LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法技术

LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，包括：动态双向转发检测的步骤；用于MEO/LEO卫星网络的覆盖分簇的步骤；卫星网络故障类型判断的步骤。在故障检测阶段，通过动态双向转发检测提高故障检测速度；在LSA扩散阶段，通过覆盖式网络分簇算法减少路由开销和排队时延；在路由表更新阶段，通过SFTJM算法，减少路由表更新时延，最终实现整个网络的快速收敛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星网络动态路由协议领域，具体说是一种LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法。
技术介绍
随着网络通信的发展，卫星网络作为地面网络的扩展已越来越受到学者们的关注。由于卫星网络具有大时延、高动态等特点，地面上原有的路由协议不能适应卫星网络，目前，国内外科学家提出将虚拟拓扑路由算法与OSPF协议结合动态路由协议来提高卫星网络的路由收敛速度。RLSR协议是该类协议的代表，但该协议仍有以下的不足：第一，RLSR协议在故障检测阶段为了实现故障快速检测，检测报文的确认次数仅为一次，虽然能有效的加快故障的检测，但是对于稳定性差的卫星网络来说，这种检测方式不具备动态性且故障的误判率较高。第二，RLSR协议在链路状态通告LSA扩散阶段使用泛洪的方法进行扩散，则会使得卫星网络中的路由开销增大，也会增加网络拥塞的可能性，使得LSA排队时延增大，从而影响网络的路有收敛。第三，RLSR协议在路由表更新时的定时器调度方面仍延用了OSPF协议的指数规避算法。指数规避算法是应用于OSPF协议内部的定时器调度算法，在OSPF协议中，为限制路由表的更新频率，路由器内部会设置两个定时器spfDelay timer和spfHoldTime timer，通过相关算法对两个定时器进行调度，从而达到对多个链路状态通告LSA批量处理的目的。指数规避算法是OSPF协议中应用最多的一种定时器调度算法，该算法可以根据网络的稳定性动态设置定时器的时延，具有较强的适应性。如图1所示指数规避算法将路由器分为四个状态：INIT状态，FIRST LSA状态、SPF状态和SPF HOLD状态。最初，路由器处于INIT状态。在收到第一个新的LSA中，路由器转移到FIRST LSA状态，并启动spfDelay timer，默认5s。在FIRSTLSA状态的路由器收到LSA时不会引起路由表更新，spfDelay结束后，路由器执行路由表更新并启动spfHoldTime timer，同时，路由器转移到SPF状态。spfHoldTime具有预先配置的较小的初始值。如果spfHoldTime期间没有收到任何新的LSA，路由器返回INIT状态，收敛完成。如果路由器在SPF状态接收到一个新的LSA，会导致spfHoldTime值增加一倍，上限为10秒。同时路由器状态转移到SPFHOLD状态，在SPFHOLD状态下接收的LSA不会引起路由表更新。当spfHoldTime结束后，路由器移回SPF状态，执行一次路由表更新并重新启动spfHoldTime计时器，spfHoldTime将被设置一个新的值。重复上述过程直至返回到INI T状态，则收敛完成。指数规算法在开始时spfHoldTime用较小的初始值，一旦拓扑结构变化频繁，spfHoldTime将很快达到其最大值从而有效限制了路由表的更新频率。但由于卫星网络的高动态特性，指数规避算法在用于卫星网络时，spfHoldTime会很快到达极限值，会造成大量时延。而且在指数规避算法中，定时器是作为判断路由表更新的唯一标准，这将产生大量的不必要的时延，例如，当整个网络中只有一个LSA时，假设路由器在0时刻收到该LSA，使用指数规避算法会延迟spfDelay+spfHoldTime的时间，而这个延时是没有必要的，这会影响整个网络的收敛速度。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺点和不足，本专利技术提供了一种LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，减小了卫星网络中故障检测的时间与误判率，降低了网络开销，提高了卫星网络的路由收敛速度。为实现上述目的，本专利技术提供了一种LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，包括：动态双向转发检测的步骤；用于MEO/LEO卫星网络的覆盖分簇的步骤；卫星网络故障类型判断的步骤。进一步的，动态双向转发检测的步骤，包括：相关参数设定，具体为：每个节点内部设置两个参数：设邻居节点数量为n，邻居节点的可靠性等级对端链路的可靠性等级当节点A发生节点故障时，该邻居节点可靠性等级为当链路A-B发生故障时，节点A，B链路的可靠性等级为节点中会话建立后，网络中的所有节点采用相同的报文发送间隔t，每个节点本端的检测倍数为N，当网络发生故障时，故障的检测时间T＝t*N。进一步的，发送检测报文的间隔时间： t = 2 ( S N i + S L i j - K ) * ( D d - D s ) + D s ]]>其中K为对端节点可靠性等级与链路可靠性等级的初始值之和，为对端节点的可靠性等级，为与对端节点间的链路可靠性等级，Dd为发送检测报文的时间间隔的初始值，Ds为端到端传输时延；当时，当时，N＝1；其中Nd为发送报文乘数的初始值，为节点i与节点j之间链路的可靠性等级，为对端邻居节点的可靠性等级。进一步的，动态双向转发检测的步骤，还包括，基于DBFD实现卫星网络故障的快速检测，具体为：第一步：源端R1发送向对端R2周期性的发送报文以确定A-B链路的连通状态；第二步：对端R2收到P置位的报文，根据源端R1的节点可靠性等级与R1，R2之间的链路可靠性等级设置检测报文的时间间隔检测乘数发送过程中将确认位K置为1；第三步：源端接收到K置位报文，根据R2的节点可靠性等级与R1，R2之间的链路可靠性等级设置检测报文的时间间隔检测乘数第四步：最终R1与R2通过对端的节点可靠性等级与链路可靠性等级动态设置检测报文的发送间隔与检测乘数。进一步的，用于MEO/LEO卫星网络的覆盖分簇的步骤，包括：S1,卫星分类:给定卫星集合S，根据轨道高度，将卫星集合分为两类：M＝{mi|i＝1,2,...,m本文档来自技高网...

【技术保护点】
LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，其特征在于，包括：动态双向转发检测的步骤；用于MEO/LEO卫星网络的覆盖分簇的步骤；卫星网络故障类型判断的步骤。

【技术特征摘要】
1.LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，其特征在于，包括：动态双向转发检测的步骤；用于MEO/LEO卫星网络的覆盖分簇的步骤；卫星网络故障类型判断的步骤。2.根据权利要求1所述LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，其特征在于，动态双向转发检测的步骤，包括：相关参数设定，具体为：每个节点内部设置两个参数：设邻居节点数量为n，邻居节点的可靠性等级对端链路的可靠性等级当节点A发生节点故障时，该邻居节点可靠性等级为当链路A-B发生故障时，节点A，B链路的可靠性等级为节点中会话建立后，网络中的所有节点采用相同的报文发送间隔t，每个节点本端的检测倍数为N，当网络发生故障时，故障的检测时间T＝t*N。3.根据权利要求2所述LEO/MEO卫星网络的路由快速收敛优化方法，其特征在于，发送检测报文的间隔时间： t = 2 ( S N i + S L i j - K ) * ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘成胜，来维庚，杨力，魏德宾，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21