本发明专利技术公开了一种基于软件定义网络的高通量卫星系统路由寻址方法。它涉及卫星通信领域中高通量卫星网络技术。本发明专利技术针对高通量卫星通信系统海量用户接入、多信关站落地、多点波束组网的特点，设计了业务交换与载波分配高度耦合的基于软件定义的路由寻址交换方法，控制面由卫星网络SDN控制器通过卫星链路层发现协议、与网管交互载波分配信息等自动生成卫星网络拓扑映射表；业务面利用SDN交换机来实现站内站间业务交换，极大简化了信关站卫星终端的工作，满足用户海量数据交换转发的需求。采用这种方式可以大大简化系统网络配置，提升网络弹性调整能力，提高系统的容量和交换能力。提高系统的容量和交换能力。提高系统的容量和交换能力。
【技术实现步骤摘要】
一种基于软件定义网络的高通量卫星系统路由寻址方法
[0001]本专利技术属于卫星通信领域，公开一种基于软件定义网络（SDN）的高通量卫星系统路由寻址方法，特别适用于基于高轨多点波束透明转发的高通量卫星地面系统网络。
技术介绍
[0002]高通量卫星通信系统具备通信容量大、多点波束、波束增益高、资源低廉等优良特性，已作为下一代卫星通信的主要发展趋势之一在国际上得到广泛应用，在网络覆盖延伸、骨干网络备份、边远地区覆盖、保障应急通信等方面发挥了越来越大的作用。
[0003]目前，各卫星通信公司的高通量卫星通信系统网络架构主要采用星型架构，依托信关站作为地面网到用户以及各波束下用户间信息交换转发的中心。并且由于高通量卫星系统有多个点波束，通常需要建设多个信关站来满足覆盖的需求。当前信关站内主要采用基于传统二层（桥模式）或标准三层（路由模式，通常采用OSPF路由协议）的路由交换方式，设备连接复杂、网络调整困难，路由重收敛时间长，移动用户在多点波束间做跨波束运动时需要更改IP地址，中断时间较长。并且由于高通量卫星通信系统为星型架构，所有数据都要经信关站落地处理，信关站卫星终端的处理能力成为用户大规模应用的瓶颈。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对
技术介绍
中高通量卫星网络中当前路由交换存在的一些问题，引入软件定义网络（以下简称SDN）的技术，设计了一种基于软件定义网络（SDN）的高通量卫星系统路由寻址方法。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种基于软件定义网络（SDN）的高通量卫星系统路由寻址方法，是基于卫星网络SDN控制器、SDN交换机、信关站卫星终端、远端站卫星终端和网管中心所构成的卫星通信网络来实现的，包括以下步骤：（1）卫星网络SDN控制器与信关站卫星终端通过卫星链路层发现协议（S
‑
LLDP，Satellite Link Layer Discovery Protocol）交互完成SDN交换机与信关站卫星终端连接关系的探测学习；（2）信关站卫星终端入网时网管为其分配值守载波，远端站卫星终端入网时网管为其分配服务前/返向载波。网管中心根据终端入网时前/返向载波分配情况形成收发载波与远端站卫星终端、信关站卫星终端间的对应关系，并将此映射关系通告卫星网络SDN控制器；（3）远端站入网后，若终端是路由模式则向卫星网络SDN控制器上报终端IP地址、下挂网络路由信息、远端站卫星终端号等；若终端是桥模式则向卫星网络SDN控制器上报终端IP地址、下挂mac地址、远端站卫星终端号等；（4）卫星网络SDN控制器通过汇总分析步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）上报的信息，最终形成[SDN交换机ID、端口|信关站卫星终端号|远端站卫星终端号|远端站IP地址|下挂IP
地址/MAC地址]的完整网络拓扑映射表；（5）卫星网络SDN控制器根据网络拓扑关系向SDN交换机配置[SDN交换机ID、端口|出端口]的流表，并向远端站卫星终端下发网络拓扑映射表；（6）远端站卫星终端收到IP数据，查找网络拓扑映射表，获得目的IP（路由模式）/目的MAC（桥模式）所在的远端站卫星终端号及SDN交换机ID、端口号，将相关信息封装进原始IP数据；（7）信关站卫星终端收到远端站卫星终端的IP数据，只需要往相连的SDN交换机发送，不需要做任何处理判断；（8）SDN交换机根据数据中封装的目的SDN交换机ID和端口号，查找流表进行转发；如果为跨信关站数据，则将数据进行隧道封装；（9）信关站卫星终端收到SDN交换机发来的业务数据，查找包内封装的目的终端号，将数据发往目的远端站；（10）目的远端站恢复原始数据并将数据发送给最终目的地。
[0006]其中，所述步骤（1）中的卫星链路层发现协议（S
‑
LLDP，Satellite Link Layer Discovery Protocol）是基于LLDP协议进行改进，增加了卫星终端号等卫星网络中特有的信息。最终形成如[SDN交换机ID、端口|信关站卫星终端号]的连接关系。
