基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法技术

本发明专利技术提供一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，属于星座路由计算技术领域，本发明专利技术方法根据卫星网络的应用场景将多星座互联路由架构划分为卫星核心自治系统和卫星用户自治系统，其中卫星核心自治系统采用分布式路由策略，运行定制化内部网关协议；边界路由器接收来自卫星用户自治系统的报文并进行IP首部封装或链路层首部封装，向卫星发送；收到报文的卫星在网络层或链路层转发报文到达目的网络卫星终端或目的网关；目的网络卫星终端或目的网关解封装报文，恢复为原始的IP报文，并根据原始报文中的目的IP地址通过查找路由表或转发表将原始的IP报文发送给目的网络卫星终端，将处于不同建设阶段卫星星座网络进行融合。络进行融合。络进行融合。

【技术实现步骤摘要】
基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法


[0001]本专利技术涉及一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，属于星座路由计算


技术介绍

[0002]天地一体化信息网络是未来信息获取、分发、传输和应用的核心基础设施，各类星座网络是构建天基系统的重要组成部分。如何将这些网络进行融合，实现高效互联是构建天地一体化网络需要解决的关键问题。其中，实现网络层融合的路由架构设计是首先要面对的技术难点。一方面，因为各类网络高度异构，在传输技术、编制策略、路由协议和网络管理方面都有很大差异，利用统一的路由架构实现网络融合面临诸多挑战。另一方面，在天地一体化网络构建的长期进程中，各网络处于不同建设阶段，尤其是不同的星座网络部署和配置差异较大，给路由架构设计提出又一难题。
[0003]现有技术天地一体化网络融合在网络层方面的工作主要是将卫星网络看作不同的自治系统（AS），采用域间路由的方式将两种网络进行融合。目前涉及的主要工作包括：（1）在路由协议设计方面：目前提出了边界网关协议的卫星版本，即BGP
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S协议。该协议是BGP v4协议版本的改进，并可与该协议实现互操作。BGP
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S能够实现通过卫星网络的路径的自动发现，并在天地一体化网络中得到比BGP
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4更小的时延。此外，还有文献提出Hub & Spoke BGP协议，考虑星地链路有限的带宽，利用无线网络的广播特性来传输BGP消息，减少带宽的占用。（2）在路由体系架构设计方面：有研究针对特定的网络场景，提出针对移动空中节点互联背景下使用BGP骨干网络提供连接性的方法，在这些场景中BGP可部署于卫星网络中，每个移动网络是一个独立的AS域，彼此通过BGP互连起来。还有研究分析了在DVB
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S2/RCS网络中部署BGP的不同方式。针对TSAT系统的路由架构，有研究提出可以利用基于策略的路由过滤方法支持特殊的连接场景，如VPNs。（3）在基于BGP的卫星网络路由性能方面，目前也有一些涉及路由性能、稳定性、开销等方面的讨论。
[0004]上述工作将卫星网络划分为不同的路由域，仅提供了通过BGP协议实现网络互联的初步方案，仍有涉及路由架构设计的具体问题并未讨论，尤其是针对现存处于不同部署阶段的星座网络的特点，还有诸多问题需要解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，解决将各类处于不同建设阶段卫星星座网络进行融合的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案实现：本专利技术提供一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，包括如下步骤：根据卫星网络的应用场景将多星座互联路由架构划分为卫星核心自治系统和卫
星用户自治系统，所述卫星核心自治系统包括多颗卫星及边界路由器，所述卫星核心自治系统采用分布式路由策略，运行定制化内部网关协议；所述边界路由器接收来自卫星用户自治系统的原始报文，进行IP首部封装或链路层首部封装，向卫星发送；所述卫星在网络层或链路层，根据封装报文首部的IP地址或链路层地址，通过查找星上路由表或星上转发表，将封装报文转发到目的网络卫星终端或目的网关；所述目的网络卫星终端或目的网关解封装报文，恢复为原始报文，并根据原始报文中的目的IP地址，查找地面路由表将原始报文发送给目的用户终端。
[0007]进一步的，运行所述定制化内部网关协议的卫星只与卫星核心自治系统中的对等实体交换路由信息，其他路由前缀直接转发。
[0008]进一步的，所述边界路由器包括网络卫星终端或网关，所述网络卫星终端之间，及网关之间运行iBGP协议。
