Delay Tolerant Networking

Delay Tolerant Networking ist ein Ansatz, um Computer-Netzwerk-Architektur, um die technischen Probleme in heterogenen Netzwerken, die eine kontinuierliche Netzwerkverbindung fehlt möglicherweise ansprechen will. Beispiele für solche Netze sind diejenigen, die in mobilen oder extreme terrestrischen Umgebungen oder geplanten Netzen im Raum.

Vor kurzem hat der Begriff störungstolerante Networking hat Währung in den Vereinigten Staaten wegen der Unterstützung von DARPA, die viele DTN geförderten Projekte gewonnen hat. Störung kann aufgrund der Grenzen der Funkbereich, sparsity von mobilen Knoten, Energieressourcen, Angriff, und Geräusche auftreten.

Geschichte

In den 1970er Jahren durch die abnehmende Größe der Computer angespornt, begannen Forscher hierfür Technologien für das Routing zwischen nicht festen Standorten von Computern. Während der Bereich der Ad-hoc-Routing war in den 1980er Jahren aktiv ist, die weit verbreitete Verwendung von Wireless-Protokolle neu belebt das Feld in den 1990er Jahren als mobile Ad-hoc-Vernetzung und Fahrzeug-Ad-hoc-Vernetzung wurde Bereiche von zunehmendem Interesse.

Gleichzeitig mit den MANET-Aktivitäten hatte DARPA NASA, MITRE und andere finanziert, um einen Vorschlag für die Interplanetary Internet zu entwickeln. Internet-Pionier Vint Cerf und andere entwickelt das anfängliche IPN-Architektur, in Bezug auf die Notwendigkeit der Netzwerktechnologien, die mit den erheblichen Verzögerungen und Paket Korruption der Deep-Space-Kommunikation bewältigen können. Im Jahr 2002 begann Kevin Fall, einige der Ideen in der IPN-Design zu terrestrischen Netzen anzupassen und prägte den Begriff Delay Tolerant Networking und der DTN Akronym. Ein im Jahr 2003 SIGCOMM Konferenz veröffentlichten Papier gibt die Motivation für DTNs. Mitte der 2000er Jahre brachte gestiegene Interesse an DTNs, darunter eine wachsende Zahl von wissenschaftlichen Konferenzen auf Verzögerung und Störung tolerante Netzwerke und wachsendes Interesse an Zusammenarbeiten von Sensornetzwerken und MANETs mit der Arbeit an DTN. Dieses Feld sah viele Optimierungen auf klassischen Ad-hoc-und Delay Tolerant Networking-Algorithmen und fing an Faktoren wie Sicherheit, Zuverlässigkeit, Überprüfbarkeit und andere Bereiche der Forschung, die auch in der traditionellen Computer-Vernetzung verstanden zu untersuchen.

Routing

Der Fähigkeit zum Transportieren oder Route, Daten von einer Quelle zu einem Ziel ist eine grundlegende Fähigkeit alle Kommunikationsnetze haben müssen. Verzögerung und störungstoleranten Netzwerken werden durch das Fehlen der Konnektivität gekennzeichnet, was zu einem Mangel des momentanen Ende-zu-Ende-Pfade. In diesen schwierigen Umgebungen, populäre Ad-hoc-Routing-Protokolle wie AODV und DSR nicht zu Wege zu etablieren. Dies ist aufgrund dieser Protokolle versuchen, zuerst einen vollständigen Weg herzustellen und dann, nachdem der Weg hergestellt worden ist, übermitteln die eigentlichen Daten. Allerdings, wenn sofortige End-to-End-Pfade sind schwer oder gar nicht zu schaffen, Routing-Protokolle müssen an einen nehmen "Store and Forward" -Ansatz, bei dem Daten inkrementell bewegt und im gesamten Netzwerk in der Hoffnung, dass es irgendwann sein Ziel zu erreichen gespeichert. Eine übliche Technik verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Nachricht, die erfolgreich übertragen zu maximieren ist, um viele Kopien der Nachricht, in der Hoffnung, dass man in ihr Ziel erreicht erfolgreich replizieren. Dies ist nur möglich in Netzwerken mit großen Mengen an lokalem Speicher und Internode-Bandbreite relativ zu der erwarteten Verkehrs. In vielen häufiges Problem Räumen wird diese Ineffizienz durch die erhöhte Effizienz Lieferzeiten gemacht, indem sie maximalen Nutzen aus verfügbaren außerplanmäßigen Speditionsmöglichkeiten möglich wogen und verkürzt. In anderen Ländern, soweit verfügbar Lagerung und Internodium Durchchancen stärker eingeschränkt wird eine weitere diskriminieren Algorithmus erforderlich.

