延迟／中断容忍网络技术及其在行星际因特网中的应用

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

1 引言

延迟／中断容忍网络（Delay／Disruption Tolerant Network，DTN）最初起源于1998年美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）对行星际因特网（Interplanetary Internet，IPN）的研究。NASA 希望将地面因特网扩展到整个太阳系，从而为散布在太阳系中的航天器和探索其他行星的机器人提供像地面因特网一样的通信服务［1］。

地面因特网协议一般假定数据源和目的之间存在端到端路径，节点之间时延不会太长且网络丢包率较小。IPN 具有不同于传统地面因特网的特点，如节点之间的传播延时会非常大，节点之间往往由于天体遮挡而无法实现可持续的连接，通信链路误码率高且链路带宽不对称等。IPN 研究小组最后得出以下结论：地面因特网不适合IPN，应开发一种新的DTN 体系结构和网络协议，以实现最终IPN 的建立［2］。后来，IPN 研究小组发展成IPN 特别兴趣小组（IPN Special Interest Group，IPNSIG）。由于IPN 的理念同样适用于一些地面网络，因特网研究任务组（Internet Research Task Force，IRTF）成立了一个新的工作组来研究更通用的DTN，即DTN研究小组（DTN Research Group，DTNRG），该小组是目前DTN 体系结构和网络协议研究的主要公开组织［3］。2004年，美国国防先进研究计划局（DARPA）提出中断容忍网络（Disruption Tolerant Networking，也称为DTN），希望同一个体系结构或协议能够同时支持延迟和中断这两种情况。

DTN 是实现IPN 的一种重要技术途径，NASA启动了多项旨在提高DTN 技术成熟度的飞行验证计划，以期将DTN 技术应用于实际的太空飞行任务中，最终实现IPN 的建立。我国早在20世纪末就有科研院校提出了建立天基综合信息网的设想，并通过专项研究取得了显著成果［4］。本文首先对DTN 的网络协议、路由算法和软件实现等关键技术进行了分析，总结了NASA 的DTN 飞行验证试验的技术特点，针对我国天基综合信息网建设的需求，提出了DTN 研究应关注的问题。

2 DTN 关键技术

在研究IPN 时研究者发现，没有一种现有的网络协议能在IPN 的所有路径上获得很好的性能，而且没有一种应用层下面的端到端协议适合IPN 应用场景的端到端应用［2］。因此，研究者提出了一种新的称为DTN 的端到端的覆盖层网络体系结构，将不同的间断网络互连起来，形成一个间断网络的互联网络［5-6］。

2.1 DTN 网络协议

2.1.1 束协议

束协议（Bundle Protocol，BP）运行于不同种类的底层协议之上，形成一个覆盖层，称为“束层”（Bundle Layer）［7］。束协议是DTN 体系结构中覆盖层网络的一个实际例子，既可以运行在当前的因特网上，也可以运行在深空通信网络、传感器网络等其他苛刻的网络环境中。束层和不同网络的底层协议互相配合，从而使不同的网络互连起来，而不同网络的底层协议可以采用本网络最适合的协议，因此，束协议可以看作是一个覆盖层网络的存储转发协议。图1显示了束协议在因特网模型中的位置，其中有3个不同的传输层和网络层协议，分别用T1／N1，T2／N2，T3／N3表示［8］。

图1 束协议在因特网模型中的位置Fig.1 Position of bundle protocol in Internet model

束协议的主要功能有：①基于保管方式的重传；②可以处理间断的连接；③除持续性的连接，还能够利用可以预测的连接和机会连接；④通过覆盖层网络端点地址进行后绑定（Late-binding），形成网络地址。基于保管方式的重传是束协议非常重要的一个策略，数据段的可靠传输会随着数据段在网络中每一跳的前进而向前推移，这样数据段的可靠传输从传统的基于端到端转变为基于跳到跳，从而更适合在高时延和链路中断情况下的可靠传输。

束协议详细的基本术语、格式和处理过程等由RFC5050定义［8］。它构造了一个存储-转发的覆盖网，并需要一个“汇聚层适配器”完成与底层网络协议的交互，实现束的发送和接收。

