触，无论接触时长如何，均作为一次有效连接计入概率计算的样本中㊂而在空间延迟容忍网络中，２个卫星节点由于运动轨道的限制，每次接触可能持续较长时间，此时若仍然将这一接触记为一次有效连接，则无法体现出节点拓扑的持续性，甚至可能存在２个节点一直连接，但连接次数却明显低于其他节点的情况，在计算接触概率时，这种长时间高质量的连接情况就被忽略掉了［９］㊂若结合网络特点，设计适用于空间自组织网络的改进路由算法，则可以在降低负载的同时获得更优的性能［１０］㊂２．１㊀接触概率的计算为了实现基于历史接触时间的概率计算，需对节点每次接触时长进行统计㊂定义Ａ㊁Ｂ两节点历史接触时长的总和ＤＡＢ＝ðｎｉ＝１（ｔＡＢ－ｅｎｄ（ｉ）－ｔＡＢ－ｓｔａｒｔ（ｉ）），其中ｔＡＢ－ｅｎｄ（ｉ）和ｔＡＢ－ｓｔａｒｔ（ｉ）分别表示节点Ａ和Ｂ在第ｉ次接触时的结束时间和开始时间㊂若使用Ｔｏｌｄ表示到本次接触前网络运行的总时间，使用ｔＡＢ－ｃｕｒ表示Ａ㊁Ｂ节点本次接触的时长，则经过当前接触后，Ａ㊁Ｂ两节点接触时长占总时长的比例可表示为η＝ＤＡＢ＋ｔＡＢ－ｃｕｒＴｏｌｄ＋ｔＡＢ－ｃｕｒ（４）式中，ηɪ（０，１］㊂通过将接触时长占比引入接触概率的计算，得到按接触时长累计的接触概率提升计算公式Ｐ（Ａ，Ｂ）ｎｅｗ＝Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ＋（１－Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ）ˑη（５）㊀㊀当节点Ａ与某一中继节点Ｍ接触时，Ａ可通过获知中继节点Ｍ与目的节点Ｂ之间的接触概率Ｐ（Ｍ，Ｂ）来更新自身到达目的节点Ｂ的概率㊂（６）式说明了传递性对概率的更新方式㊂Ｐ（Ａ，Ｂ）ｎｅｗ＝Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ＋（１－Ｐ（Ａ，Ｂ）ｏｌｄ）ˑ㊀Ｐ（Ａ，Ｍ）ˑＰ（Ｍ，Ｂ）ˑβ（６）㊀㊀若当前节点Ａ一段时间没有与任何节点接触，则他到达其他节点的接触概率会随着时间的增长而降低㊂由于空间网络节点运动的规律性和周期性，节点运动到轨道的某一位置时确有可能在一段时间无法与其它节点接触，又因为节点公转周期较长，若使用两次接触的绝对时间间隔ｔ作为衰减指数，则易导致接触概率衰减过快从而过早趋近于０，不利于后续接触概率的恢复㊂为适应这一问题，在计算接触概率的衰减时将节点公转周期归一化，以未接触时间与公转周期的比值作为衰减指数，得到接触概率的衰减公式，如（７）式所示㊂Ｐ（Ａ，∗）ｎｅｗ＝Ｐ（Ａ，∗）ｏｌｄˑγｔＴ（７）式中：γɪ（０，１）为衰减系数，一般可取０．５；ｔＴ为当４１１增刊毛一丁，等：一种适应卫星网络的ＤＴＮ分组路由策略前节点Ａ不产生接触时长ｔ与运动周期Ｔ的比值㊂考虑到空间自组网节点处理能力的限制，以上所述接触概率更新方式中，（５）式和（６）式一般在两节点接触断开时更新，若两节点接触时间很长，为了更加精确，也可在接触中周期性更新；（７）式可在发生下一次接触前对概率进行更新㊂２．２㊀路由策略１）卫星节点的分组空间自组织网络与其他自组网的最大不同之处在于，空间自组织网络中的卫星节点一般都具有固定的已知运动轨道，且通常情况下同一个轨道上往往存在不止一颗卫星㊂对于运动在同一轨道上的卫星节点来说，若不考虑外部扰动因素，他们之间的相对位置是恒定不变的㊂从这一特点引申可知，对于同一轨道的任意２个卫星节点，他们之间的接触关系仅限于 长连通 或 不连通 ２种㊂因此，按运动轨道对空间自组网节点进行分组，可达到简化路由的目的㊂２）组内消息的传递根据上节分析可知，组内节点之间的相对运动并不存在随机性，故随着时间的推移，任意两节点间的接触概率无限趋近于１，或无限趋近于０㊂又由接触概率的传递性公式知，若２个不接触的节点与第三节点分别两两接触，则这两个节点间的接触概率也会随之上升，且更靠近于１㊂基于以上两点，对于一个目的为组内节点的消息，若仅通过组内节点进行消息传递，结果就简化为 一定可达 和 一定不可达 两种，这对于资源受限的卫星节点可减轻计算压力，工程上更易实现㊂３）组间消息的传递对于位于不同轨道的任意２个节点，虽然他们之间的接触概率并不像同一轨道内节点只具有２种特例，但仍然与接触时长存在正相关㊂例如，对于分别在夹角为４５ʎ的２个轨道面上的２颗卫星之间的接触时长，显然长于分别在夹角为９０ʎ的２个轨道面上的２颗卫星㊂如果被传递消息的目的节点不在组内，或目的节点虽在组内但通过组内传递不可达，则必然会发生组间传递㊂此时选择消息下一跳节点的依据即为根据历史接触信息统计计算得出的接触概率㊂消息在组间传递还面临另一个问题㊂组内传递时，由于同一轨道上的所有卫星运动速率和方向均为一致的，因此只要知道消息 可达 ，即使不知道目的卫星的位置，也可将消息逐跳传递至目的节点㊂但在组间传递时，由于节点之间的接触可能均为概率事件，并不能保证一定正确传递，且随着组间跳数的增加，正确传递的概率随之减小㊂并且由于卫星公转周期较长，若当前周期没有与目的组间卫星相遇，下一次相遇机会可能需要等待很长时间㊂以上两点原因决定了若消息只有一份副本，无法正确传递的风险很大㊂为降低这一风险，可在组内对需要出组的消息复制多份副本分别由多个卫星节点携带，并按各自维护的接触概率传递㊂但消息的副本数不宜过多和过少，过多容易造成拥塞，而过少则无法达到复制副本的目的㊂解决这一矛盾可采用 简单计数协议 ［１１］以实现对消息副本数量的控制：当节点连续遇到ｃ个不携带该副本的节点时，则向该节点复制一份副本；当节点连续遇到ｄ个携带该副本的节点时，则删除接触节点的副本㊂这一协议不仅实现了组内消息副本的数量可控，并且使副本在组内节点的分布较为均匀，不会发生小范围聚集的情况㊂由于同一轨道卫星数量并不会太多，所以对ｃ㊁ｄ值的确定也较为容易㊂２．