【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及星座系统通信，具体涉及一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法及系统。
技术介绍
1、随着进入太空成本的快速降低、卫星平台也逐步向着通用化标准化的方向发展，卫星组网技术逐步展开应用，卫星的云原生基础软件也逐渐进入萌芽。最近几十年中，航天技术的发展逐渐开始从大型卫星转换为小型卫星，通过更多数量的小型卫星共同构建出超大规模的星座系统，比如spacex的starlink，欧洲的oneweb以及国内提出的鸿雁星座。伴随着超大规模星座系统的不断发展，通过大规模卫星节点所构成的星座系统，通常存在通信网络连通复杂、通信资源受限、网络拓扑动态变化以及卫星轨道实时变化的问题，而这些问题可能引起地面站或中心节点通信功能异常。
2、为了适应日益复杂的应用场景，提高星座间节点交互的灵活性和实时性，传统的ip网络的路由通信协议已经无法满足星座自组织网络的需求，需要针对星座网络的特性提出改进的路由协议，以满足星座组网背景下，星座节点不断运动、节点运行轨道不断变化、节点间通信存在视距超限、星座网络拓扑变化快以及节点去中心化管理的特点。因此，如何在数据通信的过程中及时可靠的构建星间通信路由表，以满足星间通信过程中的及时性和低消耗需求是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法及系统。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、第一方面，本专利技术提
4、s101、星座系统中所有节点执行自身状态初始化操作，得到第一状态信息；
5、s102、星座系统中任一当前源节点周期性地向外广播hello消息，通过hello消息确定出对应的目标节点并将目标节点更新到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息；
6、s103、星座系统中任一当前源节点按照预设传播概率周期性地向目标节点发送索引消息，目标节点根据预设的校验机制以及索引消息判断第二状态信息是否发生变化，得到变化结果；
7、s104、目标节点根据变化结果向当前源节点返回数据消息；
8、s105、当前源节点根据数据消息更新第二状态信息，得到第三状态信息；
9、s106、当前源节点根据第三状态信息计算当前预设传播概率，并将当前预设传播概率作为步骤s103中的预设传播概率；其中，预设传播概率由目标节点的连通度以及链路有效时间确定；
10、s107、循环执行步骤s102-s107，完成星座系统中所有节点的路由通信。
11、可选地，第一状态信息包括：邻接节点表、节点信息表、路由信息表以及状态数据表；
12、邻接节点表包括节点能够直接建立通信链路进行直接通信的邻接节点信息；
13、节点信息表包括节点的运行状态信息；
14、路由信息表包括节点发送数据至整个星座系统的下一跳节点及设备端口的路由信息；
15、状态数据表包括节点信息表的索引信息以及路由信息表的索引信息。
16、可选地，星座系统中任一当前源节点周期性地向外广播hello消息，通过hello消息确定出对应的目标节点并将目标节点更新到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息，包括：
17、星座系统中任一当前源节点周期性地向外广播hello消息；
18、将当前源节点周围可以接收到hello消息的节点作为目标节点；
19、将目标节点按照设定规则更新到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息。
20、可选地，将目标节点按照设定规则更新到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息，包括：
21、通过遍历方式查找目标节点是否存在于当前源节点的第一状态信息中；
22、当目标节点不在当前源节点的第一状态信息中时，将目标节点添加到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息。
23、可选地，星座系统中任一当前源节点按照预设传播概率周期性地向目标节点发送索引消息，目标节点根据预设的校验机制以及索引消息判断第二状态信息是否发生变化，得到变化结果，包括：
24、星座系统中任一当前源节点按照预设传播概率周期性地向目标节点发送索引消息；索引消息包括状态数据表；
25、目标节点根据事件监测机制判断目标节点自身的版本号相比于索引消息中的版本号是否发生更新；
26、当发生更新时，则通过遍历方式将目标节点的状态数据表与索引消息存在差异的信息进行标记处理，得到变化结果；
27、当未发生更新时，目标节点向当前源节点返回空变化结果；其中空变化结果为空负载消息。
28、可选地，目标节点根据变化结果向当前源节点返回数据消息，包括：
29、目标节点根据变化结果在目标节点的第二状态信息中查找变化结果对应的差异数据消息；
30、将差异数据消息作为数据消息，返回给当前源节点。
31、可选地，当前预设传播概率表示为：
32、p＝m*p连通度+q*p链路有效时间；
33、其中，p表示当前预设传播概率，p连通度表示目标节点的连通度，p链路有效时间表示源节点与目标节点的链路有效时间，m+q＝1，m表示p连通度的权重系数，q表示p链路有效时间的权重系数，n表示目标节点直接相连的节点的个数，a和b为常数。