[0007]其中，所述步骤（2）中的信关站卫星终端入网时网管为其分配值守载波，例如为信关站卫星终端分配的值守载波为前向载波。远端站卫星终端入网时网管会为其分配前向载波，例如为远端站卫星终端分配的前向载波，即发送给远端站卫星终端的业务数据会通过信关站卫星终端值守的前向载波发给远端站卫星终端。此即为收发载波与远端站卫星终端、信关站卫星终端间的对应关系，可以由网管告知卫星网络SDN控制器，也可以由远端站上报路由信息的同时带上自己归属的信关站卫星终端号。
[0008]其中，所述步骤（5）中的SDN交换机可以是商用SDN交换机，也可以是OVS软交换机。
[0009]其中，所述步骤（6）中的数据封装可以是将相关信息封装进MPLS头，也可以利用其它字段。
[0010]其中，所述步骤（8）中的隧道封装包括但不局限于VxLAN隧道，也可以是GRE隧道。
[0011]本专利技术与现有的高通量卫星通信系统中路由寻址方式相比具有以下优点：采用控制与转发分离的方式，控制面由卫星网络SDN控制器通过卫星链路层发现协议、与网管交互载波分配信息以及远端站终端主动上报IP或MAC信息自动形成卫星网络拓扑映射表；业务面采用SDN交换机来实现站内站间业务交换，极大简化了信关站卫星终端的工作，满足大量用户数据交换转发的需求。网络拓扑关系自动生成，新增用户时网络可动态收敛无需人工干预；采用这种方式极大简化了系统网络配置，提升了网络弹性组网能力，提高了系统的容量和交换能力。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的系统架构示意图；图2是本专利技术的实施例流程图。
具体实施方式
[0013]为了实现本专利技术，下面结合附图1、2进行进一步说明。其中，图1是本专利技术的系统架构示意图，图2是本专利技术的实施例流程图。
[0014]参照图1，主要示意了一种基于软件定义网络（SDN）的高通量卫星系统路由寻址方法应用场景。该场景主要包括卫星网络SDN控制器、SDN交换机、信关站卫星终端、远端站卫星终端和网管中心。其中卫星网络SDN控制器与SDN交换机、网管中心通过管理网口进行连接，网管中心与卫星终端之间通过管理总线交互信息，SDN交换机与信关站卫星终端通过业务网口直连，信关站卫星终端与远端站卫星终端通过卫星信道相连。
[0015]参照图2，主要示意了一种基于软件定义网络（SDN）的高通量卫星系统路由寻址方法的实施流程，是基于卫星网络SDN控制器、SDN交换机、信关站卫星终端、远端站卫星终端和网管中心所构成的卫星通信网络来实现的，其特征在于包括以下步骤：（1）卫星网络SDN控制器与信关站卫星终端通过卫星链路层发现协议（S
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LLDP，Satellite Link Layer Discovery Protocol）交互完成SDN交换机与信关站卫星终端连接关系的探测学习；（2）信关站卫星终端入网时网管为其分配值守载波，远端站卫星终端入网时网管为其分配服务前/返向载波。网管中心根据终端入网时前/返本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于软件定义网络的高通量卫星系统路由寻址方法，是基于卫星网络SDN控制器、SDN交换机、信关站卫星终端、远端站卫星终端和网管中心所构成的卫星通信网络来实现的，其特征在于包括以下步骤：（1）卫星网络SDN控制器与信关站卫星终端通过卫星链路层发现协议交互完成SDN交换机与信关站卫星终端连接关系的探测学习；（2）信关站卫星终端入网时网管为其分配值守载波，远端站卫星终端入网时网管为其分配服务前/返向载波；网管中心根据终端入网时前/返向载波分配情况形成收发载波与远端站卫星终端、信关站卫星终端间的对应关系，并将此映射关系通告卫星网络SDN控制器；（3）远端站入网后，若终端是路由模式则向卫星网络SDN控制器上报终端IP地址、下挂网络路由信息和远端站卫星终端号；若终端是桥模式则向卫星网络SDN控制器上报终端IP地址、下挂mac地址和远端站卫星终端号；（4）卫星网络SDN控制器通过汇总分析步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）上报的信息，最终形成[SDN交换机ID、端口|信关站卫星终端号|远端站卫星终端号|远端站IP地址|下挂IP地址/MAC地址]的完整网络拓扑映射表；（5）卫星网络SDN控制器根据网络拓扑关系向SDN交换机配置[SDN交换机ID、端口|出端口]的流表，并向远端站卫星终端下发网络拓扑映射表；（6）远端站卫星终端收到IP数据，查找网络拓扑映射表，获得目的IP/目的MAC所在的远端站卫星终端号及SDN交换机ID、端口号，将相关信息封装进原始IP数据；（7）信关站卫星终端收到远端站卫星终端的IP数据，只需要往相连的SDN交换机发送，不需要做任何处理判断；（8）SDN交换机根据数据中封装的目的SDN交换机ID和端口号，查找流表进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：马广龙，孙晨华，谷聚娟，张亚生，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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