2.1.2 利克里德传输协议

利克里德传输协议（Licklider Transmission Protocol，LTP）是为了纪念美国计算机科学家J.C.R.Lichlider而命名的，它能在链路具有长延时、间歇性连接的情况下，提供远距离的、基于重传的可靠连接［9-10］。深空探测任务中的通信就是这种环境里的一个非常典型的例子，深空通信链路的延时非常长，而且有时会被其他天体遮挡或者受到地球站调度的限制而发生链路中断。LTP 采用冻结定时器的方式处理间歇性连接的链路，而传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）的“两分钟超时”机制会导致TCP连接断开。同时，由于在深空通信中的通信机会非常少且往返延时非常长，因此LTP中并没有采用传统TCP 的“三次握手”机制、“拥塞窗口协商”机制和慢启动过程，从而提高了链路的利用率。同时，LTP提供了两种数据块（可靠部分和非可靠部分）的传输机制，因此能够同时提供类似TCP的可靠传输和类似用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）的非可靠传输。LTP通过选择性的应答（Selective Acknowledgement）机制来实现数据的可靠传输。

LTP是一个点到点协议，不必考虑路由和拥塞控制的问题。它也能够支持束协议，所以可配置成BP／LTP的协议结构。

2.1.3 CCSDS文件传输协议

CCSDS文件传输协议（CCSDS File Delivery Protocol，CFDP）是一个面向传输的应用层协议，能够灵活、高效地运行于近地轨道到行星际空间具有不同传输延时的通信链路［11］。CFDP 不仅能够适应单工、半双工和全双工通信链路，还能够支持跨越多个地面站连接机会的传输。它既能实现点到点传输，也能通过自动存储转发完成从发送节点到接收节点的多跳传输；通过采用否定应答（Negative Acknowledgement，NAK）的方式提供可靠的传输，应答方式根据NAK 信号发送时间的不同又可分为延迟NAK、立即NAK、提示NAK 和异步NAK。

在工程应用方面，2004年发射的“信使”（Messenger）水星探测器是首个使用CFDP 的深空探测任务，其地面系统实现了完整的CFDP，而考虑到探测器的处理和存储约束，只是实现了CFDP 的核心功能和文件下载功能［12］。2005年发射成功的“深度撞击”（Deep Impact）彗星探测器，也采用了CFDP作为文件传输协议［13］。

2.1.4 Saratoga协议

Saratoga协议是一个可提供点到点文件传输服务的轻量级协议，能够工作于间歇性连接链路和极不对称链路情况下［14］。与CFDP相比，Saratoga协议具有更小的代码空间和更小的处理开销。在专用链路下，Saratoga协议通过提高链路利用率来充分利用有限的连接时间。同时，它采用选择性的否定应答（Selective NAK）自动重传机制来提供可靠的数据传输，也可以作为DTN 的汇聚层协议来支持束协议［15］。

在工程应用方面，Saratoga协议从2004年开始就已经用于“灾害监测星座”（DMC）遥感卫星的数据下传中。DMC遥感卫星每次和地面站的连接时间仅有8～12min，其下行速率为8.1 Mbit／s，上行速率为9.6kbit／s，上下行链路通信速率极为不对称，而Saratoga协议能够在这类通信链路上达到非常高的链路利用率［14］。

2.2 DTN 路由算法

文献［16］首先提出了DTN 的路由问题，并提出了知识库（Knowledge Oracle）的概念，同时，根据利用知识库的多少，提出了不同的路由算法。关于地面DTN 的路由算法已有多篇综述文章［17-18］，本文主要介绍应用于航天任务的DTN 路由算法。

由于航天器和天体之间的运动规律是确定的，因此针对航天任务的DTN 路由算法与传统的基于预测的地面DTN 路由算法具有本质的不同。NASA 专门针对IPN 提出了连接图路由（Contact Graph Routing，CGR）算法［19］。在CGR 算法中，假定链路的连接机会是计划好或者规划好的，而不是预测或发现的。CGR 算法依赖于连接计划（Contact Plan）生成网络的连接图，连接计划包括连接消息和距离消息两类。每条连接消息包含连接的起始时刻、结束时刻、发送节点号、接收节点号和在该时段内的通信速率；每条距离消息包含连接的起始时刻、结束时刻、发送节点号、接收节点号和在该时段内预测的通信距离。在每个本地节点，CGR 算法利用一种称为连接检查过程（Contact Review Procedure，CRP）的算法在连接图的基础上计算束可以转发的邻居节点，并通过一定的策略选择下一跳节点。在下一跳节点，CGR 算法会执行相同的处理过程来计算可转发的邻居节点，因此是一种分布式路由算法。图2为CGR 算法的处理流程。