Andere Bedenken

Bundle-Protokolle

Bei den Bemühungen um einen gemeinsamen Rahmen für die Algorithmus und Anwendungsentwicklung in DTNs bereitzustellen, wurden RFC 4838 und RFC 5050 aus dem Jahr 2007, eine gemeinsame Abstraktion, Software auf gestörten Netzen laufen zu definieren. Allgemein bekannt als das Bundle-Protokoll bekannt ist, dieses Protokoll definiert eine Reihe von zusammenhängende Datenblöcke als ein Bündel, wo jedes Bündel enthält genügend semantische Informationen, damit die Anwendung, Fortschritte zu machen, wo ein einzelner Block auch nicht. Bundles werden in einer Speichervermittlungs Weise zwischen den teilnehmenden Knoten über vielfältige Netzwerkverkehrstechnologien geführt. Die Transportschichten trägt die Bündel über ihre lokalen Netze werden als Bündel Konvergenzschichten. Das Bundle-Architektur arbeitet daher als Overlay-Netzwerk und bietet eine neue Namensgebung Architektur basierend auf Endpoint Identifiers und grobkörnigen Klasse von Serviceangeboten.

Protokolle mit Bündelung muss auf Anwendungsebene Präferenzen für das Senden von Bündeln in einem Netzwerk zu nutzen. Aufgrund der Speicher- und Weiterleitungs Natur verzögerungstolerante Protokolle können Routing-Lösungen für verzögerungstolerante Netze der Exposition gegenüber der Anwendungsschicht Daten profitieren. Beispielsweise kann die Netzwerkterminierungs beeinflusst werden, wenn die Anwendung Daten in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden kann, schnell und ohne Veränderung in der Paketverzögerung. Bundle-Protokolle zu sammeln Anwendungsdaten zu Bündeln, die in heterogenen Netzwerkkonfigurationen mit High-Level-Service garantiert versendet werden können. Die Service-Garantien werden in der Regel von der Anwendungsebene eingestellt, und die RFC 5050 Bundle-Protokoll-Spezifikation beinhaltet "bulk", "normal" und "beschleunigten" Markierungen.

Sicherheit

Sicherheitsfragen ist ein Hauptfokus des Bündels Protokoll.

Sicherheitsbedenken für verzögerungstolerante Netzwerke variieren je nach Umgebung und Anwendung abhängig, auch wenn die Authentifizierung und Privatsphäre sind oft kritisch. Diese Sicherheitsgarantien sind schwer in einem Netzwerk ohne persistente Verbindung zu etablieren, da das Netzwerk verhindert komplizierte kryptographische Protokolle, behindert Schlüsselaustausch und jedes Gerät muss andere zeitweise sichtbar Geräte zu identifizieren. Lösungen sind in der Regel von mobilen Ad-hoc-Netzwerk und verteilten Sicherheitsforschung modifiziert worden, wie etwa die Verwendung von verteilten Zertifizierungsstellen und PKI-Systeme. Originelle Lösungen von der Verzögerungstolerante Forschungsgemeinschaft gehören: 1) die Verwendung von identitätsbasierte Verschlüsselung, die Knoten, die Informationen mit ihren öffentlichen Identifikator verschlüsselt zu empfangen; und 2) die Verwendung eines Originalitäts Tabellen mit einer Klatschprotokoll;

Forschung

Verschiedene Forschungsarbeiten untersuchen derzeit die Probleme mit DTN beteiligt:

  • Das The Delay Tolerant Networking Research Group.
  • Die Technik und Infrastruktur für die Entwicklung Regionen Projekt an der UC Berkeley
  • Das Forschungsprojekt Bytewalla am Royal Institute of Technology, KTH
  • Das Forschungsprojekt KioskNet an der University of Waterloo.
  • Das Forschungsprojekt DieselNet an der Universität von Massachusetts in Amherst, Amherst.
  • Die ResiliNets Research Initiative an der Universität von Kansas und Lancaster University.
  • Das Forschungsprojekt Feilschen EU.
  • Das Space-Center Internetworking EU / FP7-Projekt an der Demokrit-Universität Thrakien.
  • Das Forschungsprojekt N4C EU / FP7.
  • Die WNaN DARPA-Projekt.
  • Die EMMA und OPTRACOM Projekte an der TU Braunschweig
  • Die DTN Vernetzung auf der Technischen Universität Helsinki.
  • Die SARAH Projekt, von der Französisch National Research Agency finanziert.
  • Die Entwicklung des DoDWAN Plattform an der Universität von Süd-Bretagne.
  • Die Menschenmenge Projekts, von der Französisch National Research Agency finanziert.
  • Die PodNet Projekt an der KTH Stockholm und der ETH Zürich.

Einige Forschungsanstrengungen betrachten DTN für die Interplanetary Internet durch Untersuchen Nutzung der Bundle-Protokolls im Raum:

  • Das Saratoga Projekt an der University of Surrey, die die erste, um das Bündel-Protokoll in Platz auf der UK-DMC Disaster Monitoring Constellation Satelliten im Jahr 2008 zu prüfen war.
  • NASA JPL Deep Impact Networking Experiment an Bord der Deep Impact / EPOXI Raumschiff.
  • BioServe Space Technologies, einer der ersten Nutzlast-Entwickler die DTN-Technologie zu erlassen, hat ihre CGBA Nutzlasten an Bord der ISS, die Rechen / Kommunikations-Plattformen genutzt, um die DTN Protokoll implementieren.
  • NASA, ESA Verwenden Experimental Interplanetary Internet zu Roboter von Internationalen Raumstation Testen
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