包括路径成本或效用的部分排序的数据包转发制造技术

技术编号:35853746 阅读:17 留言:0更新日期:2022-12-07 10:39
一种用于在网络(例如卫星网状网络)中路由数据包的方法和装置。对于能够进一步处理所述数据包以将所述数据包路由到目的地(例如地面站点)的多个目的地设备中的每一个目的地设备,确定与将所述数据包转发到所述目的地设备相关联的相应成本或效用。对于给定值k,确定所述成本最低或所述效用最高的k个目的地设备的未排序子集,没有必要按照成本或效用对所述多个目的地设备进行完全排序。然后,将所述数据包转发到所述目的地设备的子集中的所述选定的一个目的地设备。成本可以对应于所述目的地设备(例如卫星)与所述其它目的地之间的距离。排序网络和选择器网络可以在硬件中实现,以生成所述未排序子集。成所述未排序子集。成所述未排序子集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括路径成本或效用的部分排序的数据包转发
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求于2020年5月26日提交的申请号为16/882,952、专利技术名称为“包括路径成本或效用的部分排序的数据包转发(Packet Forwarding Incorporating Partial Sorting of Path Costs or Utilities)”的美国专利申请的优先权的权益,其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0003]本专利技术涉及分组数据网络,例如光卫星网状网络,尤其涉及一种用于支持在这类网络中转发数据包的方法和装置。

技术介绍

[0004]正在开发低轨(low earth orbit,LEO)卫星星座,以提供互联网路由服务等。目前提出将一组卫星分布在空间中并组织成网状网络。提出将自由空间光(即激光)链路作为提供卫星之间高带宽网络连接的一种方式。其它类型的链路,例如射频或微波链路也是可能的。
[0005]数据包可以沿着各种路径通过卫星网状网络进行路由。由于卫星相对于地球表面快速移动,因此将数据包路由到地面目的地需要考虑卫星位置和与目的地位置的距离。在这类场景下快速计算有效路由路径需要大量计算,而且目前的路由方法需要改进和定制卫星网状网络。
[0006]地理路由涉及基于地理位置信息的数据包路由,没有必要依赖网络拓扑信息。这类路由方案是无线网络已知的,但尚未广泛应用于卫星网络。此外,这些方案在计算效率和/或卫星网状网络适用性方面需要改进。
[0007]因此,需要一种用于支持在卫星网状网络和类似网络中转发数据包的方法和装置,从而避免或减轻现有技术中的一个或多个限制。
[0008]
技术介绍
的目的是揭示申请人认为可能与本专利技术相关的信息。没有必要承认也不应解释任何上述信息构成与本专利技术相对的现有技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术实施例的目的是提供一种用于,例如在利用多路径转发的卫星网络中,转发数据包的方法和装置,其中路径成本或效用进行部分排序。排序足以识别一组成本最低或效用最高的k个下一目的地,但无需按照成本对这些下一目的地进行完全排序。
[0010]根据本专利技术实施例,提供了一种用于在网络中路由数据包的方法。所述方法包括:对于能够进一步处理所述数据包以将所述数据包路由到其它(例如最终)目的地的多个目的地设备中的每一个目的地设备,确定与将所述数据包转发到所述多个目的地设备中的所述一个目的地设备相关联的相应成本或效用。所述方法包括:对于预定值k,确定所述成本最低或所述效用最高的k个目的地设备的未排序子集。所述方法包括:选择所述目的地设备
的子集中的一个目的地设备。所述方法包括:将所述数据包转发到所述目的地设备的子集中的所述选定的一个目的地设备。
[0011]根据本专利技术实施例,提供了一种用于在网络中路由数据包的装置。所述装置包括成本确定器,用于:对于能够进一步处理所述数据包以将所述数据包路由到其它目的地的多个目的地设备中的每一个目的地设备,确定与将所述数据包转发到所述多个目的地设备中的所述一个目的地设备相关联的相应成本或效用。所述装置包括目的地子集选择器,用于:对于预定值k,确定所述成本最低或所述效用最高的k个目的地设备的未排序子集。所述装置包括目的地选择器,用于选择所述目的地设备的子集中的一个目的地设备。所述装置包括数据包转发器,用于将所述数据包转发到所述目的地设备的子集中的所述选定的一个目的地设备。
[0012]上面结合本专利技术各个方面描述了实施例,这些实施例可以基于这些方面来实现。本领域技术人员将理解,实施例可以结合描述它们的方面来实现,但也可以与该方面的其它实施例一起实现。当实施例相互排斥或彼此不兼容时,这对于本领域技术人员将是显而易见的。一些实施例可以结合一个方面进行描述,但也可以适用于其它方面,这对本领域技术人员是显而易见的。
附图说明
[0013]结合附图,通过以下详细描述,本专利技术的进一步特征和优点将变得显而易见。
[0014]图1A示出了本专利技术实施例要解决的现有技术场景中的卫星相对于以通信方式耦合到卫星的地面目的地快速移动。
[0015]图1B示出了本专利技术一个实施例提供的与地面目的地进行通信的卫星星座的一部分。
[0016]图1C示出了本专利技术另一个实施例提供的与地面目的地进行通信的卫星星座的一部分。
[0017]图2示出了本专利技术实施例提供的一种用于在网络中路由数据包的方法。
[0018]图3是本专利技术一个实施例提供的转发平面操作的框图。
[0019]图4是本专利技术另一个实施例提供的转发平面操作的框图,其中,转发成本等同于到目的地的距离。
[0020]图5示出了现有技术提供的排序网络的比较器元件。
[0021]图6示出了现有技术提供的四元件排序网络。
[0022]图7示出了现有技术提供的包括多个比较器元件的选择器组件。
[0023]图8示出了现有技术提供的且在本专利技术实施例中使用的全选择器。
[0024]图9示出了本专利技术一个实施例提供的包括三个图8所示选择器的树。
[0025]图10示出了本专利技术一个实施例提供的一种确定成本最低或效用最高的k个目的地设备的未排序子集的方法。
[0026]图11是本专利技术不同实施例提供的电子设备的示意图,所述电子设备可以执行本文中显式地或隐式地描述的上述方法和特征的任一或全部操作。
[0027]需要说明的是,在整个附图中,相似的特征由相似的附图标记标识。
具体实施方式
[0028]本文中使用的术语“约”应该理解为包括相对于标称值的变化,例如,相对于标称值的+/