每个网络节点根据完整的连接计划建立自己的连接图数据结构，并根据此数据结构计算束的转发路径。CGR 算法定义结构良好的路径是指一个连接序列，该连接序列满足第一个连接是从源节点到某个节点，接下来的每个连接都从上一个连接的接收节点到某个节点，最后一个连接从某个节点到目的节点，且此路径没有环路。一条路径的最早失效（Earliest Forfeit）时间定义为该条路径中所有连接机会的最早结束时间。

图2 CGR 算法的处理流程Fig.2 Process flow of CGR algorithm

CGR 算法给出了一个启发式的路由算法，通过递归的调用连接检查过程来实现路径的计算。其最终的结果是得到可以转发该束的邻居节点集合，然后选择相应的邻居节点完成转发。CGR 算法根据当前的连接关系为每一个到达的束计算转发路径，并通过预测链路容量的消耗来避免拥塞的发生。该算法能够区分关键束和非关键束，会将关键束发送到所有可转发邻居节点，将非关键束只发送到某个最优的可转发邻居节点。

对于最优路径的选择，CGR 算法提供了几种不同的标准。在地球轨道航天器网络中，CGR 算法根据最早到达（Earliest Delivery）标准来选择路径；而在深空探测任务中，由于通信连接非常少，为尽量高效地利用链路连接机会，提高链路利用率，根据最早失效标准来选择路径。在进行“深度撞击”网络（Deep Impact Network，DINET）试验时研究人员发现，由于最早失效标准并非单调的，在复杂的网络拓扑下，最早失效路径会产生路由环路，因此在DINET 试验中采用了最早到达标准［20］。

文献［21］提出了CGR-扩展块（CGR-Extension Block，CGR-EB）路由，利用在扩展块中记录路径的方式避免最早失效路径的路由环路问题。CGR-EB采用一种类似源路由的方式，在源节点计算路径并记录该完整路径，中间转发节点会初步地检查该路径的下一跳，如果与原来计算的路径差别较大，会重新计算完整路径，否则，继续使用原来计算的路径。CGR-EB不仅能够使用链路利用率作为路径代价，还能够减少路由计算的次数。

2.3 DTN 软件的实现

DTN 研究小组负责维护DTN 在各种应用环境下的软件代码，并在其网站上对外公布。目前，主要有应用于地面DTN 节点的DTN2和应用于航天器等嵌入式系统的行星际覆盖网络（Interplanetary Overlay Network，ION）。ION 软件实现了束协议、LTP协议、CFDP协议和异步消息服务等，所有的代码都用C语言编写，目前支持各种Linux、FreeBSD和Solaris平台，也支持VxWorks和RTEMS操作系统。

3 DTN 在IPN 中的应用

DTN能够解决不同间断网络的互联问题，因此NASA启动了一个太空DTN 发展计划，以提高DTN技术应用于各种航天任务的技术成熟度，最终实现IPN 的建 立［22］。图3为NASA 已 开 展 的DTN 飞 行验证试验。

图3 NASA 已开展的DTN 飞行验证试验Fig.3 DTN flight validation experiments conducted by NASA

3.1 “灾害监测星座”试验

2008年1月，NASA 格林研究中心（GRC）在“灾害监测星座”（DMC）的UK-DMC卫星上第1次在轨测试了DTN 的性能［23］。卫星与地面站之间的数据传输采用了IP 技术，并采用Saratoga协议下传成像数据。由于代码空间受限，UK-DMC卫星上只实现了DTN 的束转发部分。试验利用UK-DMC卫星的3次经过地面站的机会，测试了DTN 的分段、保管转发和可靠性等特性。由于操作系统命名长度的限制，分段测试中的第2个段没有生成成功。不过，整个试验在测试DTN 本身的存储转发功能上是成功的，而且可以使用Saratoga协议和束协议实现DTN 束的转发。

在试验中发现，DTN 未处理可靠性的问题，没有采用校验和技术来支持错误检测和丢弃出错的束；时间同步对DTN 很关键，而DTN 的节点之间保持时间同步并不容易。如果节点之间的时间失步，节点将会拒绝其他节点的束，也会拒绝其他节点的时间请求束。

