[发明专利]一种基于SDN技术的空间信息网络管控方法

说明书

本发明公开了一种空间信息网络管控方法，包括：进行网络初始化，所述网络初始化包括划分控制面和数据面；配置控制面；控制面感知业务需求；控制面板预判网络负载情况；当预判结果为网络负载均衡时，网络采用传统的IP交换完成数据传输任务，然后释放数据面资源；以及当预判结果为出现局部过载时，控制面基于SDN(软件定义网络)技术的网络控制协议，生成路由表项，根据路由表项配置数据面，数据面执行业务，数据面在业务执行完毕后释放数据面资源。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及基于SDN的空间信息网络管控方法。

背景技术

空间信息网络是以空间平台(包括高轨卫星、低轨卫星、平流层气球或其它航空飞行器等)为载体，实时获取、传输和处理空间信息的网络系统。作为国家重要信息基础设施，空间信息网络可以服务远洋航行、应急救援、导航定位、航空运输和航天测控等重大应用。目前，国内外相关机构和组织已投入大量的人力和物力开展空间信息网络相关技术研究及实验验证。

空间信息网络一般包括了高轨卫星的骨干网、低轨卫星的接入传输网和地面网络，具有明显的网络异构特性。同时，由于卫星的代际差异以及所属系统不同，其通信频段、带宽、天线类型、缓存空间和计算能力等星载资源存在较大的差异。由此可见，空间信息网络具有网络异构和资源异质的特点。

随着空间业务的数量和种类均日益增多，这些业务对资源的需求不尽相同。从传输方式上可分为单用户宽带数据传输业务、单用户窄带数据传输业务、集群内多用户数据传输业务、集群间跨域数据传输业务；从业务类型上可分为高速业务、低速业务和短消息业务；从时延要求上可分为实时业务和非实时业务。由此可见，空间信息网络的业务需求多样。

综上所述，空间信息网络具有网络拓扑异构、节点资源异质和空间业务需求多样化的特点，这些特点对网络管理控制方法的方案设计提出了巨大的挑战。

现有的卫星网络管理控制方法大多采用ATM(异步传送模式)交换方式和IP(网际协议地址)交换方式。

ATM交换方式的实现方案如下：第一步，卫星采用ATM交换路由器，每颗星有多条星间链路；第二步，ATM交换机根据网络拓扑结构计算出固定的路由表项；第三步，ATM交换机根据业务需求情况进行星上交互。由于第二步和第三步的这种实现方式，使得这种交换方式只能适用于网络拓扑固定不变的空间信息网络；因为第二步的实现方式，这种方式更适合应用在网络拓扑变化较慢的场景中。

IP交换方式的实现方案如下：第一步，卫星采用IP路由器，每颗星有多条星间链路；第二步IP路由器周期感知全网链路状态信息，维护全网拓扑结构；第三步，IP路由器根据网络拓扑结构，生成路由表；第四步IP路由器根据路由表生成交换变，根据交换表完成数据的交互。其中，第二步，当网络拓扑动态变化时，IP路由器需要大量的控制信令开销来维护网络拓扑；第三步，IP路由器需要大量的计算资源来计算网络路由表。

由于空间信息网络中的高轨卫星、低轨卫星和平流层气球之间的网络拓扑动态变化，使得现有的网络协议无法很好的满足空间信息网络的数据传输需求。

针对空间信息网络具有网络拓扑异构、节点资源异质和空间业务需求多样化的特点，需要综合考虑空间信息网络中多种多样的空间资源，给出高效的网络信息网络管控方法。

发明内容

针对空间信息网络具有网络拓扑异构、节点资源异质和空间业务需求多样化的特点，需要综合考虑空间信息网络中多种多样的空间资源，给出高效的网络信息网络管控方法，根据本发明的一个方面，提供一种基于SDN的空间信息网络管控方法，包括：

进行网络初始化，所述网络初始化包括划分控制面和数据面；

配置控制面；

控制面感知业务需求；

控制面板预判网络负载情况；