３㊀路由实现为了实现以上路由策略，在对网内所有节点编址（编号）时应明显标识节点所在的分组㊂例如，使用一个ＵＩＮＴ１６大小的空间保存节点自身地址，其中高８位标识节点所在分组，低８位标识节点在组内的地址㊂这一编址方式在消息寻址时可方便地区分消息的目的地址位于组内还是组外㊂除了节点自身地址外，实现路由策略还需要每个节点存储接触时长和历史接触概率，具体如表１所示㊂表１㊀节点存储的信息及含义参数格式含义备注ａｄｄｒｅｓｓＵＩＮＴ１６节点自身地址高８位标识组号；低８位标识节点在组内的地址ｐ－ｌｉｓｔｌｉｓｔ＜ＵＩＮＴ１６，ｆｌｏａｔ＞表示节点与其他节点的历史接触概率以列表形式存储ｔ－ｌｉｓｔｌｉｓｔ＜ＵＩＮＴ１６，ｉｎｔ＞表示节点与其他节点的历史累计接触时长以列表形式存储５１１西㊀北㊀工㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第３８卷节点概率更新过程如图１所示㊂节点周期性广播发送Ｈｅｌｌｏ消息，当收到其他节点发送的Ｈｅｌｌｏ消息时，便启动一个计时器用于计算接触时长；当连续２个周期未收到对方Ｈｅｌｌｏ消息则停止计时，并更新ｔ－ｌｉｓｔ中存储的时长信息㊂一般地，当２个节点接触断开时即时计算两节点间新的接触概率㊂但若两节点一直存在接触，为了更准确地获得接触概率，也可定时对概率值更新㊂图１㊀节点概率更新流程两节点接触时，会互相交换ｐ＿ｌｉｓｔ信息㊂当两节点断开接触后，根据二者ｐ＿ｌｉｓｔ信息使用（６）式更新接触概率㊂由于前述卫星节点运动轨道的特性，对接触概率的更新需分情况进行：若接触的节点是组外节点时，只更新组外节点的概率；若接触节点是组内节点时，只更新组内节点的概率，以避免组外节点对组内传输概率的干扰㊂消息除了包含自身净荷外，还应携带自身ＩＤ㊁节点地址㊁计数信息和产生时间戳等信息，具体如表２所示㊂其中消息ＩＤ和源地址用于标识消息的唯一性，目的地址用于寻址，而产生时间戳则用于指示消息在网内传输超时删除的时间㊂表２ 消息携带的基本信息参数格式含义备注ＩＤｉｎｔ消息自身ＩＤｓｒｃ－ａｄｄｒｅｓｓＵＩＮＴ１６消息源节点地址对应节点ａｄｄｒｅｓｓ字段ｄｓｔ－ａｄｄｒｅｓｓＵＩＮＴ１６消息目的节点地址对应节点ａｄｄｒｅｓｓ字段ｃｏｐｙＵＩＮＴ１６消息阈值计数用于 简单计数协议 连续遇到携带／不携带副本节点的计数㊂高８位标识连续携带节点数；低８位标识连续不携带节点数ｔｉｍｅｓｔａｍｐｉｎｔ消息产生的时间戳原始时间，消息复制后仍置为初次产生时间一个消息如何传递，首先与当前正在接触的节点所属组有关㊂如果本节点与接触节点属同一分组，则执行组内传递流程，如图２左分支所示㊂节点读取自身消息列表，判断每个消息的目的节点是否属于本组，并从自身ｐ＿ｌｉｓｔ中查询目的节点是否可达㊂只有目的节点属于本组且可达的消息才直接进行传递，否则将消息放入组间传输列表并执行子流程１㊂执行子流程１时，判断每个消息阈值计数器的值，若满足 简单计数协议 的阈值条件，则复制或删除消息副本，以使组内各节点中消息副本数可控且均匀分布；如果本节点与接触节点属不同分组，则执行组间传递流程，如图２右分支所示㊂对于每一个需要组外传递的消息，节点从自身及交换的ｐ－ｌｉｓｔ中分别查询消息到达目的地址的接触概率，并将消息保留在接触概率较大的节点中携带㊂由于ＤＴＮ网络特性限制，消息是否已正确投递的响应无法在网内实时传播，因此为了避免拥塞，对网内仍存在的消息副本需要一个删除机制㊂删除机制分为两种：当节点存储空间充足时，根据消息产生时间戳设定超时周期，若当前时间已超该周期，则删除该消息副本，超时周期一般可选择为当前卫星公转周期；当节点存储空间不足时，应从产生时间戳较６１１增刊毛一丁，等：一种适应卫星网络的ＤＴＮ分组路由策略图２㊀消息传递流程小（产生较早）的消息开始丢弃，因为消息产生的越早，网内已有消息副本和传递经历，也就有更大的成功投递可能㊂３ 仿真校验通过采用ＳＴＫ构建仿真场景，利用ＯＰＮＥＴ对基于历史信息统计的分组路由策略进行仿真，并与ＰＲｏＰＨＥＴ和Ｅｐｉｄｅｍｉｃ路由算法进行对比㊂仿真场景包含１８颗卫星，分布于４个不同的ＬＥＯ轨道上，每个轨道卫星数分别为５，５，４，４，轨道高度均为７９０ｋｍ㊂仿真中消息产生间隔设置为５ ２０ｓ，每次产生消息占用缓存控制在５０ ２００ｋＢ之间㊂由于同一轨道中卫星数量较少，所以简单计数协议中ｃ和ｄ的值均设置为２㊂图３与图４分别为投递率随时间变化的仿真结果和缓存占用随时间变化的仿真结果，仿真时间均为１４４００ｓ㊂根据投递率仿真结果，本路由策略稍劣于Ｅｐｉｄｅｍｉｃ，但明显优于ＰＲｏＰＨＥＴ㊂从路由算法特性上分析，Ｅｐｉｄｅｍｉｃ由于采取泛洪机制，每当有接触机会时即复制消息，因此在投递率上有明显优势㊂本策略由于基于节点历史接触时长对接触概率进行计算，在卫星运动这一场景下相比ＰＲｏＰＨＥＴ投递率有明显提升㊂而对应缓存占用仿真，Ｅｐｉｄｅｍｉｃ由于其特性缓存占用持续上升，在到达１００８０ｓ时缓存占用已接近仿真设置的最大缓存１００ＭＢ，进而可知从该时刻开始，由于新消息持续产生及旧消息不能及时投递完成，Ｅｐｉｄｅｍｉｃ将出现大量丢包，网络开销也将处于较高水平㊂而本路由策略由于采取了简单计数协