3.2 “深度撞击”网络试验

2008年10月和11月，NASA 的JPL在“深度撞击”彗星探测器上测试了DTN 的一些必要的功能，即进行了“深度撞击”网络（DINET）试验，这是IPN 的第一个实例［24］。研究人员将DTN 软件成功加载到“深度撞击”探测器上，并在备用计算机上启动DTN软件，该软件采用ION 代码实现。在整个试验过程中，“深度撞击”探测器大约距离地球49～81光秒，共利用8次与深空网（Deep Space Network，DSN）的低速率连接机会。试验中，研究人员从地球上的JPL节点向“深度撞击”探测器发送约300幅图像，探测器自动将这些图像转发到其他的JPL 节点。在27天的试验过程中，研究人员测试了DTN 中束的生成、发送、动态路由计算、拥塞控制、保管传输和自动重传等功能。所有发送出去的束，都自动地经过“深度撞击”探测器的转发，被正确地接收。

图4为DINET试验的网络拓扑结构，试验模拟了火星探测任务情景中的中转机制，通过地面节点模拟火星着陆器和火星巡视器，通过“深度撞击”探测器模拟中继数据的轨道器，地球作为地面接收节点。

图4 DINET 试验的网络拓扑结构Fig.4 Network topology of DINET experiment

经过DINET 试验后，JPL 实现 的DTN 技术成熟度水平（Technology Readiness Level，TRL）达到了8级（试验阶段的最高等级），后续的实际飞行任务可以较低风险的使用DINET 软件［25］。DINET飞行试验验证了DTN 可以在延时非常长的链路条件下正常工作，路径利用率可以超过90%，且能够通过自动存储转发机制处理链路中断的情况［24］。

3.3 “国际空间站”商业通用生物处理设备试验

2009年1月，科罗拉多大学与NASA合作，在“国际空间站”的5号商业通用生物处理设备（Commercial Generic Bioprocessing Apparatus，CGBA5）上进行了DTN 的试验［26］。CGBA5是一个用于生命科学实验的环境控制容器，提供了一个嵌入式的计算和通信平台。它的下行链路可以支持400kbit／s，上行链路需要和其他空间站上的载荷共享带宽，每5s只能发送一个束（90byte），因此下行链路是上行链路的2800倍，形成了一种极为不对称的链路，这对束协议反向信道中保管信令的传输是一个极大的挑战。研究人员设计了一种束协议信令压缩机制，使一个保管信令可以应答多个束，从而使束协议能够成功运行在这种极不对称链路上。

科罗拉多大学计划将CGBA5上的DTN 继续扩展到CGBA4上，将DTN 扩展为2个太空节点，从而可以继续对DTN 的路由问题展开研究。另外，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）也计划与NASA 和科罗拉多大学合作，在东京附近的筑波任务运行中心布置一个DTN 节点，试验与CGBA5科学载荷的通信［26］。

3.4 “跟踪与数据中继卫星系统”试验

NASA 戈达德航天飞行中心（GSFC）针对“跟踪与数据中继卫星系统”（TDRSS）进行了DTN 协议测试，旨在探索束协议和IP协议在非对称链路和单向链路情况下的性能［27］，因为非对称链路和单向链路是地球科学任务和低轨任务通信链路的典型特点。试验中，地球科学任务航天器通过“跟踪与数据中继卫星系统”的东星向任务运行中心（MOC）发送一个1.6Mbyte的文件，通信链路带宽为128kbit／s。文件通过东星的非对称链路进行传输，非对称链路有一段时间是单向链路，从而可以测试DTN 在非对称链路和单向链路上的性能。图5为该试验的系统概览和网络协议概览。航天器和任务运行中心采用CFDP类别1作为文件传输协议，由于LTP已经提供了可靠的传输服务，采用CFDP类别2和LTP会造成冗余。东星与航天器和白沙地面站之间采用高级在轨系统（AOS）作为链路层协议，而白沙地面站和任务运行中心则采用以太网（Ethernet）作为链路层协议。

图5 “跟踪与数据中继卫星系统”试验的系统概览和网络协议概览Fig.5 System overview and protocol overview of TDRSS experiment

