一种异步更新的虚节点移交方法技术

本发明专利技术涉及一种基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交方法，此方法通过将卫星节点细化至端口，根据端口状态进行虚节点移交；并在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接，更新态节点按照固定的数理规则通过对新/旧拓扑数据的地址进行转译，从而成为拓扑壁障，使两端新旧节点在路由过程中，均无法察觉虚拓扑的移交。虚节点更新时产生的计算量，除了对虚拓扑网络内数据地址的转译，也包括对接入数据表，即接入虚拓扑网络的外围节点构成的发送地址列表进行的更新；将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式两种模式，最后完成整个网络的虚节点更新。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信领域，特别涉及一种基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交方法。
技术介绍
LEO (低地球轨道，Low Earth Orbit)卫星网络的IP (网际协议，InternetProtocol)路由方案主要采用DTVTR(离散时间虚拟拓扑路由，discrete-time virtualtopology routing)和基于VN(虚节点，virtual node)构成的逻辑拓扑结构，以此来屏蔽卫星的移动性，其中DTVTR需要较大的存储空间来进行虚拓扑路由表的维护，卫星的移动规律越多样，所需路由表规模越大，VN方式在此方面则更具优势。基于星际网络的虚节点，是依靠卫星星座移动的规律性，设计相应的逻辑拓扑结构，当随时间周期变化的实际拓扑，运行到拓扑变化边缘时，卫星节点继承拓扑变化后的虚节点的拓扑身份(即进行虚节点的移交)，使得虚节点所构成的拓扑在实际网络拓扑结构变化后，依然能保持不变。在适当的中低轨道星际网络中采取虚节点方式进行组网，可以有效规避卫星的移动特性对星际网络造成的拓扑变化，使建立于虚节点之上的星际网络具有稳定的虚拓扑结构，从而可以使得多种成熟的基于固定拓扑的路由方式均可改造为星上路由，在为星际网络的路由提供多样选择的同时，也进一步节约星上存储空间。传统的VN方式所应用的卫星多为Earth-fixed (地球固定坐标)型，即需要LEO卫星的星地天线有良好的指向和追瞄能力，而在虚节点移交过程中，需要暂停对用户服务，卫星经同步后进行天线重新定向，因而其移交速度和移交过程中对用户的服务能力都受限于卫星本身在空间中的灵活程度，而要保证在移交过程中的全球覆盖，也需要相对较高的同步技术。为了降低对卫星天线指向和追瞄能力的要求，减少卫星硬件设计难度，减小对移交过程对用户产生的影响，提高移交质量，需要设计基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交算法。基于Satellite-fixed型LEO卫星的虚节点移交算法的基本目的是，尽量减少虚节点移交过程中对用户数据产生的影响；尽量减少移交过程中的信令总量；尽量快速进行虚节点移交。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题:克服现有星上更新方案对卫星天线指向和追瞄能力的要求较高，卫星硬件设计难度较大，移交过程对用户产生的影响较大的问题，本专利技术提供了一种基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交算法，可以降低对卫星天线指向和追瞄能力的要求，减少卫星硬件设计难度，减小对移交过程对用户产生的影响，提闻移交质量。本专利技术提供了一种基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交方法，该方法包括:1、将卫星节点结构细化至端口，将端口状态进行分类，以铱星星座卫星为例，卫星的虚节点状态被分成:卫星虚节点状态、前向出端口状态、前向入端口状态、后向出端口状态、后向入端口状态、左向出端口状态、左向入端口状态、右向出端口状态、右向入端口状态；2、更新过程，当相应端口所处状态满足节点更新要求时，即可进行虚节点移交；3、在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接，更新态节点按照固定的数理规则通过对新/旧拓扑数据的地址进行转译，从而成为拓扑壁障，使两端新旧节点在路由过程中，均无法察觉虚拓扑的移交；虚节点更新时产生的计算量，除了对虚拓扑网络内数据地址的转译，也包括对接入数据表，即接入虚拓扑网络的外围节点构成的发送地址列表进行的更新；4、对于相邻卫星的链路情况，可分为断链、等待、链接三种状态，其中断链和等待为失效相邻卫星，链接为有效相邻卫星，在更新过程中不参考失效相邻卫星的更新状态。一旦虚节点更新完成，在更新周期内，不再响应移交信令。由此出发可以将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式，最后完成整个网络的虚节点更新。上述方法中，步骤4将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式，其具体步骤包括: 4.1、将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式中的逐层移交模式，其具体步骤包括:4.1.1、由发起卫星首现进入移交态，并向相邻卫星发送虚节点“移交申请”；4.1.2、接到“移交申请”则处理相应数据后，向发送移交信令的卫星回执“承认”，在发送“承认”回执后对应的出端口进入更新态，表示该端口承认了送达方新节点的身份，因此在此端口上发送的数据包，需要根据虚节点地址分布的数理规则进行修正(即将)；4.1.3、卫星获得所有有效相邻卫星的“承认”回执后更新虚节点，并向相邻卫星发送“已更新”；4.1.4、卫星接收到“已更新信令后，即表示该收信端口的发端为已更新节点，从而需要对该端口所收到的数据地址进行合理转移，同时卫星接收到“已更新”信令也表示获得更新移交权限可向其他未进行/未完成更新的相邻卫星发起虚节点移交即可发送“移交申请” 目令。