空天地一体化网络的路由方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种空天地一体化网络的路由方法和装置，涉及通信的技术领域，包括：获取空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑和所述网络拓扑的网络状态信息；基于网络状态信息，确定目标网域内路由成本的权重计算因子；将控制信息发送至目标网域内的所有交换机，以使每个交换机在对数据流进行转发时基于控制信息确定目标下一跳节点；本发明专利技术方法在空天地一体化网络中使用统一的SDN网络体系，使得数据流在进行跨域路由时不需要进行协议适配，避免域间指标转换，减轻协议复杂性；通过收集目标网域网络拓扑的网络状态信息来计算路由成本的权重计算因子，能够动态地将使用率高的资源作为影响路由成本的主要因素，平衡过载资源，提高整体资源平衡率。提高整体资源平衡率。提高整体资源平衡率。

【技术实现步骤摘要】
空天地一体化网络的路由方法和装置


[0001]本专利技术涉及通信的
，尤其是涉及一种空天地一体化网络的路由方法和装置。

技术介绍

[0002]空天地一体化网络（Space
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Air
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Ground Integrated Network，SAGIN）作为传统地面网络的延伸和补充，在近几年受到了广泛的关注。SAGIN由不同网段间集成形成，这些异构网络所处环境的差异性导致了其网络资源和路由协议的极大差异性，且当前SAGIN环境下，常见的路由策略大都以跳数、时延、能耗等指标中的某个单一指标作为优化指标，由于SAGIN不同域的资源存在极大的差异性，上述路由策略极易导致整体资源负载不均衡，网络利用率低的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种空天地一体化网络的路由方法和装置，以缓解现有的路由方法存在的资源负载不均衡，网络利用率低的技术问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种空天地一体化网络的路由方法，包括：获取所述空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑和所述网络拓扑的网络状态信息；其中，所述空天地一体化网络中的空域网段、天域网段和地面域网段均采用SDN网络体系；所述目标网域为所述空天地一体化网络中的任一网域；基于所述网络状态信息，确定所述目标网域内路由成本的权重计算因子；其中，所述权重计算因子用于表征所述目标网域内的资源利用率；将控制信息发送至所述目标网域内的所有交换机，以使每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点；其中，所述控制信息包括：所述网络拓扑、所述网络状态信息和所述权重计算因子。
[0005]在可选的实施方式中，所述获取所述空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑，包括：向目标交换机发送携带LLDP数据包的Packet_out消息，以使所述目标交换机向所有与其相连接的下一跳交换机转发所述LLDP数据包；其中，所述目标交换机为与所述目标网域内的SDN控制器相连接的交换机；接收所述下一跳交换机反馈的Packet_in消息；其中，所述Packet_in消息为所述下一跳交换机基于所述LLDP数据包确定的消息；基于所述目标网域内所有交换机反馈的所述Packet_in消息确定所述网络拓扑。
[0006]在可选的实施方式中，所述权重计算因子包括：全局计算能力使用状况成本因子，全局节点能量使用状况成本因子和全局缓存空间使用状况成本因子。
[0007]在可选的实施方式中，所述基于所述网络状态信息，确定所述目标网域内路由成本的权重计算因子，包括：利用算式计算全局计算能力使用状况成本
因子；其中，表示所述全局计算能力使用状况成本因子，表示所述目标网域内交换机的节点计算能力，表示所述交换机已使用的节点计算能力；利用算式计算全局节点能量使用状况成本因子；其中，表示所述全局节点能量使用状况成本因子，表示所述交换机的节点剩余能量，表示所述交换机的已使用节点能量；利用算式计算全局缓存空间使用状况成本因子；其中，表示所述全局缓存空间使用状况成本因子，表示所述交换机的节点剩余缓存，表示所述交换机的已使用缓存空间。
[0008]在可选的实施方式中，所述每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点，包括：获取所述数据流的目的节点信息；基于所述目的节点信息和所述控制信息中的网络拓扑，确定所有可选下一跳节点；利用算式计算每个所述可选下一跳节点的路由成本；其中，表示所述交换机路由至可选下一跳节点的路由成本，，，，，表示处理数据流的算力成本，表示数据流所需的CPU算力，表示的节
点计算能力，表示处理数据流的能耗成本，表示处理数据流所需的能耗，表示的节点剩余能量，表示处理数据流的缓存成本，表示数据流所需的缓存空间，表示的节点剩余缓存，表示路由至的时延成本，表示与可选下一跳节点之间的链路的时延，表示数据流的总数据量，表示链路的链路带宽；将所有所述可选下一跳节点的路由成本中最小路由成本对应的节点作为所述目标下一跳节点。
[0009]在可选的实施方式中，在每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点之后，所述方法还包括：接收所述目标网域内带内网络遥测服务器发送的更新后的网络状态信息；基于所述更新后的网络状态信息，确定所述目标网域内路由成本的目标权重计算因子；在所述目标权重计算因子满足预设更新条件的情况下，更新所述控制信息中的权重计算因子。
[0010]在可选的实施方式中，每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点的约束条件包括：链路容量约束，计算能力约束，能量消耗约束和缓存容量约束。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种空天地一体化网络的路由装置，包括：获取模块，用于获取所述空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑和所述网络拓扑的网络状态信息；其中，所述空天地一体化网络中的空域网段、天域网段和地面域网段均采用SDN网络体系；所述目标网域为所述空天地一体化网络中的任一网域；第一确定模块，用于基于所述网络状态信息，确定所述目标网域内路由成本的权重计算因子；其中，所述权重计算因子用于表征所述目标网域内的资源使用状态；发送模块，用于将控制信息发送至所述目标网域内的所有交换机，以使每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点；其中，所述控制信息包括：所述网络拓扑、所述网络状态信息和所述权重计算因子。
[0012]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式中任一项所述的方法的步骤。
[0013]第四方面，本专利技术提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行前述实施方式中任一项所述的方法。
[0014]本专利技术提供的空天地一体化网络的路由方法，包括：获取空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑和网络拓扑的网络状态信息；其中，空天地一体化网络中的空域网段、天域网段和地面域网段均采用SDN网络体系；目标网域为空天地一体化网络中的任一网域；基于网络状态信息，确定目标网域内路由成本的权重计算因子；其中，权重计算因子用于表征
目标网域内的资源使用状态；将控制信息发送至目标网域内的所有交换机，以使每个交换机在对数据流进行转发时基于控制信息确定相应的目标下一跳节点；其中，控制信息包括：网络拓扑、网络状态信息和权重计算因子。
[0015]本专利技术提供的空天地一体化网络的路由方法，在空天地一体化网络中使用统一的SDN网络体系，使得数据流在进行跨域路由时不需要进行协议适配，避免域间指标转换，减轻了协议复杂性，且通过收集目标网域网络拓扑的网络状态信息来计算路由成本的权重计算因子，能够动态地将使用率高的资源作为影响路由成本的主要因素，进而平衡过载资源，提高整体资源平衡率。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空天地一体化网络的路由方法，其特征在于，包括：获取所述空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑和所述网络拓扑的网络状态信息；其中，所述空天地一体化网络中的空域网段、天域网段和地面域网段均采用SDN网络体系；所述目标网域为所述空天地一体化网络中的任一网域；基于所述网络状态信息，确定所述目标网域内路由成本的权重计算因子；其中，所述权重计算因子用于表征所述目标网域内的资源使用状态；将控制信息发送至所述目标网域内的所有交换机，以使每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点；其中，所述控制信息包括：所述网络拓扑、所述网络状态信息和所述权重计算因子。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述空天地一体化网络中目标网域的网络拓扑，包括：向目标交换机发送携带LLDP数据包的Packet_out消息，以使所述目标交换机向所有与其相连接的下一跳交换机转发所述LLDP数据包；其中，所述目标交换机为与所述目标网域内的SDN控制器相连接的交换机；接收所述下一跳交换机反馈的Packet_in消息；其中，所述Packet_in消息为所述下一跳交换机基于所述LLDP数据包确定的消息；基于所述目标网域内所有交换机反馈的所述Packet_in消息确定所述网络拓扑。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述权重计算因子包括：全局计算能力使用状况成本因子，全局节点能量使用状况成本因子和全局缓存空间使用状况成本因子。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述网络状态信息，确定所述目标网域内路由成本的权重计算因子，包括：利用算式计算全局计算能力使用状况成本因子；其中，表示所述全局计算能力使用状况成本因子，表示所述目标网域内交换机的节点计算能力，表示所述交换机已使用的节点计算能力；利用算式计算全局节点能量使用状况成本因子；其中，表示所述全局节点能量使用状况成本因子，表示所述交换机的节点剩余能量，表示所述交换机的已使用节点能量；
利用算式计算全局缓存空间使用状况成本因子；其中，表示所述全局缓存空间使用状况成本因子，表示所述交换机的节点剩余缓存，表示所述交换机的已使用缓存空间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每个所述交换机在对数据流进行转发时基于所述控制信息确定相应的目标下一跳节点，包括：获取所述数据流的目的节点信息；基于所述目的节点信息和所述控制信息中的网络拓扑，确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚海鹏，姬小媛，董涛，宫永康，忻向军，张尼，张琦，韩宝磊，
申请(专利权)人：北京卫星信息工程研究所，
类型：发明
国别省市：