3.5 地球观测-1试验

2010年12月-2011年2月，NASA 戈达德航天飞行中心成功利用地球观测-1（EO-1）卫星展示了一个在轨DTN 节点，试验的主要目的是验证DTN 技术能否用于“地球观测”卫星和其他低轨航天任务［27］。整个试验分为3 个阶段，共利用14 次通信机会。阶段1中主要验证了DTN 基本的束发送和接收功能，包括地球观测-1 和任务运行中心（MOC）2 个节点。阶段2 增加了科学运行中心（SOC）节点，从而组成了包括3个节点的网络，并验证了DTN 的自动存储转发和优先级机制。阶段3增加了瓦勒普斯地面站（Wallops Ground Station，WGS）作为一个DTN 节点，从而组成了一个四节点网络。整个网络的配置如图6所示。

所有的DTN 节点都使用了束协议，但不同的链路采用了不同的传输协议。对于在地球观测-1和任务运行中心之间的天地链路，使用LTP提供可靠的传输服务，链路层则使用了AOS协议，LTP段的大小被设置为正好可以放入AOS帧内。在上行链路中，LTP段被放入CCSDS遥控包的数据域中进行传输。在阶段2和阶段3的试验中，所有的地面节点之间均采用TCP作为传输层协议，以提供节点之间的可靠传输服务。地球观测-1 试验中采用的网络协议如图7所示。

图6 地球观测-1试验中的网络配置Fig.6 Network configuration of EO-1experiment

图7 地球观测-1试验中采用的网络协议Fig.7 Network protocol of EO-1experiment

3.6 “太空因特网路由器”试验

“太空因特网路由器”（Internet Router in Space，IRIS）试验是由NASA 戈达德航天飞行中心发起的一项协同传感网（Sensor Web）演示试验，旨在展示联网之后快速的事件响应和自动的信息分发对协同传感网带来的性能提升［27］。协同传感网是NASA构想的一个包括从地球亚表面到地球轨道及深空的各种传感器组成的智能观测网络，可以提供及时、按需的数据和分析，从而为科学探索、经济发展、自然灾害缓解和探索其他行星提供必要的信息。随着协同传感网的扩展，传统的手工配置方式将使运行成本增加，甚至变得不可行，而采用DTN 技术的自动存储转发机制和路由机制，可以大大缩短系统的响应延迟。

图8为整个演示试验的系统概览和协议栈概览，数据流的方向为从右到左，模拟了一个地球科学任务航天器将包含数据的束，如事件预警信息，发送到现场的传感器，以进一步观测航天器发现的敏感事件。航天器首先将数据发送到任务运行中心和科学合作中心（SCC），科学合作中心再通过国际通信卫星-14（Intelsat-14）上的“太空因特网路由器”转发到传感器任务运行中心（Sensor MOC），传感器任务运行中心通过各种传输方式将数据发送到相应的传感器，以实现事件的进一步观测。传感器主要包括谷歌手机、摄像头和天气传感器，各种传感器获取必要的信息后，把信息回传给科学合作中心，通过综合利用航天器的信息和现场传感器的信息，可以实现更加全面的事件观测。传感器的信息也可以发回航天器，以便航天器开展进一步的观测。

图8 “太空因特网路由器”试验的系统概览和网络协议概览Fig.8 System overview and network protocol overview of IRIS experiment

整个系统的协议栈根据不同的网络环境采用不同的协议，以更好地适应本地的网络环境。例如：航天器和任务运行中心的链路层采用AOS 协议，传输层采用LTP，而“太空因特网路由器”的底层协议采用了DVB-S2协议，传感器运行中心与各种传感器之间的底层协议则采用了IEEE 802.11、以太网和串行接口。

在整个通信过程中，人为地加入了一些链路中断情况。例如：航天器和任务运行中心的链路设置为连通5min，中断5min，再连通10min；“太空因特网路由器”的链路也人为中断了2次。试验表明，DTN 技术能够实现自动存储转发而无需人工配置，从而可以提高整个系统的响应速度。

3.7 “国际空间站”控制乐高机器人试验

2012年11月，NASA 和欧洲航天局（ESA）使用IPN 的试验网络，从“国际空间站”成功实现了对ESA 达姆施塔特运行中心的乐高（Lego）机器人的控制［28］。这项试验使用了NASA 的DTN 发送消息，模拟行星轨道飞行器上的航天员控制行星表面机器人的情景。航天员使用NASA 开发的笔记本通过DTN 实现对地面乐高机器人的控制。试验中的DTN 将可用于火星轨道器上的航天员控制火星表面上的机器人，也可以利用围绕地球运转的卫星当作中继转发站。

