一种动态路径优化的卫星互联网路由算法制造技术

本发明专利技术公开了一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种动态路径优化的卫星互联网路由算法


[0001]本专利技术属于计算机网络
，具体地说，是涉及一种动态路径优化的卫星互联网路由算法
。

技术介绍

[0002]卫星互联网系统可为全球用户提供数据中继
、
卫星互联网接入应用服务
。
例如，“星网
(STARNet)”系统是我国正计划构建的低轨道卫星互联网系统，通过构建数百颗卫星的低轨星座，可实现全球无缝覆盖
。
[0003]传统的
DTN
路由算法按照网络中的消息副本数量分为单拷贝和多拷贝两种类型
。
单拷贝路由方法在网络中只保留特定消息的唯一副本，这样的路由方式往往由于网络连接中断或者路由选择策略不准确而导致传输成功率不高
。
多拷贝路由方式又分为基于复制和基于概率两种，基于复制的路由方法主要是通过增加网络中的副本数量来提高投递成功率，但是这种路由方法消耗资源较大，并且极易发生网络拥塞等问题
。
基于概率的路由方法依然通过复制的方式进行报文感染，因此属于多副本路由策略
。
同样存在易发生网络拥塞的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，主要解决现有卫星互联网路由算法中易发生网络拥塞的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，包括以下步骤：<br/>[0007]S1
，确定卫星互联网网络中的路径条数及各个路径的剩余带宽；
[0008]S2
，判断数据在待传输路径上是否满足业务传输需求；
[0009]S3
，若满足，则完成数据在当前传输路径上的传输，若不满足，则重新计算数据在源节点与目的节点之间传输的最短路径，再调用最优路径搜索算法，完成动态路由表的建立和更新，按照动态路由表信息路由报文，得到满足业务传输要求的可用路径
。
[0010]进一步地，在所述步骤
S1
中，卫星互联网网络中的路径条数及各个路径的剩余带宽通过卫星定期向网络服务器报告，并实时更新数据
。
[0011]进一步地，在所述步骤
S2
中，传输路径满足业务传输需求需满足相邻两路由节点之间的传输路径未达到传输负载和数据包所经过节点缓冲区未达到饱和
。
[0012]进一步地，所述传输负载通过传输路径负载适应度来表征，其表达式为：
[0013][0014]其中，定义当前路由节点为
M
(a
，
b)
，则节点
M
(a
，
b)
周围的路由节点有
M
(a
‑1，
b)
，
M
(a+1
，
b)
，
M
(a
，
b
‑
1)
，
M
(a
，
b+1)
；
Q
(a
‑1，
b)
→
(a
，
b)
表示传输路径负载适应度，表示传输路径的最大
负载，
D
nextin
表示传入下一节点资源数；当
Q
(a
‑1，
b)
→
(a
，
b)
≤1
时表示传输数据包的虚拟通道可用，传输路径未达到传输负载，否则传输路径达到传输负载，传输路径不满足业务传输需求
。
[0015]进一步地，所述节点缓冲区是否达到饱和通过缓冲饱和适应度来表征，其表达式为：
[0016][0017]式中，
Q
(a
，
b)
表示路由节点
M
(a
，
b)
的缓冲饱和适应度，
N
max
表示此节点缓冲区最大限度，
N
now
表示缓冲区所占用的缓存，
D
in
当前传入本节点数据包；当
Q
(a
，
b)
≤1
时表示数据包可以占用缓冲区，经过路由节点
M
(a
，
b)
的路径可用；当
Q
(a
，
b)
＞1时表示缓冲区达到饱和，路由节点
M
(a
，
b)
处发生拥塞
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术中卫星互联网通过卫星定期向网络服务器报告实时路径条数及各个路径的剩余带宽，通过计算传输路径的传输负载和数据包所经过节点缓冲区的缓冲饱和适应度来动态选择输出传输路径，该方法在计算路由路径时绕过了拥塞的星间链路，因此其带宽满意度较好，具有更低时延与功耗，在吞吐率方面也有提高，可以有效地避免网络堵塞，算法的复杂度很低
。
附图说明
[0020]图1为本专利技术方法的流程结构示意图
。
具体实施方式
[0021]下面结合附图说明和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例
。
[0022]实施例
[0023]如图1所示，本专利技术公开的一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，包括以下步骤：
[0024]首先，确定卫星互联网网络中的路径条数及各个路径的剩余带宽；其确定方法是通过卫星定期向网络服务器报告，并实时更新数据
。
[0025]然后，判断数据在待传输路径上是否满足业务传输需求；该方法中主要判断业务传输需求需满足相邻两路由节点之间的传输路径未达到传输负载和数据包所经过节点缓冲区未达到饱和
。
[0026]若满足业务传输需求，则完成数据在当前传输路径上的传输，若不满足，则重新计算数据在源节点与目的节点之间传输的最短路径，再调用最优路径搜索算法，完成动态路由表的建立和更新，按照动态路由表信息路由报文，得到满足业务传输要求的可用路径
。
[0027]其中，所述传输负载通过传输路径负载适应度来表征，其表达式为：
[0028][0029]其中，定义当前路由节点为
M
(a
，
b)
，则节点
M
(a
，
b)
周围的路由节点有
M
(a
‑1，
b)
，
M
(a+1
，
b)
，
M
(a
，
b
‑
1)
，
M
(a
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
，确定卫星互联网网络中的路径条数及各个路径的剩余带宽；
S2
，判断数据在待传输路径上是否满足业务传输需求；
S3
，若满足，则完成数据在当前传输路径上的传输，若不满足，则重新计算数据在源节点与目的节点之间传输的最短路径，再调用最优路径搜索算法，完成动态路由表的建立和更新，按照动态路由表信息路由报文，得到满足业务传输要求的可用路径
。2.
根据权利要求1所述的一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，其特征在于，在所述步骤
S1
中，卫星互联网网络中的路径条数及各个路径的剩余带宽通过卫星定期向网络服务器报告，并实时更新数据
。3.
根据权利要求2所述的一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，其特征在于，在所述步骤
S2
中，传输路径满足业务传输需求需满足相邻两路由节点之间的传输路径未达到传输负载和数据包所经过节点缓冲区未达到饱和
。4.
根据权利要求3所述的一种动态路径优化的卫星互联网路由算法，其特征在于，所述传输负载通过传输路径负载适应度来表征，其表达式为：其中，定义当前路由节点为
M
(a,b)
，则节点
M
(a,b)
周围的路由节点有
M
(a
‑
1,b)
，
M
(a+1,b)
，
M
(a,b
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑皆倞，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：