[发明专利]一种基于软件定义网络控制点优化的卫星网络路由方法

摘要

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种基于软件定义网络控制点优化的卫星网络路由方法，卫星节点根据不同通信业务类型设定不同的路径代价函数，初始化网络并维护基础路由表；实时监测自身业务和转发业务负载，根据卫星链路负载状态的反馈结果判断链路是否拥塞，如果拥塞启动拥塞避免的绕行机制直到拥塞区域内链路负载小于解除拥塞阈值。本发明结合了软件定义网络集中控制的特点和传统卫星路由技术，能以较低的开销实现网络的拥塞避免和负载均衡，考虑了不同业务类型的QoS要求，优先绕行低优先级业务，绕行业务基于业务流的方式实现，根据绕行业务比率设置合理的哈希函数选择绕行的业务流ID，以保持同一业务流的分组按序到达。

主权项

1.一种基于软件定义网络控制点优化的卫星网络路由方法，其特征在于，包括：步骤1、卫星节点根据不同通信业务类型设定不同的路径代价函数，初始化网络并维护基础路由表；步骤2、各卫星节点按照不同通信业务类型实时监测自身业务和转发业务负载，周期性地通过信令通道向控制器节点反馈卫星链路负载状态；步骤3、控制器节点根据卫星链路负载状态的反馈结果判断链路是否拥塞，如果拥塞则将拥塞链路邻接节点及其1跳邻居标记为拥塞区域，受影响节点启动拥塞避免的绕行机制；步骤4、控制器节点根据监测到的网络状态和优化准则，绕行一部分业务到其它节点，以缓解相关链路的拥塞状况，降低丢包率，提升网络效率；步骤5、控制器节点判断拥塞区域内链路负载是否小于解除拥塞阈值，若否，则重复步骤4～5直到拥塞区域内链路负载小于解除拥塞阈值，然后解除相关节点的拥塞状态，并终止拥塞避免的绕行机制，继续按基础路由表进行业务的传输；所述拥塞避免的绕行机制为：节点控制器根据系统已存在和目前到达的业务，列出以链路容量为约束的在线优化问题，然后找出此问题的对偶问题，根据弱对偶定理和原始‑对偶优化准则，从对偶问题的可行解中找出使系统计算开销增加最少的控制点k，并更新相关的辅助变量以便求取后续的控制点；所述绕行机制针对不同通信业务类型具体包括：尽力而为业务C3优先级最低，在绕行时如果是全球型业务则从LEO层直接绕行到MEO层，如果MEO层比较拥堵或是重点针对中国本土的业务则从LEO 层直接绕行到GEO层；带宽敏感业务C2在绕行时先在LEO层进行路径的重新选择，在仍不能满足负载要求的情况下，如果是全球型业务则从LEO层绕行到MEO层，如果MEO层此刻较拥堵或是重点针对中国本土的业务则从LEO层绕行到GEO层；时延敏感业务C1优先级最高，不进行绕行，维持原路；所述判断链路是否拥塞的方法为：链路负载T_link是否大于拥塞阈值T_th；自身业务的负载值为T_self，时延敏感业务C₁、带宽敏感业务C₂、尽力而为业务C₃这三类转发业务的负载值分别为转发业务负载值总和令绕行比率为α，则若α>0，则需要绕行αTrelay的业务量；若则仅绕行C₃类业务，比率为若则绕行全部尽力而为业务C₃和部分带宽敏感业务C₂，带宽敏感业务C₂类业务绕行比率为若则绕行全部尽力而为业务C₃和带宽敏感业务C₂。