34、可选地，当目标节点不在当前源节点的第一状态信息中时，将目标节点添加到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息之后，一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，还包括：
35、将预设周期内未接收到hello消息的目标节点从当前源节点的第二状态信息中删除。
36、第二方面，本专利技术提供了一种基于gossip算法的星座场景路由通信系统，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当一种基于gossip算法的星座场景路由通信系统运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行如上述第一方面方法的步骤。
37、第三方面，本专利技术提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面方法的步骤。
38、本专利技术提供了一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法及系统。其中，一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，包括：s101、星座系统中所有节点执行自身状态初始化操作，得到第一状态信息；s102、星座系统中任一当前源节点周期性地向外广播hello消息，通过hello消息确定出对应的目标节点并将目标节点更新到当前源节点的第一状态信息中，得到第二状态信息；s103、星座系统中任一当前源节点按照预设传播概率周期性地向目标节点发送索引消息，目标节点根据预设的校验机制以及索引消息判断第二状态信息是否发生变化，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述第一状态信息包括：邻接节点表、节点信息表、路由信息表以及状态数据表；
3.根据权利要求1所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述星座系统中任一当前源节点周期性地向外广播HELLO消息，通过所述HELLO消息确定出对应的目标节点并将所述目标节点更新到所述当前源节点的所述第一状态信息中，得到第二状态信息，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述将所述目标节点按照设定规则更新到所述当前源节点的所述第一状态信息中，得到第二状态信息，包括：
5.根据权利要求2所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述星座系统中任一当前源节点按照预设传播概率周期性地向所述目标节点发送索引消息，所述目标节点根据预设的校验机制以及所述索引消息判断所述第二状态信息是否发生变化，得到变化结果，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述目标节点根据所述变化结果向所述当前源节点返回数据消息，包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述当前预设传播概率表示为：
8.根据权利要求4所述的一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述当所述目标节点不在所述当前源节点的所述第一状态信息中时，将所述目标节点添加到所述当前源节点的所述第一状态信息中，得到所述第二状态信息之后，所述一种基于Gossip算法的星座场景路由通信方法，还包括：
9.一种基于Gossip算法的星座场景路由通信系统，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述一种基于Gossip算法的星座场景路由通信系统运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述第一状态信息包括：邻接节点表、节点信息表、路由信息表以及状态数据表；
3.根据权利要求1所述的一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述星座系统中任一当前源节点周期性地向外广播hello消息，通过所述hello消息确定出对应的目标节点并将所述目标节点更新到所述当前源节点的所述第一状态信息中，得到第二状态信息，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述将所述目标节点按照设定规则更新到所述当前源节点的所述第一状态信息中，得到第二状态信息，包括：
5.根据权利要求2所述的一种基于gossip算法的星座场景路由通信方法，其特征在于，所述星座系统中任一当前源节点按照预设传播概率周期性地向所述目标节点发送索引消息，所述目标节点根据预设的校验机制以及所述索引消息判断所述第二状态信息是否发生变化，得到变化结果，包括：
6.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔晓田，王铧，司蓁，赵曰艺，彭延国，刘英帆，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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