议等副本数量控制措施，相对同为多副本的路由算法ＰＲｏＰＨＥＴ，缓存占用基本处于同一水平，且缓存的消耗也能够满足空间电子产品一般设计要求，不会因缓存空间需求导致存储器件成本的急剧增加㊂图５为３种路由算法端到端投递时延随时间变化仿真结果，其中在仿真开始阶段，３种算法时延基本均为接近线性的方式增长，且差距不大㊂自５７６０ｓ开始，Ｅｐｉｄｅｍｉｃ算法投递时延出现了一段平缓期，且时延水平为三者最优，这是由于该协议泛洪的机制造成消息较易投递㊂但从１００８０ｓ起，其时延开始大幅增长的原因是该算法此时起已占满缓存空间，开始大量丢弃消息，消息不能按照算法设计的投递方式完成投递㊂本路由策略和ＰＲｏＰＨＥＴ算法在仿真全阶段的投递时延均保持单调增长的特性，在经过仿真初期投递时延的快速增长后均转为缓慢增加，逐渐趋于稳定，基本可代表在该场景下长期运行的平均投递时延㊂由于针对节点运动特性进行了特别设计，本路由算法相对于ＰＲｏＰＨＥＴ在后期投递时延上具有一定优势㊂综合各个指标考虑，本文设计的基于历史信息统计的分组路由策略在缓存占用相对较低的条件下在投递率和投递时延方面具有一定优势，符合卫星载荷产品在资源消耗和成本控制方面的需求，也验证了本路由策略的有效性㊂７１１西㊀北㊀工㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第３８卷㊀㊀㊀㊀图３㊀投递率随时间变化图㊀㊀㊀㊀图４㊀缓存占用随时间变化图图５㊀端到端时延随时间变化图４㊀结㊀论本文针对卫星节点运动特点，结合节点分组和历史连接时长的概率计算等信息，设计了基于历史信息统计的分组路由策略㊂通过节点分组和消息在组内㊁组间传递采取的不同策略，并控制网络中消息副本数量，使节点缓存消耗较低的情况下获得了投递率和投递时延等指标的提升㊂进一步工作可结合吞吐量㊁传递方向等信息，将接触概率由历史信息统计转变为对未来接触的预测，并对需投递的消息进行重新排队按需投递，进一步提高路由算法性能㊂参考文献：［１］㊀ＬＩＮＤＧＲＥＮＡ，ＤＩＯＴＣ，ＳＣＯＴＴＪ．ＩｍｐａｃｔｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎＦｏｒｗａｒｄｉｎｇｉｎＰｏｃｋｅｔＳｗｉｔｃｈｅｄＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］ʊＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２００６ＳＩＧＣＯＭＭＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＣｈａｌｌｅｎｇｅｄＮｅｔｗｏｒｋｓＰｉｓａ，２００６：２６１⁃２６８［２］㊀ＡＢＡＢＯＵＭ，ＫＯＵＣＨＲＥ，ＢＥＬＬＡＦＫＩＨＭ，ｅｔａｌ．Ｅｎｅｒｇｙ⁃ＥｆｆｉｃｉｅｎｔｒｏｕｔｉｎｇｉｎＤｅｌａｙ⁃ＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］ʊ２０１５ＴｈｉｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＲＦＩＤａｎｄＡｄａｐｔｉｖｅＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ，２０１５［３］㊀苏金树，胡乔林，赵宝康，等．容延容断网络路由技术［Ｊ］．软件学报，２０１０，２１（１）：１２３⁃１３６ＳＵＪｉｎｓｈｕ，ＨＵＱｉａｏｌｉｎ，ＺＨＡＯＢａｏｋａｎｇ，ｅｔａｌ．ＲｏｕｔｉｎｇＴｅｃｎｉｑｕｅｓｏｎＤｅｌａｙ／ＤｉｓｒｕｐｔｉｏｎＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｆｔｗａｒｅ，２０１０，２１（１）：１２３⁃１３６（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］㊀ＪＯＮＥＳＥ，ＬＩＬ，ＷＡＲＤＰ．ＰｒａｃｔｉｃａｌＲｏｕｔｉｎｇｉｎＤｅｌａｙ⁃ＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］ʊＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆｔｈｅＳＩＧＣＯＭＭＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＤｅｌａｙ⁃ＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，２００５：２３７⁃２４３［５］㊀ＬＩＮＤＧＲＥＮＡ，ＤＯＲＩＡＡ，ＳＣＨＥＬᶄＥＮＯ．ＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃＲｏｕｔｉｎｇｉｎＩｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｌｙＣｏｎｎｅｃｔｅｄＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］ʊＳＩＧＭＯＢＩＬＥＭｏｂｉｌｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＲｅｖｉｅｗ，ＬｏｓＡｎｇｅｌｅｓ，２００３：１９⁃２０［６］㊀ＳＰＹＲＯＰＯＵＬＯＳＴ，ＰＳＯＵＮＩＳＫ，ＲＡＧＨＡＶＥＮＤＲＡＣＳ．