[发明专利]基于软件定义网络的多目标优化的卫星流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星组网技术问题，尤其涉及一种基于软件定义网络的多目标优化的卫星流控制方法。

背景技术

卫星通信系统具有覆盖面广、组网灵活、使用便捷等优点，可为全球用户提供大容量、远距离和机动灵活的音视频、数据等通信业务；同时，卫星通信可提供不受地理环境、气候条件限制的通信服务，便于构建无中断全球覆盖移动通信网络。因此，借助在轨卫星实现全球范围内的测控、导航和组网通信，已成为下一代网络的重要研究方向之一。2006年，原国防科工委副主任、载人航天工程副总指挥，现任浙江大学航空航天学院院长，航天测控专家沈荣骏院士提出了建设天地一体化网络的构想。2012年，随着“天链一号03星”的成功发射升空，中国第一代中继卫星系统通过三颗卫星进行了全球组网运行，向中、低轨卫星与载人飞行器提供了数据转发与中继服务。2012年12月27日，由14颗卫星组成的“北斗”卫星导航系统正式向亚太地区开放，该系统初步具备了网络通信的短报文功能。随着中国航天事业的发展，卫星发射愈加频繁，在轨卫星数量越来越多，星间组网技术的研究已迫在眉睫。

软件定义网络的概念标准OpenFlow在2008年由斯坦福大学、华盛顿大学、麻省理工大学、加州大学伯克利分校、普林斯顿大学、圣路易斯华盛顿大学等高校联合提出。初期软件定义网络计划希望通过在普通以太网交换机上增加对OpenFlow协议的支持，以实现将传统的网络交换机控制平面与数据平面分离，在校园小规模网络中支持实验性的网络协议测试功能[1,2]。根据OpenFlow 1.0标准，典型的OpenFlow交换机包括一个内部的流表和标准化的外部接口来增加或删除流表项。同时，OpenFlow交换机通过一个加密的安全通道与控制器相连，接收来自控制器的命令，同时向控制器汇报交换机的运行情况[3]。随着SDN技术的发展，在OpenFlow 1.3版本中，已经加入了多流表串行处理机制以应对复杂的流控制需求[4]。参考文献：

[1]N.McKeown,T.Anderson,et al.,OpenFlow:Enabling Innovation in Campus Networks,ACM SIGCOMM Computer Communication Review,38(2):69-74,2008.

[2]N.Gude,T.Koponen and et al.,NOX:towards an operating system for networks,ACM SIGCOMM Computer Communication Review,38(3):105-110,2008

[3]OpenFlow Switch Specification,version 1.0.0.[EB/OL],

http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf,2014/02/21.

[4]OpenFlow Switch Specification,version 1.3.0.[EB/OL],

https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/specification/openflow-spec-v1.3.0.pdf,2014/02/21.

发明内容

本发明的目的是提供一种基于软件定义网络的多目标优化的卫星流控制方法。

一种基于软件定义网络的多目标优化的卫星流控制方法的步骤如下：

1)LEO卫星通过GEO或MEO卫星通告控制器其具体的经纬度信息；

2)控制器依据各LEO卫星的通告信息，实时形成卫星链路拓扑结构；

3)卫星终端通过LEO卫星向目的结点发送数据包；

4)LEO卫星检查自身流表，当卫星链路的目的地已存在本地，则将数据包转发至下一跳链接；当卫星链路的目的地未存在本地，则将数据包通过GEO或MEO卫星传送至控制器；

5)控制器记录数据包的源地址，并检查数据包的目的地址是否已知，当目的地址未知，则放弃数据包；当目的地址已知，则传递源地址与目的地址和当前卫星拓扑给多目标优化器，通过遗传算法规划非劣路径。

所述的遗传算法规划非劣路径的方法如下：

首先作如下定义：对于两个任意决策变量x_A，x_B∈X_f，X_f为可行解集合，

1)当且仅当时，称A占优于B；