[发明专利]一种基于确定链路状态的空间网络增强OSPF路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间网络技术领域，具体涉及一种基于确定链路状态的空间网络增强OSPF路由方法。

背景技术

空间信息网络是以空间平台为载体，实时获取、处理和传输空间信息的网络系统。空间信息网络在应急救援、导航定位、航天测控、国防安全等重大应用方面能够发挥重大作用，对于提升我国卫星系统的整体效能具有重要意义。

空间信息网络受轨道和频谱等资源的限制，难以通过增加空间节点数量和提高节点能力来扩大时空覆盖范围。因此，空间信息网络呈现大时空跨度、链路断续可用、拓扑动态变化的特点。

路由协议是空间信息网络的关键技术，决定了空间数据传输的整体性能。由于传统地面网络路由协议假定网络拓扑较为稳定，因此，将传统地面网络路由协议应用于空间信息网络时会带来协议开销大、协议收敛慢的问题。比如，每次空间网络拓扑的变化，均会造成空间网络的大规模洪泛，既带来较大的协议开销，又使路由算法需要较长的时间才能收敛，不利于网络传输的稳定性。

当前，学术界针对卫星通信网络提出了大量的路由算法，但这些路由算法大多是定制、专用的路由算法，难以实现与地面网络的融合，构建天地一体的信息网络。清华大学于2017年1月在《清华学报》提出了一种天地一体化网络域内路由协议OSPF+，该协议在地面OSPF协议的基础上进行改进，改进后的 OSPF+协议既能够兼容地面OSPF协议，又一定程度上考虑空间网络的特点。但OSPF+协议虽然利用了空间网络的拓扑可预测性，仍然需要向整个网络洪泛链路状态信息，仍然具有较高的协议开销且需要进行收敛。

路由协议对于空间网络实现高效数据传输至关重要。从工程实现的角度，空间网络路由需要能够较好的与地面网络兼容，能够利用地面互联网的成熟技术，同时，从技术的角度，空间网络路由还需要能够适应空间网络拓扑动态变化的特点，具有较低的协议开销和较快的收敛速度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于确定链路状态的空间网络增强OSPF路由方法，是一种适用空间网络的低开销、高性能路由协议，能够显著降低地面互联网OSPF协议应用于空间网络时的协议开销并加快路由收敛速度。

本发明的具体实施方案如下：

一种基于确定链路状态的空间网络增强OSPF路由方法，所述路由协议将空间网络状态划分为确定链路状态变化和不确定链路状态变化；所述确定链路状态变化包括星间、星地链路的可见性的通断状态变化和人为规划的链路状态变化；所述不确定链路状态变化为无法提前预测的链路状态变化；

所述路由协议在发生确定链路状态变化的时候产生新的链路状态通告，所述链路状态通告不会向网络洪泛，只并更新链路状态数据库，以及与所述链路状态变化相关的邻居状态机的当前状态；对于不确定链路状态变化，采用路由协议原有的机制进行管理。

进一步地，所述邻居状态机增加了一个SchedDown状态即确定断开状态；确定链路状态变化的链路断开会使邻居状态由Full状态变为SchedDown状态，确定链路状态变化的链路连通会使邻居状态由SchedDown状态变为Full状态。

进一步地，所述确定链路状态变化表示在某时刻，源节点指向目的节点的链路连通或断开；

邻居状态机对应的节点根据自身是否为发生状态变化节点的源节点或者目的节点，来确定是否需要更新。

进一步地，所述路由协议将确定链路状态变化的信息存储在确定链路状态集合中，所有网络节点各自维护同一个确定链路状态集合。

进一步地，所述确定链路状态集合按照时间先后顺序进行排序。

进一步地，所述确定链路状态变化的信息中包括时刻、源节点、目的节点以及连通或断开状态信息。

有益效果：

本发明通过将空间网络状态划分为确定链路状态变化和不确定链路状态变化，针对确定链路状态变化不采用网络洪泛的方式更新链路状态数据库，能够显著降低地面互联网OSPF协议应用于空间网络时的协议开销并加快路由收敛速度。

附图说明

图1为增强OSPF协议的系统结构；

图2为确定链路状态变化信息；

图3为增强OSPF协议的邻居状态机；

图4为系统的连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种基于确定链路状态的空间网络增强OSPF路由管理方法，该路由协议将空间网络状态划分为确定链路状态变化和不确定链路状态变化。