ＳｐｒａｙａｎｄＷａｉｔ：ａｎＥｆｆｉｃｉｅｎｔＲｏｕｔｉｎｇＳｃｈｅｍｅｆｏｒＩｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｌｙＣｏｎｎｅｃｔｅｄＭｏｂｉｌｅＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］ʊＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２００５ＡＣＭＳＩＧＣＯＭＭＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＤｅｌａｙ⁃ＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，２００５：２５２⁃２５９［７］㊀ＺＨＡＮＧＸ，ＮＥＧＬＩＡＱ，ＫＵＲＯＳＥＪ，ｅｔａｌ．ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＭｏｄｅｌｉｎｇｏｆＥｐｉｄｅｍｉｃＲｏｕｔｉｎｇ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋｓ，２００７，５１（１０）：２８６７⁃２８９１［８］㊀ＸＵＷ，ＪＩＡＮＧＭ，ＴＡＮＧＦ，ｅｔａｌ．ＮｅｔｗｏｒｋＣｏｄｉｎｇ⁃ＢａｓｅｄＭｕｌｔｉ⁃ＰａｔｈＲｏｕｔｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＴｗｏ⁃ＬａｙｅｒｅｄＳａｔｅｌｌｉｔｅＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＴＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１７，１２（１）：２⁃８［９］㊀ＶＥＬＬＡＭＢＩＢＮ，ＳＵＢＲＡＭＡＮＩＡＮＲ，ＦＥＫＲＩＦ，ｅｔａｌ．ＲｅｌｉａｂｌｅａｎｄＥｆｆｉｃｉｅｎｔＭｅｓｓａｇｅＤｅｌｉｖｅｒｙｉｎＤｅｌａｙＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｓＵｓｉｎｇＲａｔｅｌｅｓｓＣｏｄｅｓ［Ｃ］ʊＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ１ｓｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｂｉｓｙｓＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＭｏｂｉｌｅＯｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，ＳａｎＪｕａｎＰｕｅｒｔｏＲｉｃｏ，２００７：９１⁃９８［１０］邓广宏，曹万华，张剑，等．ＤＴＮ网络环境下基于蚁群算法的数据编码分发［Ｊ］．电子学报，２０１４，４２（８）：１６３６⁃１６４１ＤＥＮＧＧｕａｎｇｈｏｎｇ，ＣＡＯＷａｎｈｕａ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ，ｅｔａｌ．ＤａｔａＤｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｗｉｔｈＮｅｔｗｏｒｋＣｏｄｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＡｎｔＣｏｌｏｎｙＡｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＤＴＮＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｃｔａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１４，４２（８）：１６３６⁃１６４１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１１］ＢＲＥＮＴＯＮＤＷ，ＪＯＥＬＫＧ，ＣＬＡＮＣＹＴＣ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｉｍｐｌｅＣｏｕｎｔｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌｓｆｏｒＤｅｌａｙ⁃ＴｏｌｅｒａｎｔＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］ʊＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２ｎｄＡＣＭｗｏｒｋｓｈｏｐｏｎＣｈａｌｌｅｎｇｅｄＮｅｔｗｏｒｋｓ，Ｍｏｎｔｒｅａｌ，２００７：１９⁃２６８１１９１１增刊毛一丁，等：一种适应卫星网络的ＤＴＮ分组路由策略ＡＤＴＮＰａｃｋｅｔＲｏｕｔｉｎｇＳｔｒａｔｅｇｙｆｏｒＳａｔｅｌｌｉｔｅＮｅｔｗｏｒｋｓＭＡＯＹｉｄｉｎｇ，ＴＩＡＮＺｈｏｕ，ＺＨＡＯＹｕ，ＳＵＮＨａｎｗｅｎ，ＸＵＷｅｉｌｉｎ，ＺＨＡＯＹｉ（ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｘｉᶄａｎ），Ｘｉᶄａｎ７１０１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｓｐａｃｅｄｅｌａｙｔｏｌｅｒａｎｔｎｅｔｗｏｒｋ（ＤＴＮ），ｔｈｅｎｏｄｅｍｏｔｉｏｎｉｓｎｏｔｔｙｐｉｃａｌｌｙｒａｎｄｏｍｄｕｅｔｏｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｂｉｔｏｆｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅ．Ｔｈｅｒｅｉｓａｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｃｏｎｔａｃｔｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｕｔｕｒｅｃｏｎｔａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｎｏｄｅｓ，ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔ，ｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｔａｃｔｉｓａｌｓｏｑｕｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｉｍｓａｔｔｈｅａｂｏｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇＤＴＮｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａＤＴＮｐａｃｋｅｔｒｏｕｔｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ．Ｂｙｇｒｏｕｐｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｎｏｄｅｓｉｎｔｏｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｏｒｂｉｔｓ，ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｃｏｎｔａｃｔｔｉｍｅ，ａｎｄａｄａｐｔｔｏｔｈｅｍｏｔｉｏｎｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｏｇｅｔｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｃｏｎｔａｃｔｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｎｅｘｔｈｏｐｓｅｌｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｉｓｒｏｕｔｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｈａｓｌｏｗｅｒｃａｃｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｒｍｅｓｓａｇｅｄｅｌｉｖｅｒｙｒａｔｅａｎｄｂｅｔｔｅｒｄｅｌｉｖｅｒｙｄｅｌａｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｌａｙｔｏｌｅｒａｎｔｎｅｔｗｏｒｋ（ＤＴＮ）；ｐａｃｋｅｔｒｏｕｔｉｎｇ；ｃｏｎｔａｃｔｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ。
基于链路效能社会DTN网络的路由算法链路效能社会DTN网络是一种新兴的无线通信网络，这种网络不需要像传统的无线通信网络一样要求实时的连通性，所以在一些特殊的场景中具有一定的应用优势。
在链路效能社会DTN网络中，节点之间的信息交换是通过存储转发的方式来实现的，因此路由算法的设计对网络的性能影响比较大。
本文针对链路效能社会DTN网络的特点，提出了一种基于链路效能的路由算法，通过对模拟实验的分析，证明了该算法的有效性。
首先，本文简要介绍了链路效能社会DTN网络的特点，这种网络在节点之间没有实时的连通性，节点之间的通信是通过存储转发的方式来实现的。
由于链路效能社会DTN网络主要用于环境监测、军事侦察等场景，所以节点工作的时间比较长，节点之间的移动速度也相对较慢。
其次，本文提出了基于链路效能的路由算法，该算法的设计重点是考虑节点之间的动态链路效能。
算法的主要思路是将网络的链路效能分为两类，一类是节点固有链路效能，另一类是节点之间的动态链路效能。
节点固有链路效能是指节点本身的硬件性能和软件能力所决定的链路效能，这种链路效能是静态的。
而节点之间的动态链路效能则是指节点之间通讯时的链路效能，这种链路效能是动态变化的。
为了考虑节点之间的动态链路效能，本文将节点之间的动态链路效能分为两个部分，一个是相对速度，一个是信号质量。
因为节点之间的相对速度直接决定了节点之间通讯时链路的稳定性，信号质量则直接决定了链路的传输质量。
在算法设计中，相对速度和信号质量都被定义为0到1数字来描述。
在算法运行时，首先需要计算节点之间的动态链路效能，然后将链路效能作为路由距离的一个因素，根据局部贪心原则选取链路效能最高的节点进行通信。
同时，算法还考虑了节点之间的固有链路效能，当节点之间的动态链路效能太低时，算法会选择具有更高固有链路效能的节点进行通信。
