[发明专利]一种基于网络融合架构的数据转发装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于网络融合架构的数据转发装置及方法。该方法通过对接收到的DTN报文净负荷中的数据报文构建相应的探测报文插入至软交换单元的输入端口中，该探测报文的TTL设定为1。由此，通过检测探测报文是否能够被软交换单元所处理，判断该数据报文是否存在相应的即时路由。当数据报文不存在即时路由时，通过DTN模块发送，否则直接通过路由模块发送。本发明对于现有的模块修改工作量小，并且不会对网络带来额外的负荷。

技术领域

本发明涉及延迟容忍网络和软件定义网络。

背景技术

延迟容忍网络（DTN，Delay Tolerant Network）是当前研究较多的网络类型之一，这类网络具有容忍延迟，在网络并不连通的情况下，仍然能够转发数据，实现端到端数据通信的能力，因此在卫星组网、传感器网络、战场通信等应用领域受到重视。然而，延迟容忍网络现有的框架大多与标准的TCP/IP路由协议栈并不兼容，而采用一套独立的基于束(Bundle)的转发系统。从而导致一个系统要么采用延迟容忍架构，要么采用常规路由转发架构，两者无法兼容。

而在某些特定场景下，例如无人机组网场景中，很多情况下，用户希望在有路由时采用常规协议栈转发，而在没有路由，网络不具备端到端连通链路时采用DTN协议框架转发，这样在既保证实施性的情况下，又尽可能地提高端到端分组交付率。然而目前尚没有很好的解决办法。

借助软件定义网络（SDN, Software Defined Network）可实现延迟容忍网络和常规网络，2017年10月IEEE communications magazine公开的文献《Combining Software-defined and Delay-Tolerant Approaches in Last mile Tactical Edge Networking》提出了用软件定义网络（SDN，Software Defined Network）和延迟容忍结合的思想。该文献所记载的方案采用相对区域中心的SDN架构，需要在战术节点之间竞选出一个SDN控制器，但并未涉及SDN控制器和DTN之间如何交互的问题。同时，它也是一个局部集中式解决方案，并不是一个分布式解决方案。

发明内容

本发明所要解决的问题：延迟容忍网络和常规协议栈通过SDN实现相互融合的问题。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

根据本发明的一种基于网络融合架构的数据转发装置，包括控制器单元、路由模块、软交换单元、延迟容忍模块以及报文检测分析模块；

所述软交换单元用于接收待转发的数据报文，然后根据数据报文中的目的地址查找所述流表，当流表中能够找到相应目的地址所对应的流表数据时，通过所述路由模块向对应目的地址发送所述数据报文；当流表中未能找到相应目的地址所对应的流表数据时，将所述数据报文通过所述控制器单元提交至所述报文检测分析模块；所述流表由流表数据所组成；所述流表数据包括路由信息；

所述报文检测分析模块用于：

当接收到的数据报文为DTN报文时，提取DTN报文净负荷中的数据报文，根据所提取的数据报文构建探测报文，并将所提取的数据报文存入探测缓冲器，同时将所生成的探测报文插入所述软交换单元的输入端口；所构建的探测报文的目的地址为所提取的数据报文的目的地址；所构建的探测报文的TTL为1；

当接收到的数据报文为探测报文时，将探测缓冲器中的数据报文提交给所述延迟容忍模块，由所述延迟容忍模块构建DTN数据报文进行发送；

当超过限定的时间内未接收到探测缓冲器中的数据报文所对应的探测报文时，将探测缓冲器中的数据报文插入所述软交换单元的输入端口；

当接收到的数据报文为非DTN报文，且不为探测报文时，将该数据报文提交给所述延迟容忍模块，由所述延迟容忍模块构建DTN数据报文进行发送。