10%的变化。应当理解,无论是否具体提及,本文中提供的给定值总是包括这种变化。
[0029]当使用LEO卫星网状网络将数据包路由到地面目的地时,值得注意的是,卫星星座通常相对于目的地快速移动。这使得在给定时间处确定转发数据包的路径以便高效地到达目的地变得很困难。例如,希望确定哪颗卫星目前最靠近(或足够靠近)地面目的地,以便数据包可以路由到该卫星。星座几何体可以有助于实现这种路由。具体地,根据本专利技术实施例,卫星星座可以用于将数据包路由到几何上最靠近目的地位置的卫星。为了帮助实现这一点,可以采用地理路由,其中每个数据包的目的地地址包括数据包的目的地的几何(地理)位置的指示。例如,这个位置可以是目的地地址的一部分。
[0030]图1A示出了基础的技术难点,其中,卫星105相对于地面目的地110快速移动(例如以8000m/s)。在不到一分钟的时间里,空中卫星就可以距离目的地300km。因此,必须及时更新到目的地的路由。
[0031]图1B通过一个示例示出了卫星星座的一部分。该卫星星座包括保存用于转发到地面目的地125的数据包的第一卫星120以及多个中间卫星130、132、134、136、138、140。通信链路如虚线所示,卫星相对于地面移动。虽然每个中间卫星可以与目的地125进行通信,但希本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在网络中路由数据包的方法,其特征在于,所述方法包括:对于能够进一步处理所述数据包以将所述数据包路由到其它目的地的多个目的地设备中的每一个目的地设备,确定与将所述数据包转发到所述多个目的地设备中的所述一个目的地设备相关联的相应成本或效用;对于预定值k,确定所述成本最低或所述效用最高的k个目的地设备的未排序子集;选择所述目的地设备的子集中的一个目的地设备;将所述数据包转发到所述目的地设备的子集中的所述选定的一个目的地设备。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述成本或所述效用是与将所述数据包从所述多个目的地设备中的所述一个目的地设备转发到所述其它目的地相关联的成本或效用。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述成本对应于所述多个目的地设备中的所述一个目的地设备与所述其它目的地之间的距离。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述确定子集不需要按照所述成本或所述效用对所述多个目的地设备进行完全排序。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述确定子集包括:按照所述成本或所述效用对所述多个目的地设备的第一子集进行排序;按照所述成本或所述效用对所述多个目的地设备的第二子集进行排序,其中,所述第二子集与所述第一子集不相交;使用选择器处理所述第一子集和所述第二子集,其中,所述选择器将所述成本最低或所述效用最高的k个目的地设备的子集提供为输出,所述子集未按照所述成本和所述效用进行排序。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一子集提供为第一先前选择器的未排序输出,其中,所述第一先前选择器用于处理所述多个目的地设备的第一对子集,所述第一对子集中的每个子集按照所述成本或所述效用进行排序;和/或所述第二子集提供为第二先前选择器的未排序输出,其中,所述第二先前选择器用于处理所述多个目的地设备的第二对子集,所述第二对子集中的每个子集按照所述成本或所述效用进行排序。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述未排序子集使用设置在n级树中的多个选择器元件确定,所述n级中的第一级具有n个并行操作的选择器元件,所述n级中的每个连续级比所述n级中的上一级少一个选择器元件,所述前n

1级的每级中的选择器元件的输出提供为所述n级的下一级中的选择器元件的输入,所述多个选择器元件中的每个选择器元件用于:按照所述成本或所述效用对所述多个目的地设备的第一相应子集进行排序;按照所述成本或所述效用对所述多个目的地设备的第二相应子集进行排序,其中,所述第二相应子集与所述第一相应子集不相交;在所述排序之后,使用选择器处理所述第一相应子集和所述第二相应子集,其中,所述选择器将所述成本最低或所述效用最高的所述第一相应子集和所述第二相应子集中的多个目的地设备提供为输出,所述多个目的地设备未按照所述成本或所述效用进行排序。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述选择所述目的地设备的子集中的一个目的地设备包括:只从关联成本或关联效用在预定范围内的子集的成员中选择。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,根据所述数据包内包括的地址信息选择所述目的地设备的子集中的一个目的地设备。10.一种用于在网络中路由数据包的装置,其特征在于,所述装置包括:成本确定器,用于:对于能够进一步处理所述数据包以将所述数据包路由到其它目的地的多个目的地设备中的每一个目的地设备,确定与将所述数据包转发到所述多个目的地设备中的所述一个目的地设备相关联的相应成本或效用...

【专利技术属性】
技术研发人员:威廉
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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