[发明专利]基于DTN算法的网络节点预测方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于DTN算法的网络节点预测方法和装置，涉及卫星通信的技术领域，该方法包括：预测目标空间网络中任意两个相邻节点的下一次相遇时间；根据预测到的下一次相遇时间确定目标传输路径，其中，目标传输路径为起始节点经过中间节点向目的节点传输数据包的路径；通过代价函数对目标传输路径的传输性能进行风险评估，以根据评估结果在目标传输路径中确定最优传输路径，其中，传输性能包括以下至少之一：使用目标传输路径进行传输时数据的交付概率，使用目标传输路径进行数据传输时数据传输的延迟时间，使用目标传输路径进行数据传输时网络资源的利用率，解决了现有技术中通过空间网络进行信息传输时，传输效率较慢的技术问题。

技术领域

本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种基于DTN算法的网络节点预测方法和装置。

背景技术

随着航天技术、通信技术和传感器技术等的发展，现在的空间网络正逐渐向着立体化、一体化和异构化的方向发展，但是如何有效地将太空中的卫星网络和地面种类繁多的异构网络连接在一起，成了国家和学术界密切关注的问题。空间网络可以很好地实现这个目的，它将不同种类的异构网络纳入统一的框架中，便于进行信息的整合与分析、资源的划分与利用；此外，空间网络还可以综合考虑组网问题和用户的网络接入问题等。

空间网络包括星际网络、星地网络和地面网络三部分。空间网络与传统网络相比，空间网络更为复杂，具有拓扑结构多变、网络异构性强、传输延迟大、信道干扰强等一系列问题，这对空间网络的路由带来了很大问题。

空间网络面临着网络异构性强、传输延迟长、链路丢包率高等一系列挑战，这对空间网络的路由带来了巨大的挑战。现有的地面路由算法不能很好地适应空间网络的实际需求。而近些年学术界提出的容迟容断网络(Delay and Disruption-Tolerant Networking，简称DTN)的概念，却能够比较好地解决这个问题。容迟容断网络和传统的TCP/IP协议栈相比，DTN在TCP层和应用层之间加了一个束层，它负责对节点收到的信息进行存储，这样DTN的每个节点都具有了“存储-转发”的功能，这可以很好地适应长传输延迟、高误码率的网络环境。在DTN中，基本的数据单元是“束”，它可以将多个TCP消息进行合并，可以很到地应对高传输延迟的问题。在DTN中，数据的转发采取保管传输，即为了确保可靠传输，要求每个节点对信息负责，但一旦信息被传送出去，那么就由下一个节点对这个信息负责；这样做的好处是即使出现了丢包需要重传，也只需要从上一跳开始重传，这样可以很好地应对链路距离长、传输延迟大的问题。

DTN的路由算法具有很大的挑战性，因为节点的运动性会导致网络拓扑结构动态变化，传统的计算机网络协议很难适用。同时，由于DTN为我们带来了新特性，传统的无线自组织网络协议也并不完全适用。为了进一步提高空间路由协议的高效性和可行性，必须设计符合空间网络特点的路由协议。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DTN算法的网络节点预测方法和装置，以缓解现有技术中通过空间网络进行信息传输时，传输效率较慢的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于DTN算法的网络节点预测方法，包括：预测目标空间网络中任意两个相邻节点的下一次相遇时间，其中，所述目标空间网络中包括起始节点，中间节点和目的节点，所述起始节点通过所述中间节点向所述目的节点传输数据包；根据预测到的所述下一次相遇时间确定目标传输路径，其中，所述目标传输路径为所述起始节点经过所述中间节点向所述目的节点传输所述数据包的路径，所述目标传输路径的数量至少为一个；通过代价函数对所述目标传输路径的传输性能进行风险评估，以根据评估结果在所述目标传输路径中确定最优传输路径，其中，所述传输性能包括以下至少之一：使用所述目标传输路径进行传输时数据的交付概率，使用所述目标传输路径进行数据传输时数据传输的延迟时间，使用所述目标传输路径进行数据传输时网络资源的利用率。