[发明专利]一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由方法

权利要求书

1.一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由方法，其特征在于，包括：

基于SDN的多约束路由动态构建FIB与PIT表；

根据卫星网络链路多约束信息建立多约束路由模型；

结合所述链路多约束信息对蚁群算法进行改进，防止陷入局部最优解；

利用改进后的蚁群算法对所述多约束路由模型进行求解。

2.根据权利要求1所述一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由方法，其特征在于，动态构建FIB表，具体为：

当卫星节点收到兴趣包后，首先查找内容缓存表CS，若在该表中获取到命中内容，则将包含所述命中内容的数据包按原路返回，此时用户请求得到满足；否则，查找请求状态表PIT，若该表中存在此兴趣包内容的PIT条目，则添加进入接口信息到相应条目；否则，继续查找转发表FIB，若在该表中找到此兴趣包内容转发接口信息，则按照所述接口信息进行转发；否则，将兴趣包转发到GEO卫星控制器，该控制器根据解析出的内容名获取内容源卫星节点，并根据当前全局网络状态信息执行多约束路由计算兴趣包的最优转发路径，下发流表给相应的LEO卫星完成转发；否则，将兴趣包回溯或者丢弃。

3.根据权利要求1所述一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由方法，其特征在于，动态构建PIT表，具体为：

当网络拓扑稳定时，若有数据包满足对应的兴趣包，则其会沿着兴趣包的反向路径传输；但卫星网络拓扑动态变化，数据包在返回之前兴趣包传输路径的反向路径可能已经不存在；因此，需动态构建PIT表；

当卫星节点收到数据包后，首先查看内容缓存表CS中是否存在此数据包，若存在则丢弃该数据包；否则，查找请求状态表PIT，若该表中记录的兴趣包入口链路仍然有效，则按照请求状态表PIT完成数据包的转发与缓存；否则，向GEO卫星控制器请求执行多约束路由计算数据包的最优转发路径；若计算成功，则LEO卫星节点按照流表转发数据包，并按照相应的缓存策略进行缓存；否则，节点向上反馈否定确认NACK(Negative Acknowledgement)报文通知发送节点重传。

4.根据权利要求1所述一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由方法，其特征在于，根据卫星网络链路多约束信息建立多约束路由模型，具体为：

获取通信时延、剩余可用带宽、丢包率；

定义最优路径的评判指标为路径代价cost(k,l)，即通信时延、剩余可用带宽、丢包率的加权之和；

建立满足通信时延、剩余可用带宽、丢包率要求的路径代价最小的多约束路由模型。

5.根据权利要求4所述一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由方法，其特征在于，通信时延dealy(p(s,d))表示路径传输时延与节点排队时延之和；其计算公式如下：

其中，dealy_tra(k,l)为路径的传输时延，dealy_que(v)为路径中节点排队时延；

所述剩余可用带宽ban(k,l)表示链路总带宽与已用带宽之差，属于凹性参数，其计算公式如下：

ban(k,l)＝B(k,l)-B_used(k,l) (2)

其中，B(k,l)表示链路总带宽，B_used(k,l)表示链路已用带宽；

所述丢包率loss(p(s,d))表示传输数据包中丢失的数量占总数量的比值，属于可乘性参数，其计算公式如下：

其中，loss(k,l)是单位时间内路径p(s,d)中链路(k,l)的丢包率；

所述路径代价cost(k,l)为通信时延、可用带宽、丢包率的加权之和，其计算公式如下：

其中，delay(k,l)为链路(k,l)的通信时延，D_min为当前卫星网络中的最小通信时延；ban_max为当前卫星网络链路中可用带宽的最大值，ban(k,l)为链路(k,l)的剩余可用带宽；loss(k,l)为链路(k,l)的丢包率，L_min为当前卫星网络中的最小丢包率；ω_i(i＝1,2,3)分别表示时延、可用带宽、丢包率的相对权重，且∑ω_i＝1。