[发明专利]一种基于标签的天基网络星地一体化交换方法

说明书

本发明公开一种基于标签的天基网络星地一体化交换方法，涉及卫星网络领域中的组网技术。主要针对星载资源受限条件下的大规模组网应用需求，设计一种适用于天基网络的星地一体化交换方法。借鉴地面多协议标签交换的设计思想，从简化星上信令流程和节省协议开销的角度设计标识结合标签的星地交换方法，通过实现天基网络核心层路由和接入层路由的分离，能极大减小星载骨干路由表的规模，可有效提高低轨卫星网络路由的可扩展性、安全性和稳定性，最终可解决星载节点资源受限条件下大规模组网问题。

技术领域

本发明公开一种标识结合标签的天基网络星地一体化交换方法，涉及卫星网络领域中的组网技术。

背景技术

目前，国内外对于基于星上处理的交换体制研究主要集中在3个方面，基于星上链路层定长分组交换、基于星上IP路由、基于MPLS交换；

基于星上链路层定长分组交换，如SPACEWAY3、WINS卫星通信系统，此种交换方式的优点为星上交换流程简单、交换容量大，用于实际卫星通信系统中的交换容量均为几个Gbps；缺点为不支持空间组网，不能与地面IP网络无缝互联；

基于星上IP路由交换，如IRIS卫星通信系统，此种交换方式的优点为便于空间组网，能够与地面IP网络无缝互联；缺点为星上交换流程复杂、交换容量小，目前系统单星交换容量约几百Mbps左右。

基于MPLS(标签)的交换，无成熟系统，此种交换方式的优点为星上交换流程简单、交换容量大，便于空间组网，能够与地面IP网络无缝互联；缺点为信令复杂、协议开销大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于基于星载处理能力受限的环境下，实现天基网络大规模组网及星上快速大容量交换为目的，借鉴传统地面MPLS标签交换的设计思想，结合卫星特性提出了一种基于标签的天基网络星地一体化交换方法。

本发明采用的技术方案为：

一种基于标签的天基网络星地一体化交换方法，是基于卫星用户群、卫星终端和天基网络卫星节点所构成的卫星通信网络来实现的，包括以下步骤：

(1)应用层的各类卫星用户产生IP数据包，并接入到接入交换层的各类卫星终端的接入路由器中；

(2)各类卫星终端的接入路由器根据IP数据包中的IP地址查找存储的映射关系表，将IP数据包转换成用于在天基网络中转发的天基骨干交换帧，将天基骨干交换帧接入到核心交换层的天基网络卫星节点中；

(3)天基网络卫星节点中的星载交换机查找存储的星间交换转发表，将天基骨干交换帧正确转发。

其中，所述步骤(2)中存储的映射关系表包括IP地址和星间标签的映射。

其中，所述步骤(3)中存储的星间交换转发表包括骨干标签与星载交换机出端口的映射关系。

其中，星间标签由卫星节点的卫星号和星载交换机的端口号组成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明将低轨卫星网络划分用户、接入和核心三层。用户层基于IP寻址、核心层使用自定义标签寻址、接入层完成IP与标签的映射。采用该交换方法一方面可实现路由隔离，星上仅负责核心层的路由计算，接入路由规模可扩大；同时还解决了用户/馈电侧移动性问题；另一方面，通过引入标签，可实现星上快速查表转发。本发明可有效实现快速大容量交换、宽带用户移动、信令交互复杂、路由安全等问题。

附图说明

图1是本发明实施例的架构示意图。

具体实施方式

为了实现本发明，下面结合附图1进行进一步说明。其中，图1是本发明的架构示意图。