[发明专利]一种适用于低轨卫星网络的全局流量调度方法

说明书

本发明涉及卫星网络领域中的组网技术，公开一种适用于低轨卫星网络的全局流量调度方法，该方法采用集中计算方式，在节点间建立多条隧道，并基于标签栈的源路由技术控制数据在隧道内的转发。该方法通过网络状态监测，可动态调整节点间的隧道路由，实现低轨卫星网络的全局流量负载均衡。本发明为不同类的业务提供差异性的隧道传输服务，能有效降低星载存储和处理压力，适用于低轨卫星大规模组网应用。

技术领域

本发明公开于一种适用于低轨卫星网络的全局流量调度方法，涉及卫星网络领域中的组网技术。在低轨卫星网络领域，通过全网的流量信息采集，调用全局流量调度算法，对低轨卫星网络的路由进行统一配置，实现快速的全网业务流量负载均衡。

背景技术

随着新型卫星应用的发展，对卫星网络服务质量(Quality of Service,QoS)的要求越来越高，卫星网络拥塞导致的数据传输延迟将可能造成巨大的影响。在此背景下，针对大量动态变化的卫星网络业务，设计快速和自适应的网络流量路由优化方法对提高卫星网络性能和满足业务的高QoS要求具有重要意义。

现有的卫星网络负载均衡路由方法都采用实时计算的方式在动态变化的网络中选取最优路径，在卫星数量巨大的网络中，这种方法会给控制器计算资源和带宽资源带来不小的负担，并且很难做到实时准确，计算结果具有一定的滞后性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于基于星载处理能力受限的环境下，实现低轨卫星网络全网流量负载均衡为目的，提出了一种适用于低轨卫星网络的全局流量调度方法。

本发明是这样实现的：

一种适用于低轨卫星网络的全局流量调度方法，在节点间建立多条隧道，实现低轨卫星网络的全局流量负载均衡，包括以下步骤：

(1)针对低轨卫星网络拓扑周期性变化特性，SDN控制器将一个轨道周期内的星间网络拓扑划分为多个时间片，每个时间片内为卫星节点间计算K条路径集；

(2)SDN控制器根据设定条件，触发隧道路由切换；

(3)SDN控制器从网络监测生成的流量矩阵中选出链路利用率最大的一条边，然后在所有会经过这条边的隧道路由中，选出一条隧道作为优化目标；

(4)从当前时刻对应的时间片的K条路径集中，迭代搜索出链路利用率最低的路径，代替需要优化的隧道；

(5)业务数据通过优化后的隧道进行路由转发。

其中，步骤(1)中，卫星节点间的K条路径集可包含非最短路径；

其中，步骤(2)中，隧道路由切换触发条件包括：链路利用率超出设定值、物理拓扑异常和时间片发生切换。

其中，步骤(4)中，将迭代搜索出的链路利用率最低的逻辑路由，分割成多段路径，并建立标签栈，每个标签代表一段路径。

其中，步骤(5)中，在业务数据前封装多个标签组成的标签栈，当业务数据经过卫星节点时，卫星节点通过查找标签栈内的栈顶标签，控制业务数据的路由转发。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用集中流量调度方案，从全局视图对网络流量进行负载均衡，避免数据流之间的网络资源冲突，提高网络资源利用率。

2、本发明采用离线预算多条路径，链路拥塞时可快速的完成流量调度计算。

3、本发明主动为卫星节点间提供可靠传输路径，避免终端的主动申请引起频繁计算。

3、本发明采用基于标签栈的源路由技术，降低星载转发表存储压力。

附图说明

图1是本发明的协议示意图。

具体实施方式