深空DTN网络中LTP协议的额外传输开销优化

王洋 杨宏 陈晓光 丁凯

(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京 100094)



深空DTN网络中LTP协议的额外传输开销优化

王洋 杨宏 陈晓光 丁凯

(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京 100094)

针对深空延迟/中断容忍网络(DTN)能量资源有限，而利克里德传输协议(LTP)段大小对额外传输开销影响明显，需要确定最优的LTP段大小的问题，文章分析了深空DTN网络的数据传输过程，利用深空DTN网络中额外传输开销的数学理论模型，通过求导的方法计算出了LTP段大小的最优值，并得到了最优化问题的解析解。数值仿真结果表明：通过解析解表达式得到的LTP段大小的最优值与该最优化问题的数值解重合，在深空通信时采用此方法，可快速精准地选择LTP段大小，也可大幅减小额外传输开销。

延迟/中断容忍网络；利克里德传输协议；深空通信；段大小优化；额外传输开销；解析解

1 引言

深空网络是由深空行星网络、过渡轨道器网络、地球网络等互连组成的空间网络，旨在为深空任务提供数据通信业务及探测器和深空轨道器的导航业务。深空网络与地面互联网相比，具有明显的区别：长传播时延、断续的链路连接、非对称的带宽、极高的链路误码率等，这都使得在地面上运行良好的传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)不能应用于深空网络[1-2]，因此，延迟中断容忍网络(DTN)应运而生[3-4]。DTN通过在原网络协议体系的底层协议上覆盖一个新的称之为束协议(BP)[5]的传输协议来实现消息的存储转发。运行在BP协议下用来实现束交换的底层协议被叫做汇聚层协议，利克里德传输协议(LTP )协议[6-7]是专门为高延迟和断续链路而设计的汇聚层协议。……