整个算法的流程如下：(1) 计算节点之间的动态链路效能；(2) 根据链路效能选择相邻节点进行通信；(3) 考虑节点之间的固有链路效能，选择固有链路效能更高的节点进行通信；(4) 如果选择的节点距离目标节点比当前节点更近，则将数据转发给选择的节点。
基于DTN的海上无线通信集成网络设计【摘要】海上无线移动通信集成网络是一种没有稳定的端到端路径，具有高延迟和高中断的典型受限网络。
为了解决海上无线网络异构互联的问题，本文提出了一种基于DTN的无线移动通信网络集成设计方案，详细描述了网络集成覆盖模型，网络结构和业务传输流程，满足了网络性能需求。
【关键词】DTN；异构互联；覆盖模型；网络结构1.引言迅猛发展的网络技术为数据高效可靠传输提供了各种解决方案。
近年来，随着无线网络技术的高速发展和大量普及，如何有效改善移动无线网络的异构互联问题成为了越来越多专家学者关注的重点。
在军事领域，对网络互联异构的要求时刻考虑着通信网络的集成设计。
与传统的无线网络环境不同，海上无线通信网络中各种通信手段并行，系统中多中继并存，因此系统的传输延迟长且可变。
同时，移动节点之间相互运动的影响，两节点间的通信链路平均维持时间较短，在经过多节点交互通信时，网络拓扑结构变化也较快，因此海上无线通信网络还存在着中断或断续链路连通性的问题。
DTN（Disruption/Delay Tolerant Network）作为一种新型网络体系结构[1]，不仅能够很好的解决高延迟、频繁中断通信网络环境下的数据存储转发问题，而且能够很好的融合多种网络，保证数据在多种复杂环境下的可靠传输，实现网络异构互联，因此具有极大的应用前景。
2.DTN网络概述2.1 DTN网络特点DTN采用“存储转发”机制实现异构网传输层协议，提供了异构网络互联的基本方案。
其主要特点有：1）DTN不存在发送端与接收端的端到端路径，采用存储转发的方法进行传递；2）DTN引入了所谓的“包裹层（Bundle Layer）”作为连接不同受限网络的覆盖层，采用此覆盖的节点依靠发送称为“包裹”的异步消息进行通信。
包裹层提供和互联网关相似的功能，但它集中于虚消息转发而不是分组交换。
2.2 DTN网络设计原则Disruption/Delay Tolerant Networking Research Group（DTNRG）在2003年完成了基于DTN的网络体系结构数据格式的初步定义[2]，形成了相关的IETF 协议。
一种DTN路由算法刘军;叶宁;郑重;孙杰【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(032)009【摘要】Due to its characteristics such as long communication delay,high dynamic topology,sparse distribution of nodes and frequent link break,a DTN routing algorithm with the mechanism of ＂storage-carry-forward＂was proposed.Source nodes do not establish a complete route to destination nodes to send data packets.However,they just choose relay nodes which can carry data to destination nodes with larger probilities in their neighborhood.Under this circumstance,the relay node receives packets,stores them and then finds the destination or a better relay node to forward packets.Through hop-by-hop storage-carry-forward strategy,packet will finally arrive at the destination nodes.In the storage-carry-forward process,routs are constructed by considering the characteristics of the DTN.Although DTN topology is frequently changing,nodes within local area may be strongly connected in a short time and thus can provide a path from source or relay nodes to destination or better relay nodes.Ad hoc network routing strategies are used to improve the network performance.NS2 network simulation software is used to analyze the validity and reliability of the proposed DTN routing algorithm.Simulation results show that the proposed algorithm hasbetter performances and it is suitable for DTN applications.