[发明专利]一种卫星网络多径传输方法及装置

说明书

本发明提供一种卫星网络多径传输方法及装置，所述方法中基于软件定义网络和分段控制技术对全局子流进行追踪、识别，基于卫星网络在窗口时间段内的拓扑结构以及各类型业数据流的传输需求，基于最小化费用最大化流确定每个数据流的最优路径，在全局维度上进行网络管理和资源分配。在确定数据流的最优路径后，直接以标签栈的形式将传输路径记录在数据流的包头信息中，在后续传输过程中各卫星节点基于标签栈转发数据，显著降低了整个网络的信令开销，提高了传输效率。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星网络多径传输方法及装置。

背景技术

卫星网络具有空间跨度大、覆盖范围广、鲁棒性高、抗毁能力强等优势，在定位导航、应急通信、资源勘探和国家军事战略意义等方面有着不可或缺的作用。低轨卫星网络由大量低轨道通信卫星组成星座，通过采用星间链路传输与地面中继回传等方式，实现全球海量用户的无缝覆盖。

随着互联网的快速发展，现代网络设备通常配备多个硬件接口，可以通过在所有接口上聚合可用带宽来满足不断增加的流量需求。但是低轨道卫星与地面保持着高速相对运动关系，对于地面用户而言，网络拓扑在不断变化，因此地面终端需要频繁地切换接入的卫星节点，这对卫星网络传输层的稳定性和灵活性提出了挑战。

现有技术中的多种传输协议虽然对多数据流、多宿主和移动性管理等问题进行解决，但并不考虑子流特性、链路情况以及宽带资源等条件，不能适应低轨卫星网络复杂物理环境引起的链路不稳定以及卫星高速运动引起的网络不确定性或业务量的突然增加的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种卫星网络多径传输方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，用以解决高速运动变化的低轨道卫星在海量业务条件下传输不稳定、传输质量差的问题。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种卫星网络多径传输方法，所述方法在软件定义网络控制器上运行，所述方法包括：

获取卫星网络的各卫星节点信息以及当前窗口时间段内各链路信息，所述卫星节点信息至少包括卫星IP和端口信息，所述链路信息至少包括链路稳定性信息、链路带宽、链路持续时间，在所述窗口时间段内令所述卫星网络拓扑关系不变；

获取当前窗口时间段内由地面终端经入口卫星发送的第一数据流的包头信息；

解析所述包头信息，获取所述包头信息中记载的业务类型、该业务对时延的敏感度和对丢包率的敏感度、入口卫星IP、入口卫星端口号、出口卫星IP、出口卫星端口号以及身份密钥信息；

将所述第一数据流的身份密钥信息与流信息存储表中记载的各前序数据流的身份密钥信息进行对比；

若所述第一数据流的身份密钥信息与其中一个或多个前序数据流的身份密钥信息一致，则将所述第一数据流与相应的前序数据流进行关联，将所述第一数据流的身份密钥信息、入口卫星IP、入口卫星端口号、出口卫星IP和出口卫星端口号记入所述流信息存储表中，根据各前序数据流的传输路径和占用的带宽计算各链路的剩余带宽，将各链路的剩余带宽更新为链路带宽，基于最小化费用且最大化流计算所述第一数据流的最优路径；

若所述第一数据流的身份密钥信息与所有前序数据流的身份密钥信息均不一致，将所述第一数据流的身份密钥信息、入口卫星IP、入口卫星端口号、出口卫星IP和出口卫星端口号记入所述流信息存储表中，基于最小化费用且最大化流计算所述第一数据流的最优路径；

采用标签栈标识所述最优路径，将所述标签栈写入所述包头信息后回传至所述入口卫星，以供各卫星节点根据所述标签栈以及各卫星节点存储的本地标签定义对所述第一数据流进行转发。