申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2023-05-30

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN116566472B

主分类号：H04B7/185

分类号：H04B7/185;H04L41/12;H04L45/76;H04W40/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.08.25#实质审查的生效;2023.08.08#公开

摘要：本发明涉及一种面向动态离散拓扑的天地一体化网络广域路由方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：构建动态离散拓扑模型，表征天地一体化网络中卫星网段的时变拓扑结构；步骤2：基于动态离散拓扑模型，提出一种面向动态离散拓扑的天地一体化网络广域路由方法Dyna‑STN，在管理平面中定义了层次化架构来实现Dyna‑STN，该层次化架构包括了动态离散拓扑管理平面和路由管理平面；动态离散拓扑管理平面维护卫星实体、虚拟节点和时隙之间的动态绑定关系，实现卫星实体间的服务迁移，维护虚拟节点的服务连续性；路由管理平面在虚拟覆盖网络中部署OSPF路由信息交换协议，实现卫星‑卫星、卫星‑地面节点间的路由可达信息交换，建立路由表。

主权项：1.一种面向动态离散拓扑的天地一体化网络广域路由方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：构建动态离散拓扑模型，表征天地一体化网络中卫星网段的时变拓扑结构；步骤2：基于动态离散拓扑模型，提出一种面向动态离散拓扑的天地一体化网络广域路由方法dynamicdiscretetopologyorientedwide-arearoutingmechanismforsatellite-terrestrialintegratednetworks,Dyna-STN，在管理平面中定义了层次化架构来实现Dyna-STN，该层次化架构包括了动态离散拓扑管理平面和路由管理平面；其中，步骤1中动态离散拓扑模型构建过程如下：动态离散拓扑模型将卫星运转的轨道空间划分为若干个服务立方体，每个服务立方体在地球上的投影是一个固定大小的网格，称为服务蜂窝，服务立方体、服务蜂窝和卫星实体之间存在一一对应关系；其中，步骤2中Dyna-STN实现过程描述如下：构建一个由固定虚拟节点组成的虚拟覆盖网络，以屏蔽LEO卫星网络的拓扑动态性，动态离散拓扑管理平面维护虚拟节点、卫星实体和时隙之间的动态绑定关系，并实现卫星实体间的服务迁移，路由管理平面在虚拟覆盖网络中部署OSPF路由信息交换协议，建立路由表并负责数据报文转发，实现终端设备之间数据包的可靠传输；动态离散拓扑管理平面和路由管理平面间的周期性交互，包括节点状态交换、拓扑预测与更新、路由策略调整、跨网络分区协同以及负载均衡与拥塞控制，其中，步骤2中，动态离散拓扑管理平面维护卫星实体、虚拟节点和时隙之间的动态绑定关系，实现卫星实体间的服务迁移，维护虚拟节点的服务连续性，通过一种数据平面连通性测试方案，以保证服务迁移完成后数据平面能够正常运行；其中，动态绑定和服务迁移过程实现如下：设标识为SID0的卫星节点进入服务立方体，标识为SID1的卫星节点即将离开虚拟节点VID0的同一立方体，则动态绑定和服务迁移过程中涉及的信令交互描述如下：步骤501：卫星节点SID0进入服务立方体，触发映射查询函数，向动态离散拓扑管理平面中的SIDVID映射服务器发送映射查询报文，该报文包含了当前卫星实体SID0的SID和位置信息，以便SIDVID映射服务器识别该节点；步骤502：SIDVID映射服务器收到映射查询报文后，查询当前时隙和服务立方体是否存在与当前SID对应的VID，如果存在，则通过响应报文将SIDVID映射关系条目下发给SID0；否则，SIDVID服务器分配一个新的VID，并将其与当前SID建立映射关系，然后向卫星节点SID0发送响应报文，告知其分配的VID，步骤503：卫星节点SID0收到SIDVID映射服务器的响应报文后，将其携带的VID与自己的SID进行绑定，并将映射关系存储在本地，以便后续的报文转发操作可以使用该映射关系，同时，将新的SIDVID映射关系保存在卫星节点SID0的本地缓存中，步骤504：SIDVID映射服务器在识别到服务于虚拟节点VID0的先前卫星节点是SID1后，向卫星节点SID1发送交接命令报文，指示其将其路由器状态迁移到卫星节点SID0，该交接命令报文中包含了当前卫星节点SID0的SID和VID，以便卫星节点SID1可以识别需要将其路由器状态迁移到哪个节点，步骤505：在卫星节点SID1向SIDVID映射服务器发送确认报文，以表示已收到交接命令报文，确认报文中包含了卫星节点SID1的SID和VID，以便SIDVID映射服务器可以准确地识别确认报文来源，步骤506：卫星节点SID1接收到交接命令报文后，向卫星节点SID0发送迁移请求报文，通知其将其路由器状态迁移到卫星节点SID0，随后，设置一个时间为T的计时器，卫星节点SID1发送迁移请求报文后启动计时器，步骤507：卫星节点SID0接收到来自卫星节点SID1的迁移请求报文后，在控制平面上暂停其路由器状态，从而可以进行状态迁移操作，步骤508：卫星节点SID0向卫星节点SID1发送迁移确认报文，以通知其已准备好接收其路由器状态，此时，卫星节点SID0已经准备好接替前一颗卫星节点SID1的服务，如果卫星节点SID1在超时时间T内收到来自卫星节点SID0的确认报文，则表示确认报文发送成功，卫星节点SID1停止定时器，继续路由器状态迁移操作，如果卫星节点SID1在超时时间T内没有收到来自卫星节点SID0的确认报文，则触发超时定时器，卫星节点SID1将重新发送重定位请求报文，为了避免迁移请求报文无限重传，设置最大重传次数N，每当超时定时器被触发时，卫星节点SID1将检查已发送的重定位请求报文的数量，如果达到最大重传次数N，卫星节点SID1暂停迁移操作并报告异常情况，步骤509：卫星节点SID1在控制平面上将其当前路由器状态同步到卫星节点SID0，步骤510：卫星节点SID0接受到卫星节点SID1发来的路由器状态文件后，更新其在控制平面上的路由表和配置文件，以便可以正确转发到虚拟节点VID0的数据包，步骤511：卫星节点SID0重新启动路由器，此时，卫星节点SID0已经可以正常为虚拟节点VID0正常工作，步骤512：卫星节点SID0向卫星节点SID1发送迁移完成报文，步骤513：卫星节点SID1收到卫星节点SID0发送的迁移完成报文后，清空路由器状态，并解除自身与虚拟节点VID0的绑定关系，步骤514：卫星节点SID1向SIDVID映射服务器发送释放报文，以删除映射服务器中SID1与VID0的映射关系条目，步骤515：SIDVID映射服务器接收到卫星节点SID1的释放SIDVID映射关系报文后，在其数据库中删除SID1与VID0之间的SIDVID映射关系，同时，SIDVID映射服务器会维护一份虚拟节点VID0的服务历史记录，以便在未来需要时可以查询，至此，SIDVID动态绑定和服务迁移过程已经完成。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种面向动态离散拓扑的天地一体化网络广域路由方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD