一种基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方法，该方法利用SDN网络体系架构节省有限的星上计算和存储资源并提高卫星通信网络的自适应能力，考虑星间链路的时延、可用带宽、链路切换与负载因素得到了星间链路的初始权重函数、链路稳定度函数与链路负载度函数，针对不同要求的业务类型，计算权重因子矩阵，利用调整因子来减小瓶颈节点的影响，并根据链路代价函数更新路径决策矩阵。本方法有效地避开拥塞节点，减少由于链路切换导致的业务路径重构问题，复杂度低，不但在时延、链路稳定度与负载均衡方面具有良好的性能，而且保证了多用户的QoS。且保证了多用户的QoS。且保证了多用户的QoS。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方法


[0001]本专利技术属于卫星组网领域，特别涉及基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方法。

技术介绍

[0002]随着全球网络和信息需求的发展，地面通信网络已经不能满足日益增长的用户需求。未来的天地一体化信息网络将提供比当前网络更多的资源。而卫星通信是一种理想的远距离通信技术，它不仅可以克服地理条件的局限性，而且可以提供廉价，持续，可靠的通信信道。因此，将卫星网络的全球覆盖，移动性和可扩展性的优势与地面网络的巨大传输能力和低时延的特点相结合，来实现空天地一体化的信息网络成为需求。但低轨卫星通信网络中的动态拓扑，不均匀的流量分布，有限的功率、存储和处理能力，这使得传统网络的路由方法无法应用于低轨卫星的星间路由。然而，新兴的网络应用需求日益复杂多变，这给卫星通信网络的有效和灵活管理带来了迫切的需求。因此，为了解决卫星网络中的这些问题，人们把注意力转向了软件定义网络。
[0003]软件定义网络(Software Defined Net work，SDN)是一种新的通信网络体系结构模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)，根据星间链路的链路状态和链路持续、断开时间，计算链路初始权重函数和链路生存稳定函数；(2)，根据GEO获取的星间链路流量负载状态，计算链路负载矩阵和链路负载函数；(3)，针对不同业务类型的不同需求，计算权重因子矩阵和调整因子以保证多用户的QoS；(4)，将初始权重函数、链路稳定度和链路负载度函数归一化，得到链路代价函数，计算不同业务类型的路径决策矩阵。2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方法，其特征在于，所述步骤(1)中，包括如下具体步骤：(1a)，在虚拟MPLS卫星网络中B
m
×
m
＝(b
u，υ
)
m
×
m
为剩余带宽矩阵，代表卫星u与υ链路的可获得带宽，D
m
×
m
＝(d
u，υ
)
m
×
m
为传播时延矩阵，代表各星间链路的传播时延，计算出星间链路S
u
→
S
υ
初始权重值：其中B
u，υ
(t)为链路S
u
→
S
υ
在t时刻的剩余可用带宽，B
max
为当前卫星网络链路中可用剩余带宽的最大值，D
u，υ
(t)为链路S
u
→
S
υ
在t时刻的传播时延，D
min
为当前卫星网络链路中的最小传播时延，α、β为权重因子；(1b)，根据星间链路连接状态，计算从源卫星节点S到目的卫星节点D的标签交换路径集：LSP＝{lsp1，lsp2，lsp3，
…
，lsp
n
}；
ꢀꢀ
(2)(1c)，共有n条可选用路径，lsp
k
(1≤k≤n)代表第k条路径，则第k条路径的初始权重值为：其中m表示lsp
k
路径的总条数；(1d)，在卫星星座系统中星间链路的通断在一个轨道周期内会发生多次切换，假设卫星S
u
与卫星S
υ
在时刻建立星间链路并在时刻链路断开，此时星间链路S
u
→
S
υ
的生存时间T
k
为：(1e)，在任意时刻t，星间链路的剩余生存时间为：其中(1f)，计算星间链路S
u
→
S
υ
的稳定度为：其中T
tol
为卫星星座系统的运动周期；
(1g)，根据式(6)，计算星间链路稳定度矩阵：(1h)，根据星间链路的剩余生存时间计算出lsp
k
(1≤k≤n)的星间链路稳定值：其中T(S
u
→
S
υ
)
min
为lsp
k
(1≤k≤n)中各星间链路的最小链路剩余生存时间。3.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高性能QoS保证低轨卫星星间路由方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奎宇，宋晓勤，雷磊，缪娟娟，张昕婷，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：