基于DTN條件下的空間網(wǎng)絡互聯(lián)服務研究

陳施奇　龐偉

[摘要]隨著科學技術的進步，先進的網(wǎng)絡通信技術為人們的工作帶來了便捷的服務。人們對空間通訊質(zhì)量的需求越來越高，這在一定程度上促進了空間網(wǎng)絡通信逐漸向網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。空間網(wǎng)絡有眾多的優(yōu)勢和特點，例如，鏈路傳輸過程中的延遲較大、網(wǎng)絡拓撲能夠不斷變化、鏈路誤碼率相對較高等特征。DTN是通用覆蓋層網(wǎng)絡的一種結(jié)構，其符合空間網(wǎng)絡的屬性，能夠使空間網(wǎng)絡完成互聯(lián)的有效連接方式。因此，筆者對基于DTN條件下的空間網(wǎng)絡互聯(lián)服務進行了簡要的分析和研究

[關鍵詞]中斷容忍網(wǎng)絡

空間網(wǎng)絡

網(wǎng)絡安全運行

前言：DTN是英文Disruption Tolerant Networks的簡稱，直譯為中斷容忍網(wǎng)絡，該種形式的網(wǎng)絡中斷是導致網(wǎng)絡時延重要因素之一。所以，中斷容忍網(wǎng)絡也稱為容遲網(wǎng)絡。在現(xiàn)今信息時代，DTN作為網(wǎng)絡通信新的研究領域，是一種位于區(qū)域網(wǎng)絡之上的一種覆蓋網(wǎng)絡，主要處理受限網(wǎng)絡環(huán)境下網(wǎng)絡斷開、高延遲、異構性等方面的問題。在本次研究中主要對DTN網(wǎng)絡安全和協(xié)議的實現(xiàn)和應用進行簡要的論述。

一、DTN條件下空間網(wǎng)絡的安全體系

1.1DTN網(wǎng)絡的安全風險

對中斷容忍網(wǎng)絡安全體系基本要求的內(nèi)容是保護數(shù)據(jù)的機密性、驗證的完整性以及身份的認證等，由于中斷容忍網(wǎng)絡網(wǎng)絡資源具有明顯的稀缺性特點，基于這樣的原因應在安全體系構建方面明確幾點根本目標，一是在最短的時間內(nèi)阻止非授權應用數(shù)據(jù)在中斷容忍網(wǎng)絡的傳播；二是杜絕非授權應用控制網(wǎng)絡的基礎設施開展相應的傳播活動；三是盡快查出并排除不良節(jié)點與被盜的節(jié)點；四是及時舍棄被損壞的數(shù)據(jù)和信息。中斷容忍網(wǎng)絡很容易受到非中斷容忍網(wǎng)絡節(jié)點的惡意攻擊，這些節(jié)點通過偽裝的方式來攻擊網(wǎng)絡，但是從另一角度而言，中斷容忍網(wǎng)絡也能利用底層協(xié)議中的安全體系，來保障空間網(wǎng)絡的安全運行。

1.2DTN環(huán)境下的SIS安全體系

空間網(wǎng)絡在運行的過程中，會遭受各種各樣的攻擊，空間網(wǎng)絡屬于一個相對封閉的網(wǎng)絡。因此，只有消除一些惡意的攻擊者之后，在能對系統(tǒng)進行訪問?？臻g下的中斷容忍網(wǎng)絡能夠直接的應用在PCB中，在眾多的實際案例中得知，采用BSP安全體系能夠有效的降低網(wǎng)絡體系結(jié)構的復雜性，進而有效的降低了網(wǎng)絡被攻擊的風險。另外，還能減少傳輸層中的控制環(huán)路，進而減少封裝的次數(shù)。中斷容忍網(wǎng)絡安全策略能在BP上進行部署，也能在其它層面上進行部署，而對SIS的地面區(qū)域，在BP的底層能夠直接使用IP網(wǎng)絡的安全體系。

二、DTN條件下協(xié)議實現(xiàn)和應用

2.1DTN條件下協(xié)議的實現(xiàn)

由于中斷容忍網(wǎng)絡協(xié)議機制中存在開源代碼，其中DTN2是將中斷容忍網(wǎng)絡原理使用較為廣泛的一種技術。在DTN2的協(xié)議中主要支持信息的托管和傳輸，在信息數(shù)據(jù)傳輸層的支持下，包含了TCP的適配器和LTP適配器，這些都為DTN2提供了技術方面的支持，此外還包含了實際應用層中的api和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持，DTN2完成的主要目標是充分的展示和研究了中斷容忍網(wǎng)絡體系機結(jié)構諸多方面的內(nèi)容，使得中斷容忍網(wǎng)絡條件下的網(wǎng)絡協(xié)議得以實現(xiàn)和廣泛的應用。

2.2DTN條件下空間網(wǎng)絡的應用

NASA對中斷容忍網(wǎng)絡互聯(lián)性開展了深入的研究，在Deep Impact中基于中斷容忍網(wǎng)絡自身的體系結(jié)構對數(shù)據(jù)信息進行了驗證，參與這次應用驗證的設施主要有地面網(wǎng)絡、地面站和Deep Impact等設備，在試驗開展的過程中充分的驗證了基于中斷容忍網(wǎng)絡的空間網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息傳遞的諸多環(huán)節(jié)，其中包含了數(shù)據(jù)信息的生成、獲取、傳輸和動態(tài)路由、優(yōu)先控制和自動重傳等方面的內(nèi)容。將中斷容忍網(wǎng)絡應用到空間網(wǎng)絡中的試驗較多，在國際空間站應用環(huán)境中，也開展了中斷容忍網(wǎng)絡應用飛行驗證的實驗，在實驗結(jié)束后，項目成功的把空間站中的生物實驗設備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息傳送帶到地面的網(wǎng)絡控制中心。這樣的實驗結(jié)果充分的證明了中斷容忍網(wǎng)絡對空間網(wǎng)絡環(huán)境構建積極作用。

結(jié)論：通過本文的論述得知，在中斷容忍網(wǎng)絡條件下，網(wǎng)絡互聯(lián)的結(jié)構的技術逐漸成熟，在科學技術不斷完善和更新下，將其應用到空間網(wǎng)絡具有廣闊的應用前景。在此次研究中主要對中斷容忍網(wǎng)絡的安全機制和協(xié)議實現(xiàn)與應用方面的問題進行了研究，基于中斷容忍網(wǎng)絡具有的眾多優(yōu)勢，在未來的發(fā)展中將會更加完善，進而為空間網(wǎng)絡建設提高更優(yōu)質(zhì)的技術服務和支持。