面向端到端性能的DTN網絡數據束壓縮算法.pdf

1、極端環(huán)境下誤碼率高、通信延遲長、間歇性連接、不對稱數據速率等特點使傳統(tǒng)基于TCP/IP協(xié)議的網絡體系不能夠正常工作。為解決這一極端環(huán)境下的通信問題，DTN協(xié)議體系自2002年被提出以后便得到了廣泛的關注。DTN在傳輸層之上加入束（Bundle）層形成一種覆蓋網的體系結構，Bundle協(xié)議通過“保管-攜帶-轉發(fā)”機制確保了數據在極端環(huán)境中的可靠傳輸。然而，在鏈路傳遞過程中Bundle基本塊內冗余的協(xié)議文件浪費著極端環(huán)境中寶貴的鏈路和帶寬資

2、源。因此，進行Bundle協(xié)議文件壓縮成為減緩協(xié)議開銷的有效可行的方法。
　　本文詳細分析了Bundle協(xié)議的格式，根據基本塊字典中各字符的分布情況，設計了基于Huffman編碼的無狀態(tài)壓縮算法，能夠減少Bundle協(xié)議中基本塊大小的37％左右；根據“保管-攜帶-轉發(fā)”機制在鏈路中的傳輸特性，本文設計了基于鏈路特點的狀態(tài)壓縮算法，引入了鏈路背景以及背景識別符的概念，通過初始化Bundle將各節(jié)點后續(xù)鏈路傳輸所需的基本信息以背景文件

3、的形式存儲在節(jié)點存儲器中，通過能夠唯一識別的背景標識符來進行提取，在接下來的數據傳輸過程中，Bundle協(xié)議中只包含了確保當前跳可靠傳輸的鏈路信息，從而達到壓縮的目的，壓縮效果明顯，能夠減少Bundle協(xié)議中基本塊大小的60%左右，壓縮效果優(yōu)于無狀態(tài)壓縮。對狀態(tài)壓縮的實施過程以及所需的假定條件和注意細節(jié)，第四章進行了比較細致的描述。結合狀態(tài)壓縮過程，本文設計了基于數據傳遞過程的遞變壓縮算法，通過傳輸節(jié)點對Bundle協(xié)議的處理，去除已被

4、使用而無需繼續(xù)使用的鏈路信息，從而達到對Bundle協(xié)議壓縮的目的。
　　本文研究了數據在單跳以及多跳鏈路中的傳遞過程，并建立了傳輸物理模型。選取交付時延以及有效吞吐量作為主要的性能指標，在鏈路傳輸物理模型的基礎上，分別建立了交付時延以及有效吞吐量的數學表達式。以這兩個性能指標為主要評判標準，通過模擬仿真對比了Bundle協(xié)議壓縮對數據在鏈路中傳輸所帶來的性能的改變。仿真結果表明，狀態(tài)壓縮以及無狀態(tài)壓縮都能夠縮短數據在鏈路中的交付