%针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明：所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.【总页数】4页(P1244-1247)【作者】刘军;叶宁;郑重;孙杰【作者单位】东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819;空军装备研究院通信所,北京100096;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.一种卫星DTN网络混合路由算法的仿真与分析 [J], 吴昊;王宇2.一种基于区域划分的DTN路由算法 [J], 韩进;石进;任勇军3.一种基于传输容量控制的DTN动态分段编码路由算法 [J], 邓燕;张新有;邢焕来4.DTN中一种可抵御异常丢包的安全路由算法 [J], 胡荣贵;麻鹏辉;邱小松5.一种基于最近相遇节点树的DTN多副本路由算法 [J], 许子涵;纪俊维因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
DTN路由策略设计技术
马驰;蔡海兴
【期刊名称】《指挥信息系统与技术》
【年(卷),期】2015(006)001
【摘要】针对恶劣的通信环境,根据中断/时延容忍网络(DTN)主动路由思路,提出了一种适合应急通信保障的新型路由策略.该策略引入主动移动节点作为摆渡船,在不同区域间传播数据,每个区域中只选择少量渡口节点汇集信息,并完成与摆渡船的信息交换.通过计算区域内最小连通覆盖节点集,以及计算摆渡船的接触概率等方法,有效压缩区域内渡口节点数量,减少信息分发总量.
【总页数】5页(P82-86)
【作者】马驰;蔡海兴
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007;中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.车联网技术中基于区域访问的DTN网络路由算法分析 [J], 丁新义
2.基于车载移动模型的DTN网络路由技术 [J], 范英飚;文富鹏
3.DTN网络路由技术研究综述 [J], 余侃民;钟赟;孙昱;杨娟
4.DTN路由策略设计技术 [J], 马驰;蔡海兴;
5.DTN辅助的低轨卫星网络路由技术 [J], 张培颖;王超;吴胜
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DTN中基于节点综合性能的自适应喷射等待路由算法崔建群;孙佳悦;常亚楠;余东海;邬尧;吴黎兵【期刊名称】《计算机研究与发展》【年(卷),期】2022(59)4【摘要】延迟容忍网络(delay tolerant network,DTN)中,由于网络拓扑频繁变化,端到端之间不存在稳定的链路,如何选择合适的中继节点进行消息转发,使消息在较短时间内交付到目标节点是DTN中研究的关键问题之一.针对现有路由算法中继节点选择的盲目性以及对消息副本的分发缺乏合理控制的问题,提出一种基于节点综合性能的自适应喷射等待路由算法(adaptive spray and wait routing algorithm based on comprehensive performance of node,CPN-ASW):在Spray(喷射)阶段引入节点相似度指标来衡量节点间运动轨迹的相似程度,根据节点相似度是否超过给定阈值采用不同的中继节点选择策略,确定中继节点后,按照节点相对效用值自适应分配消息副本数量;在Wait(等待)阶段实现主动转发,将消息转发给到目标节点投递预测值更高的中继节点.实验结果表明,与Epidemic,Spray andWait(SaW),EBR,PBSW这4种算法相比,CPN-ASW算法能够有效提高消息投递率,降低网络开销和平均时延.【总页数】12页(P852-863)【作者】崔建群;孙佳悦;常亚楠;余东海;邬尧;吴黎兵【作者单位】华中师范大学计算机学院;武汉大学国家网络安全学院【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.基于节点密度自适应的DTN路由算法2.DTN 中基于节点相遇规律的自适应散发等待路由3.DTN中基于二分散发和等待路由的自适应拥塞控制策略4.DTN中基于节点质量的自适应散发和等待路由5.DTN中基于节点质量的自适应散发和等待路由因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于链路效能社会DTN网络的路由算法链路效能社会DTN网络是一种新型的无线传感器网络，它具有无中心、分布式、自治等特点，可以应用于无人机穿插式部署、智能环保监测等领域。
在链路效能社会DTN网络中，节点之间的通信是通过边缘路由进行的，因此如何设计一种高效的路由算法成为了关键问题。
本文将介绍一种基于链路效能的路由算法。
该算法的核心思想是通过链路效能计算节点间的交互强度，同时考虑到节点的移动性，综合选择最优路径。
