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1、 硕士学位论文 论文题目 DTN 网络中束层（BP）托管传输机制的研究 研 究 生 姓 名 余倩 指导教师姓名 王汝海 专 业 名 称 通信与信息系统 研 究 方 向 深空通信 论文提交日期 2014 年 4 月 DTN 网络中束层(BP)托管传输机制的研究 摘要 I DTN 网络中束层网络中束层（BP）托管传输机制的研究托管传输机制的研究 摘要 延迟/中断可容忍网络(Delay/Disruption-Tolerant Network, DTN)是一种能够有效克服太空或受限通信环境的技术。DTN 结构中束层所使用的束协议(Bundle Protocol，BP)有一个关键的可选服务托管传输(Cu
2、stody Transfer)，而托管传输对数据传输的影响一直备受争议。该课题研究的目的是确定托管传输对数据传输性能的影响。主要工作是使用 Jet Propulsion Laboratory (JPL)开发的 DTN 协议软件Interplanetary Overlay Network (ION)，在网络实验平台上进行真实的文件传输，以获取有/无托管情况下，数据传输的性能参数。通过这些性能参数对 BP 协议中可选的托管传输机制进行分析，以判断在长延时、高丢包率以及长中断等典型深空环境下，托管传输对数据传输性能的影响。通过分析比较发现，使用可靠的协议（如 LTP 、TCP）作为汇聚层协议传输数据
3、时，加入托管传输机制后，数据传输性能有所降低；而使用不可靠的协议(UDP)作为汇聚层协议传输数据时，加入托管传输机制后，数据传输性能有所提高。进一步分析数据的传输过程，解释性能降低的原因，并在此基础上，推导出有/无托管传输情况下，使用 LTPCL 进行数据传输时，文件的交付时间和吞吐量的模型。为了使推导出的模型与实验值更匹配，提出模型的改进。利用实验所得数据与理论模型推导得出的数据进行比较，从而判断模型的有效性。 关键字关键字：深空通信，DTN，LTP，托管传输 作 者：余倩 指导老师：王汝海 Abstract The Effect of DTN Custody Transfer in Dee
4、p-Space Communications II The Effect of DTN Custody Transfer in Deep-Space Communications Abstract Delay/disruption tolerant networking (DTN) is considered a suitable technology for space communications. A key parameter of the DTN architecture is the “custody transfer” option. DTN utilizes the well-
5、known store-and-forward mechanism together with custody transfer option for which a node agrees to hold a file in storage until its successful reception is acknowledged by the next node. The effectiveness of DTNs custody transfer option has been a topic of controversy for years. In this paper, we pr
6、esent an experimental investigation of custody transfer in deep-space communications characterized by the very long propagation delay, lengthy link disruptions and high data-loss rate that are typical of deep-space links. The intent is to determine the utility of custody transfer in deep-space commu
7、nications when running BP with various underlying “convergence layer” protocols: the Licklider Transmission Protocol (LTP), the Transmission Control Protocol (TCP) and the Internets User Datagram Protocol (UDP). A DTN implementation named Interplanetary Overlay Network (ION), developed by the Jet Pr
8、opulsion Laboratory (JPL) in US, was adopted to conduct the file transfer experiment for the proposed study. Analytical models are built to characterize the file delivery time and the goodput performance of LTPCL with and without custody transfer (in bundle protocol (BP) in an extremely long signal
9、propagation delay, lengthy link disruptions, highly lossy channels that are typical of deep-space links. The models are verified by file-transfer experiments using a PC-based test-bed. Keywords: Deep Space Communication, DTN, LTP, bundle protocol (BP), custody transfer Written by: Qian Yu Supervised
10、 by: Wang Ruhai 目 录 第一章 引言 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 研究现状 . 1 1.3 研究动机与意义 . 3 1.4 本文的贡献及内容概要 . 4 第二章 DTN 的结构和汇聚层 . 6 2.1 DTN 的结构 . 6 2.2 束协议 . 7 2.3 汇聚层 . 9 2.3.1 TCPCL . 9 2.3.2 UDPCL . 10 2.3.3 LTPCL . 11 2.4 深空通信过程 . 14 第三章 实验设置 . 16 3.1 LTPCL 中，最佳束(bundle)尺寸的选择 . 17 3.2 LTPCL 中，最佳汇聚尺寸的选择 . 18 第四章 实验数
11、据分析 . 22 4.1 有/无托管对 LTPCL 的影响 . 22 4.2 有/无托管对 TCPCL 的影响 . 27 4.3 有/无托管对 UDPCL 的影响 . 29 第五章 模型的建立与改进 . 31 5.1 有/无托管情况下，LTPCL 模型 . 31 5.2 模型与实验数据的匹配 . 36 5.2.1 LTPCL 中，没有托管情况下模型的验证 . 36 5.2.2 LTPCL 中，有托管情况下模型的验证 . 38 5.2.3 理论和实际存在差异的原因 . 38 5.3 有/无托管情况下，LTPCL 模型的改进 . 39 5.4 改进模型与实验数据的匹配 . 49 5.4.1 LTPCL 中，没有托管情况下改进模型的验证 . 49 5.4.2 LTPCL 中，有托管情况下改进模型的验证 . 51 第六章 总结和展望 . 53 6.1 研究工作总结 . 53 6.2 未来的研究工作 . 54 参考文献.