3.8 总结

表1给出了NASA 开展的DTN 飞行验证试验的研究机构和应用领域。可以看出，这些飞行验证试验由多家研究机构和大学参与，应用领域覆盖了遥感、空间站、中继通信和深空探测等。虽然DTN最初起源于深空探测任务需要的IPN，但从NASA开展的DTN 飞行验证试验来看，DTN 也可以应用于地球科学任务。

表1 NASA开展的DTN 飞行验证试验的研究机构和应用领域Table 1 Research institutes and application fields of DTN flight validation experiments conducted by NASA

DTN 飞行验证试验探索了DTN 运行过程中可能会遇到的问题，对DTN 技术的自动存储转发机制、网络协议、路由算法和软件实现等关键技术也进行了验证。试验表明，DTN 能够正常运行在长延时和有中断情况的链路上，也能够运行在非对称链路和单向链路上，从而为DTN 最终实现在IPN 的应用奠定基础。

4 启示与建议

DTN 最初起源于NASA 对IPN 的研究，而繁荣于地面DTN 的广泛应用，地面DTN 的深入研究又会促进IPN 的发展。从最初提出IPN 的设想到现在已经过去了十多年，NASA 正在一步步地实现IPN 的设想。

我国早在20世纪末就提出了天基综合信息网的设想，DTN 技术为我国建立天基综合信息网，实现天地一体化的信息网络提供了一种重要的技术途径。针对我国未来天基综合信息网建设的需求，应在以下几方面对DTN 技术进行深入研究。

1）体系结构的设计

天基综合信息网是一项庞大的系统工程，首先要在体系结构上进行顶层设计，以指导天基综合信息网的建设实施。建议在地面采用基于IP 的网络协议，天基采用基于CCSDS的网络协议；采用基于束协议的覆盖层网络协议将天基网络和地面网络互联为天地一体化的信息网络。这种体系结构既能够利用现有基于TCP／IP 的地面网络的成熟技术，又能利用现有CCSDS网络协议在我国航天任务中应用的成熟技术。NASA 已开展的在轨飞行验证试验，均采用了类似的体系结构。

2）各种汇聚层协议在不同链路情景下的性能

LTP、CFDP 和Saratoga 协议均可作为DTN的汇聚层协议，提供可靠的传输服务。但是，由于不同协议是针对不同的应用情景提出的，如LTP专门针对长延时链路，而Saratoga协议的资源消耗特别少，因此，在确定具体采用哪种汇聚层协议之前，还要针对不同的链路情景对各种汇聚层协议进行详尽的性能测试。例如，对于延时长短不同、误码率不同的链路，以及不对称程度不同的链路，各种汇聚层协议的性能如何，还要进行深入的研究。

汇聚层协议的最终选取，应是针对不同的链路情景选用不同的、最优的协议。对于近地链路和深空链路的汇聚层协议，应是两种分别针对各自链路特点经过优化的汇聚层协议，而地面网络可以采用基于TCP的汇聚层协议。基于束协议的覆盖层协议，使采用不同汇聚层协议的底层网络能够互联起来，类似于地面IP协议将采用不同链路层协议的底层网络互联起来。

3）DTN 路由算法

NASA 目前开展的在轨飞行验证试验网络规模一般不大，参与节点数量少，拓扑相对简单，对于连接图路由算法的测试还不够充分。我国未来的天基综合信息网，将包括各种遥感、通信等在轨应用卫星和载人飞船、空间站等，拓扑结构相对复杂，DTN路由算法能否在如此复杂的网络拓扑下正常工作，还要进行深入的研究。同时，未来的天基综合信息网对服务质量（QoS）也提出了很高的要求，如某些预警信息要可靠、及时地分发到相应的网络节点，某些获取的数据要尽可能多地下传到地面等，DTN 路由算法能否满足这些服务质量要求，也是一个值得研究的问题。

4）网关节点的设计

在天基综合信息网中，某些航天器将不可避免地成为网关节点，这些节点要支持较为复杂、完备的协议体系，提供较强的数据信息处理能力和存储能力，这要求星上数据系统要具备更高的性能。在目前国内航天电子器件水平条件下，实现比传统数据处理更复杂的功能和更高的性能，并保证绝对的可靠性，是对现有航天器数据管理和综合电子技术的新挑战，要在系统体系结构、软硬件设计和实现方法方面进行创新研究。

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