[发明专利]一种分布式的多层卫星中断容忍网络接触计划设计方法

说明书

本发明公开一种分布式的多层卫星中断容忍网络接触计划设计方法，包括：基于各层节点的分布式的接触划分和基于流量感知进行层间接触选择。本发明提出的一种分布式的接触计划设计方法，通过将整个网络中的接触信息划分为不同部分来降低每个节点的接触计划的复杂性。另外，本发明提出一种流量感知的层间接触选择方法，当层间接触中断后，GEO根据整个网络中的流量状况为失效接触的低层节点选择合适的层间接触重新建立连接，以此保证网络的完整性。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域。更具体地，涉及一种分布式的多层卫星中断容忍网络接触计划设计方法。

背景技术

由于卫星网络可以提供全球覆盖以及持续的广播功能，其已经在导航、灾害紧急通信、边远地区网络接入等方面起到越来越重要的作用，同时对卫星网络的研究已经引起广泛关注，包括将卫星网络和未来5G网络结合，使用SDN/NFV技术来增强灵活性等。但是空间环境存在较长时延、较高误码率、频繁的链路切换，传统的TCP/IP网络无法直接使用，中断容忍网络(Disruption Tolerant Network，DTN)则为未来卫星网络设计提供了另一种解决方案。通过在传统OSI模型应用层下加入束层协议(Bundle Protocol，BP)和汇聚层协议(Convergence Layer Adapter，CLA)，DTN可以使用存储转发的策略应对频繁的链路中断。当没有可用路径时，数据将暂时存储在中间节点。DTN将应用层数据分割为小的bundle，通过汇聚层协议实现同传输层的交互，最终将bundle逐层封装到IP层进行传输。DTN使用bundle中的“EID”的节点号和服务号来区分不同的bundle。

由于卫星环境中，节点的运动轨迹是可以调度和预知的，因此可以预先获得任意两个节点间的通信机会信息，如通信的起始时间、终止时间、传输速率、节点间距离等。接触图路由(Contact Graph Routing，CGR)将两个节点间的通信机会称为一个“接触”，并把链路信息按照接触的方式配置在“接触计划”(contact plan)里。预先配置的接触信息包括接触的起始节点(from node)、终止节点(to node)、起始时间(from time)、终止时间(totime)、传输速率(rate)、节点间距离(range)。在转发数据时，转发节点将根据bundle EID中的目的节点号，从接触计划中找到从本队节点到目的节点的路径，以此实现路由计算。接触计划中接触信息格式如下：

起始节点	终止节点	起始时间	终止时间	节点间距离	传输速率