其具体步骤如下：1.链路效能计算链路效能指的是节点之间通信的有效性，其考虑到节点间距离、发射功率、信道噪声等因素，可以通过以下公式计算：Eij=F(dij,Pij,N0)其中，dij表示节点i到j的距离，Pij表示节点i向j发送数据的发射功率，N0表示信道噪声的方差。
F是一个函数，可以根据具体情况选择。
2.交互强度计算交互强度是指节点之间的交互程度，其可以通过链路效能进行量化。
如下式所示：Sij=Eij/Tij其中，Tij表示节点i向j传输数据所需的时间。
交互强度越大，节点之间的通信越有效。
3.最优路径选择（1）初始化路径首先设定起点和终点，并将整个网络分为若干个区域（例如，将网络以某种方式划分为网格状）。
以起点为中心，以一定范围为半径，计算出可以达到的区域。
把每个区域当成一个节点，计算起点到每个节点的距离和链路效能，选择其中效能最高的那个区域为下一跳。
（2）更新路径随着节点的移动，路径也需要根据最新的信息进行更新。
每隔一定时间，节点会重新计算可达区域，重新选择下一跳。
如果计算出的下一跳没有发生变化，则继续向该方向移动；否则，则更换下一跳。
该算法具有以下优点：（1）综合考虑了节点间的交互强度和节点移动性，能够适应复杂的网络环境。
（2）通过将网络划分为若干个区域，能够有效地减小路由决策的复杂度，提高路由效率。
此外，该算法能够快速适应网络拓扑的变化，并且可以动态地选择下一跳，从而提高了数据传输的成功率。
基于DTN技术的物联网路由算法研究与应用分析基于DTN（Delay Tolerant Networking）技术的物联网路由算法研究与应用分析在物联网（Internet of Things，IoT）的应用场景中，传统的（Delay Tolerant Networking）技术，也称为挑战网路（challenged networks）技术是一项重要的研究方向。
DTN将无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）与普通网络连接起来，克服了传统的网络无法拥有持久的网络连接的问题。
本文将详细分析基于DTN技术的物联网路由算法及其应用。
首先，我们回顾一下传统的物联网路由算法。
传统的物联网路由算法主要有两类：平面路由（flat routing）和层次路由（hierarchical routing）。
平面路由将节点视为平等，通过路由表来实现节点间的通信。
然而，由于物联网中节点数量庞大且分布广泛，平面路由算法会产生大量的控制消息和路由表维护开销，导致网络拥塞和延迟增加。
层次路由算法通过将节点划分为不同的层次结构，生成更加有效的路由，减少网络开销。
然而，层次路由算法需要自主确定层次结构，对于动态变化的物联网环境来说是一项挑战。
基于DTN技术的路由算法则是一种克服以上两类算法的缺陷的新型算法。
DTN技术利用缓存和存储转发机制，将存储器作为临时的网络存储，实现网络的连通性。
具体而言，DTN 网络中的节点可以将数据存储在缓存中，并在网络中找到路径上的其他节点来转发数据。
当两个节点有机会相互传输时，数据可以直接传递给下一跳节点，从而避免了中心式的路由器，降低了网络开销。
在基于DTN技术的物联网路由算法中，目前主要有以下几种常见的算法：1. Epidemic算法：Epidemic算法是最简单的DTN路由算法之一，它采用数据复制的方式来实现数据的传播。
当节点之间相遇时，它们会互相交换数据，直到所有节点都获得了相同的数据。
学号：ZSP0803024 密级：摘要近年来开始出现各种新型网络，如军事无线网络、星际网络、车辆网络、人群网络、无线传感器网络等等，这是由于各类无线通信设备的普及和科学技术的迅速发展而造成的。
这些新型网络有很多特点，它们互相之间是不兼容的，各自的通信需求也不一样，还具有较高的误码率和数据传输延迟，这是因为其使用无线通信，且具有频繁变化的网络拓扑结构而导致的。
因此这些新型网络并不适合用当前的Internet协议及其体系结构。
以端到端为基础的通信协议（例如DSDV、DSR、AODV等）在Ad hoc网络模型中不适合使用，这是因为网络中具有较稀疏的节点，不一定存在端到端的连接。
甚至，某些情况下使得设计路由算法更加困难，如端节点表现出严格的存储和能量限制时。
容迟网络（Delay Tolerant Networks，简称DTN）是一种新发现的新型的网络体系结构，就是为了在这些网络之间能够实现互联。
DTN网络在队列缓存、节点寿命、连接持续时间、动态拓扑结构等很多方面，具有许多不确定性，这是由于DTN网络的特殊性决定的，因此DTN技术中最重要的热点和难点之一就是路由技术。
针对于DTN网络的特殊性，提出了很多相关的路由协议，Epidemic，Spray and Wait，Prophet等几个协议是其中较具影响力的。
每种路由协议可由多复制和单复制算法构成。
在多复制方案中，允许或者不允许将消息进行拷贝后并成倍地散发出去。
在单复制方案中，只有唯一一个中继节点存在于网络节点间，该中继节点可使得信息被转发到终点；在洪泛机制里, 节点在相遇的时候可相互进行简单的数据交换。
可采用一种变换的方式进行散发，一种方案是只允许源节点对其他节点散发消息，第二种方案是允许到达目的节点前的中继节点向相遇的节点散发消息，采用这样的散发方式可以限制消息的拷贝。
各种文献在研究各种DTN网络路由算法的性能时，一般会遵循环境特征的影响，例如节点密度和网络配置区域大小等。
