[發(fā)明專利]一種在深空延時(shí)容忍網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810286620.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN108667746B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛華;張晨;郭宇翔;楊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/851
• 分類號(hào): H04L12/851;H04L12/865
• 代理公司: 北京理工正陽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 唐華

本發(fā)明公開了一種在深空延遲容忍網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的方法，屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過針對(duì)不同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)存活時(shí)間的設(shè)置，跳數(shù)與優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的發(fā)送隊(duì)列管理等手段，有效的提高了高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的遞交特性，同時(shí)降低了網(wǎng)絡(luò)資源緩存，改善了網(wǎng)絡(luò)的整體性能，尤其適用于有業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)需求的DTN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在深空延遲容忍網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的方法。

背景技術(shù)

在深空網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，具有長(zhǎng)時(shí)延、高誤碼率和間歇性連接等特性。因此，傳統(tǒng)的基于端到端連接的TCP/IP協(xié)議(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議)在深空網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中無法表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。

為克服這一問題，深空網(wǎng)絡(luò)采用延遲容忍網(wǎng)絡(luò)(Delay Tolerant Network，DTN)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。DTN通過在傳輸層或其他底層上引入覆蓋層(Bundle Layer，BP)，為潛在的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。BP層通過匯聚層適配器(Convergence Layer Adapter，CLA)接入下層協(xié)議，其主要協(xié)議包括覆蓋層的BP協(xié)議及匯聚層的LTP協(xié)議(licklidertransmission protocol)。DTN采用“存儲(chǔ)-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，以解決深空網(wǎng)絡(luò)中鏈路間歇性連接問題，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

目前，針對(duì)深空延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的研究多集中在路由、擁塞控制和緩存管理等方面，而在深空網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，既有控制信息、遙測(cè)信號(hào)等緊急信息，又有語音、圖像等普通信息，需要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分并且保證高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的服務(wù)質(zhì)量。因此，研究DTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的實(shí)現(xiàn)具有重要的實(shí)用價(jià)值。

在現(xiàn)有的DTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的實(shí)現(xiàn)中，根據(jù)操作所選擇的時(shí)機(jī)不同分為兩類。一種是在節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)優(yōu)先發(fā)送高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包，這種方案需要開辟多組隊(duì)列，操作復(fù)雜，資源開銷大，且部分目的不可達(dá)的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包嚴(yán)重阻礙了低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的發(fā)送，未能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)全局資源的最佳利用。另一種是網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)采用優(yōu)先刪除低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的機(jī)制，這種方案未考慮網(wǎng)絡(luò)未產(chǎn)生擁塞時(shí)的情況，在網(wǎng)絡(luò)未發(fā)生擁塞時(shí)無法向高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包提供服務(wù)質(zhì)量保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題，同時(shí)在DTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中更有效的提高高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包服務(wù)質(zhì)量，提出一種在深空延遲容忍網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的方法。

本發(fā)明方法所采用的技術(shù)方案如下：

一、高低優(yōu)先級(jí)的標(biāo)識(shí)

步驟1：在所有數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的過程中，在數(shù)據(jù)包頭部添加1比特標(biāo)志位P實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)的識(shí)別。根據(jù)該數(shù)據(jù)包所屬上層業(yè)務(wù)緊急情況分配不同的高低優(yōu)先級(jí)。

二、數(shù)據(jù)包屬性更新

步驟2：每個(gè)節(jié)點(diǎn)識(shí)別本節(jié)點(diǎn)上層業(yè)務(wù)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，將高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包存活時(shí)間設(shè)置為T+ΔT，將低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包存活時(shí)間設(shè)置為T-ΔT，其中T為數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中默認(rèn)存活時(shí)間。

三、節(jié)點(diǎn)發(fā)送隊(duì)列緩存管理

步驟3：每個(gè)節(jié)點(diǎn)將屬性修改后的數(shù)據(jù)包放入本節(jié)點(diǎn)發(fā)送隊(duì)列中等待發(fā)送。發(fā)送隊(duì)列中還儲(chǔ)存著其他待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包。

步驟4：節(jié)點(diǎn)遍歷報(bào)文發(fā)送隊(duì)列，根據(jù)數(shù)據(jù)包頭部的優(yōu)先級(jí)標(biāo)志位P_i及數(shù)據(jù)包當(dāng)前已被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)H_i計(jì)算該數(shù)據(jù)包加權(quán)優(yōu)先值Μ_i，加權(quán)優(yōu)先值Μ_i越低則優(yōu)先級(jí)越高。

步驟5：節(jié)點(diǎn)按照發(fā)送隊(duì)列中數(shù)據(jù)包加權(quán)優(yōu)先值Μ_i遞增進(jìn)行排序，同時(shí)刪除超過存活時(shí)間的數(shù)據(jù)包。