[发明专利]一种基于流量工程的卫星网路路由算法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星路由算法，尤其涉及一种基于流量工程的卫星网路路由算法。涉及专利H04电通信技术H04W无线通信网络H04W40/00通信路由或通信路径查找H04W40/02通信路由或路径选择，例如，基于功率的或最短路径路由。 

背景技术

多协议标签交换（MPLS）技术在TCP/IP协议族中位于第二次数据链路层与第三层网络层之间，它并不能单独存在，需要同IP网或者ATM网络结合在一起。如图1所示，MPLS网络由多个MPLS路由器构成一个MPLS域，域中的路由器称为标签交换路由器（LSR），域边界的路由器称为标签边界路由器（LER）。在数据包到达MPLS域的LER时，会根据数据包提供的信息，将数据包进行转发等价类（FEC）定义，然后根据FEC建立合适的标签交换路径（LSP），在LSP上的所有节点（路由器）为FEC分配资源带宽。数据开始传输后，LSP路径上路由器根据数据包的标签进行转发。 

卫星网络的MPLS相关研究在2003年以后，成为卫星网络的研究的一个新的方向，并在相关领域取得一些研究成果。针对卫星网络路由算法，主要形成了三种策略，分别是虚拟拓扑、虚拟节点和拓扑相关的策略。由于卫星节点时刻处于高速运动中，卫星网络拓扑具有时变性。虚拟拓扑将卫星网络分为很多时间片，在一个时间片内认为拓扑不发生变化。虚拟节点将地球分为多个区域，当卫星的星下点轨迹到达某个区域后，该卫星就占有该区域的地址。拓扑相关的策略和具体卫星网络拓扑相关，根据拓扑设计相关的算法。 

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种基于流量工程的卫星网路路由算法，具有如下步骤： 

—当有标签交换路径建立请求时，查询卫星星历，得到当前LEO卫星星座网络的拓扑图，为所述星座网络中的每个卫星设定编号；计算所述拓扑图中所 有卫星链路的初始权重；初始化关键路径集为空； 

—按最短路径算法，计算所述拓扑图全部S-D节点之间的可能的链路构成的最短路径，将得到的所有最短路径写入所述的关键路径集； 

—检验所述路径集中每一个最短路径对应的S-D节点是否与标签交换路径建立请求的S-D节点匹配，若匹配增加所述最短路径对应链路的权重，若不匹配则降低所述最短路径中对应链路的权重，得到所述拓扑图中链路的最终权值； 

—按最短路径算法，计算得到标签交换路径建立请求的目标S-D节点之间的最短路径；为该最短路径所经过的节点分配所请求的带宽，准备传输数据。 

所述步骤“—当有标签交换路径建立请求时，查询卫星星历....初始化关键路径集为空；”具体包括： 

轨道面和轨道内卫星的编号从0开始，横向为N个轨道面，纵向为每轨道面有M个卫星；定义不同轨道面的卫星间链路定义为轨间星际链路，轨间ISL，同一轨道面的卫星间链路定义为轨内星际链路，轨内ISL；定义卫星编号为(i,j)，其中 

0≤i≤N-1,0≤j≤M-1;]]>

定义链路的初始权重为w₀(u,v)，为剩余带宽和链路生存时间的函数，表达式如下： 

上式中，B_left为当前时刻，所有链路中的最大剩余带宽；T_live代表当前时刻，轨间ISL中剩余链路生存时间的最大值；t_live(u,v)和b_left(u,v)分别是节点u和v之间的链路生存时间和剩余带宽；l(u,v)代表节点(u,v)之间的链路，λ₁为调节因子，用于调节剩余带宽对权重的贡献； 

根据上式计算得到每条链路的初始权重。