4.1.5、最终所有链路及节点均得到更新承认，从而完成整个网络的虚节点更新。4.2、将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式中的最快传染模式，其具体步骤包括:4.2.1、由发起卫星首现进入移交态，并向相邻卫星发送虚节点“移交申请”；4.2.2、接到“移交申请”的卫星，即进入移交态，等待相邻有效卫星的“承认”回执，并将“移交申请”以最优先向外扩散，卫星节点不必等待移交权限，使星际网络尽快成为移交网络，于此同时处理相邻节点递交的“移交申请”，并进行相应处理后回执“承认”;4.2.3、卫星获得所有有效相邻卫星的“承认”回执后更新虚节点；4.2.4、最终所有链路及节点均得到更新承认，从而完成整个网络的虚节点更新。本专利技术的有益效果是,基于Satellite-fixed的VN路由算法的用更新态节点及端口更新状态来隔离新/旧拓扑，使虚节点移交过程中，异步移交成为可能，并可在移交过程中通过地址转转译来维持对用户的数据服务。附图说明无具体实施例方式本专利技术提供了一种基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交方法，该方法包括:1、将卫星节点结构细化至端口，将端口状态进行分类；2、更新过程，当相应端口所处状态满足节点更新要求时，即可进行虚节点移交；3、在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接；4、对于相邻卫星的链路情况，可分为断链、等待、链接三种状态，其中断链和等待为失效相邻卫星，链接为有效相邻卫星，在更新过程中不参考失效相邻卫星的更新状态。一旦虚节点更新完成，在更新周期内，不再响应移交信令。由此出发可以将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式，最后完成整个网络的虚节点更新。上述方法中，步骤I将端口状态进行分类，其具体步骤包括:以铱星星座卫星为例，卫星的虚节点状态被分成:卫星虚节点状态、前向出端口状态、前向入端口状态、后向出端口状态、后向入端口状态、左向出端口状态、左向入端口状态、右向出端口状态、右向入端口状态。上述方法中，步骤3在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接，其具体步骤包括:3.1、在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接，更新态节点按照固定的数理规则通过对新/旧拓扑数据的地址进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Satellite?fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交方法，其特征在于，该算法包括：将卫星节点结构细化至端口，将端口状态进行分类；更新过程，当相应端口所处状态满足节点更新要求时，即可进行虚节点移交；在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接；对于相邻卫星的链路情况，可分为断链、等待、链接三种状态，其中断链和等待为失效相邻卫星，链接为有效相邻卫星，在更新过程中不参考失效相邻卫星的更新状态，一旦虚节点更新完成，在更新周期内，不再响应移交信令。由此出发可以将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式，最后完成整个网络的虚节点更新。FSA00000843952000011.tif,FSA00000843952000012.tif,FSA00000843952000013.tif,FSA00000843952000014.tif

【技术特征摘要】
1.一种基于Satellite-fixed(卫星固定)型LEO卫星的虚节点移交方法,其特征在于，该算法包括: Cl)、将卫星节点结构细化至端口，将端口状态进行分类； 0、更新过程，当相应端口所处状态满足节点更新要求时，即可进行虚节点移交； 段、在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接； (4>对于相邻卫星的链路情况，可分为断链、等待、链接三种状态，其中断链和等待为失效相邻卫星，链接为有效相邻卫星，在更新过程中不参考失效相邻卫星的更新状态，一旦虚节点更新完成，在更新周期内，不再响应移交信令。由此出发可以将移交过程设计为逐层移交模式和最快传染模式，最后完成整个网络的虚节点更新。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I所述将卫星节点结构细化至端口，将端口状态进行分类的方法包括: 以铱星星座卫星为例，卫星的虚节点状态被分成:卫星虚节点状态、前向出端口状态、前向入端口状态、后向出端口状态、后向入端口状态、左向出端口状态、左向入端口状态、右向出端口状态、右向入端口状态。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3所述在移交过程中将节点和端口分成新、旧两个部分，新旧拓扑在移交过程中以更新态节点连接的方法包括: 更新态节点按照固定的数理规则通过对新/旧拓扑数据的地址进行转译，从而成为拓扑壁障，使两端新旧节点在路由过程中，均无法察觉虚拓扑的移交；虚节点更新时产生的计算量，除了对虚拓扑网络内数据地址的转译，也包括对接入数据表，即接入虚拓扑网络的外围节点构成的发送地址列表进行的更新。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4所述将移交过程设计为逐层移...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，梁宗闯，忻向军，曹桂兴，陶滢，王拥军，吕强，张丽佳，孟楠，王厚天，
申请(专利权)人：北京邮电大学，中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：