[0009]进一步的，所述网络卫星终端或网关通过路由协议和ARP协议，获得目的网络卫星终端或目的网关的链路层地址和IP地址之间的映射关系。
[0010]进一步的，所述边界路由器和卫星用户自治系统之间通过运行eBGP协议交换路由前缀。
[0011]进一步的，所述方法包括根据不同卫星波束覆盖区域形成不同的子网，配置独立的地址空间，为网络卫星终端和用户卫星终端分配与其所在卫星波束匹配的地址。
[0012]进一步的，所述IP首部封装包括：将新的IP首部中的目的地址设置为目的网络卫星终端或目的网关的IP地址，利用该首部封装原始IP报文，向卫星进行发送。
[0013]进一步的，所述链路层首部封装包括：将链路层首部中的目的地址设置为目的网络卫星终端或目的网关的链路层ID，利用该链路层首部封装原始IP报文，向卫星进行发送。
[0014]进一步的，所述分布式路由策略包括：当一颗卫星与多个网关或网络卫星终端连接时，卫星处汇聚并需要传输到地面的业务流量，根据所连接网关或网络卫星终端的馈电链路的容量和带宽使用情况，选择不同的网关或网络卫星终端；当一个网关或网络卫星终端连接多颗卫星时，网关或网络卫星终端处汇聚并需要传输到星上的业务流量，根据连接网关或网络卫星终端的馈电链路的容量和带宽使用情况选择不同的卫星。
[0015]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术提供一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，能够与现有路由机制兼容，支持与标准路由协议的互操作性，支持按需建立不同拓扑的VPN，具有灵活的组网能力，提供灵活多样的路由策略；提供一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，通过采用分布式路由策略提供足够的扩展性，便于支持大型网络。卫星仅需要进行简单的星上处理，不需了解外部网络信息，仅运行定制化内部网关协议，易于实现不同时期部署的卫星网络的互联。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例提供的多星座互联路由架构的应用场景示意图；图2是本专利技术实施例提供的多星座互联路由架构示意图；图3是本专利技术实施例提供的多星座互联路由架构中运行的路由协议示意图；图4是本专利技术实施例提供的IP首部封装方法示意图；图5是本专利技术实施例提供的链路层首部封装方法示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0018]实施例一本专利技术提供的一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，所应用的网络场景中，有多种卫星网络为了不同的目的部署于不同的时期。比如，有些卫星网络主要支持窄带业务，如话音和低速数据业务；另一些卫星网络可能支持宽带业务，如音视频等。
[0019]如图1所示，为本实施例提供的多星座互联路由架构的应用场景示意图，本专利技术提供的一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法尤其适用于地球静止轨道卫星网络，也适用于其他种类的卫星网络。
[0020]在应用场景中使用以下术语：UST：用户卫星终端，通过一个卫星与地面之间的用户链路接入卫星网络的地球站；NST：网络卫星终端，通过卫星与地面之间的用户链路接入卫星网络的地球站，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，其特征在于，包括如下步骤：根据卫星网络的应用场景将多星座互联路由架构划分为卫星核心自治系统和卫星用户自治系统，所述卫星核心自治系统包括多颗卫星及边界路由器，所述卫星核心自治系统采用分布式路由策略，运行定制化内部网关协议；所述边界路由器接收来自卫星用户自治系统的原始报文，进行IP首部封装或链路层首部封装，向卫星发送；所述卫星在网络层或链路层，根据封装报文首部的IP地址或链路层地址，通过查找星上路由表或星上转发表，将封装报文转发到目的网络卫星终端或目的网关；所述目的网络卫星终端或目的网关解封装报文，恢复为原始报文，并根据原始报文中的目的IP地址，查找地面路由表将原始报文发送给目的用户终端。2.根据权利要求1所述的一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，其特征在于，运行所述定制化内部网关协议的卫星只与卫星核心自治系统中的对等实体交换路由信息，其他路由前缀直接转发。3.根据权利要求1所述的一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，其特征在于，所述边界路由器包括网络卫星终端或网关，所述网络卫星终端之间，及网关之间运行iBGP协议。4.根据权利要求3所述的一种基于隧道封装多星座互联路由架构的星座网络融合方法，其特征在于，所述网络卫星终端或网关通过路由协议和ARP协议，获得目的网络卫星终端或目的网关的链路层地址和IP地址之间的映射关系。5.根据权利要求1所述的一种基于隧道封装多星座互联路...

【专利技术属性】
技术研发人员：续欣，杨晓琴，梁晓虎，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：