面向深空探测的ICN覆盖网络设计与实现

发布时间：2020-08-20 20:05

【摘要】：随着航天技术的不断发展,深空探测的脚步不断加快,深空探测的场景必将越来越复杂,业务和服务也将越来越丰富多样。未来的深空探测将面对多方面的技术挑战,其中一个方面就是深空网络协议。本文将研究面向深空探测的ICN(Information-Centric Networking)覆盖网络,旨在提出适用于未来深空探测网络的协议解决方案,希望可以为深空探测的网络协议研究和网络建设提供一定的参考。本文首先对深空探测的场景架构进行了详细描述,在此基础上对深空探测场景特性和业务需求进行了梳理。总结了面向深空探测网络的协议体系所需要具备的特性和功能。本文对延时容忍网络(Delay Tolerant Networking,DTN)协议和信息中心网络ICN协议进行了介绍,主要分析了两种网络协议在面对深空探测的场景特性和业务需求时的优缺点。本文针对深空探测场景特性和业务需求,提出了一种新的网络架构:ICN覆盖网络,其核心协议是ICN over DTN。本文详细描述ICN覆盖网络如何应用于未来深空探测场景,包括行星表面网络、深空网络、地面网络三部分,同时对ICN覆盖网络面向深空探测特性的设计细节进行说明,包括服务优先级,安全性,链路中断解决方案等。本文针对未来深空探测场景中的通信实体,比如中继卫星、行星表面探测器等,设计并实现了 ICN嵌入式仿真节点和DTN嵌入式仿真节点,分别用来模拟行星表面探测器和中继卫星。并通过这些仿真节点,以及传统PC,构建了 ICN覆盖网络的测试环境,运行真实的ICN覆盖网络架构和协议栈,产生真实的数据流,使得实验数据变得相对真实可靠。最后,利用仿真节点设计实验平台,并进行不同传输条件下的协议功能测试,同时与DTN、ICN协议进行对比,分析ICN覆盖架构的性能表现。说明了 ICN覆盖网络在深空探测场景的可用性,且性能上与DTN和ICN相对应的功能性能相当。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V443.1;V556.8
【图文】：

选用嵌入式等物理硬件对节点进行仿真。逡逑１．２未来深空探测的发展趋势逡逑如图１．１所示，此处以火星探测为例，探讨未来典型深空探测的场景特性和对网络逡逑协议的需求。逡逑’深空域逡逑＇＇＇、邋Ｚ逦、＇逡逑数据中、、逡逑／厂逦户、＼逡逑一逦言

本文编号：2798383