[发明专利]一种基于负载感知的多层卫星网络路由方法

摘要

本发明公开了一种基于负载感知的多层卫星网络路由方法，利用多层卫星网络层次化构架来对网络的负载进行周期性地感知，并根据收集的负载信息来动态地调整业务在MEO层和LEO层的分流比例，达到网络的负载均衡，通过将业务的QoS需求与网络的结构特性相匹配，在网络业务负载较重时最先分流对时延要求最低的业务，使其从MEO层传输，而时延敏感业务始终从LEO层传输。本发明缓解了由于业务分布不均匀所导致的局部拥塞，使网络的吞吐量提高，避免了LEO层内卫星由于计算路由带来的频繁信息交互，降低了系统的开销，减小了信息交换的时延，使得网络能够更迅速地从节点故障或链路中断中恢复过来，提高了网络的自适应性和鲁棒性。

主权项

1.一种基于负载感知的多层卫星网络路由方法，其特征在于，所述基于负载感知的多层卫星网络路由方法利用多层卫星网络层次化构架来对网络的负载进行周期性地感知，并根据收集的负载信息来动态地调整业务在MEO层和LEO层的分流比例，达到网络的负载均衡，通过将业务的QoS需求与网络的结构特性相匹配，在网络业务负载较重时最先分流对时延要求最低的业务，从MEO层传输，而时延敏感业务始终从LEO层传输；所述基于负载感知的多层卫星网络路由方法具体包括以下步骤：步骤一，每个MEO节点Mu依据星上提前存储的网络拓扑Γ(t)构建以自己为簇首节点的分簇Cu(t)；步骤二，每个簇内进行信息交换，簇首MEO节点M_u收集C_u(t)簇内LEO节点的外部新到达的业务流λ_ui(t)以及平均排队时延Q_ij(t)信息，并依据构建相应的路由子图步骤三，构建全局路由图RG(t)＝{Vt,Et,w(i,j)}，其中，Vt为全局路由图RG(t)中的节点集合，Et为连接点的链路集合，w(i,j)为链路集合中所有链路的代价；步骤四，每个MEO节点Mu为Cu(t)簇内LEO节点Lui计算最优分流因子χu(t)；步骤五，每个MEO节点M_u根据全局路由图RG(t)使用Dijkstra算法或Bellman‑Ford算法得到C_u(t)簇内每个节点的最短路径，并构建路由表对于簇首M_u节点，最终的路由表而对于簇内LEO节点L_ui，若χ_u(t)＝0，则最终路由表若χ_u(t)＞0，则部分业务的下一跳节点为簇首节点M_u；步骤六，当前LEO节点Lui根据路由表RTui(t)为不同类型的业务计算最终的分流比例χuA(t)、χuB(t)、χuC(t)并选择相应路由，当前MEO节点Mu则根据路由表RTu(t)将数据传输至下一跳节点；步骤七，在经过一个拓扑更新周期ΔT的时间后，网络中每个节点开始重新执行上述步骤一～步骤六，保证周期性地更新链路代价信息，进而动态调整路由选择，达到网络的负载均衡并保障不同业务的QoS。