[发明专利]基于OpenFlow扩展协议的软件定义卫星组网的方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于开放流(OpenFlow)扩展协议的软件定义卫星组网的方法及装置，为了解决软件定义卫星组网问题，建立应用服务需求的端到端业务数据传输而设计。本发明引入卫星组件可编程的特点，通过软件定义网络的OpenFlow扩展协议机制，具备智能化集成通信传输交换能力，形成统一控管功能、适应调度策略的动态变化、增强卫星网络任务接入快速响应速度，运用空间卫星组件可编程组网技术，提高卫星网络组网灵活性与可靠的传输效率。

主权项

1.一种基于OpenFlow扩展协议的软件定义卫星组网的方法，其特征在于，包括：软件定义卫星网络的建立：基于OpenFlow扩展协议，利用中心控制器建立软件定义卫星网络，监控各颗卫星的运行状态以及监控卫星网络的链路状态、卫星资源使用状态；软件定义卫星网络的应用：OpenFlow中心控制器接收应用服务需求，根据各颗卫星的运行状态、卫星网络的链路状态、卫星资源使用状态，确定数据业务传输路径，适配各颗卫星资源占用状态，完成数据业务的传输；所述的OpenFlow扩展协议具体包括：扩展协议的流表匹配，以应用服务操作信息为载体，通过中心控制器与卫星可编程硬件模块进行信息流表的匹配，实现应用业务接入卫星与分配软件定义卫星网络的资源；利用卫星指令控制信息交换，中心控制器下发指令到卫星可编程硬件模块，该卫星可编程硬件模块反馈信息给中心控制器，形成由中心控制器对业务传输流程统一控制与数据信息交换；中心控制器的资源信息转发，通过软件定义卫星模块对各颗卫星资源使用状态、运行状态、收发功能进行信息载体的转发；建立软件定义卫星组网架构具体描述如下：1)根据卫星组件的可编程功能属性，基于软件嵌入卫星组件模式，融合OpenFlow代理商的编程卫星节点；2)根据每一颗卫星可编程节点的运行状态和卫星之间的相互连接的特点，通过采用OpenFlow扩展协议的传输平面与控制平面相分离原则，由基于OpenFlow扩展协议的中心控制器控管每一颗卫星组件；3)在一个主用中心控制器的基础上，增加一个备用中心控制器，两者之间是通过热备份的形式进行通信，当主用中心控制器发生故障时，主用中心控制器的所有控制信息能够快速倒换到备用中心器上，防止因主用中心控制器发生故障而使得整个卫星网络无法正常工作；软件定义卫星网络的应用具体包括：S1 OpenFlow中心控制器接收应用服务需求，根据应用服务需求的优先级别、卫星覆盖范围，运用OpenFlow扩展协议，采用相应的路由算法，计算应用服务需求传输的路由信息；S2根据应用服务需求的路由信息，结合OpenFlow中心控制器获取的各颗卫星的运行状态、卫星网络的链路状态、卫星资源使用状态判断是否能够建立相应的卫星传输路径，若不能建立相应的卫星传输路径，则应用服务需求失败；若能建立相应的卫星传输路径，则OpenFlow中心控制器根据应用服务需求类型结合获取的各颗卫星的运行状态、卫星网络的链路状态、卫星资源使用状态以及业务数据传输时延限制需求，通过改变卫星运行状态、卫星链路状态建立应用服务需求的卫星传输路径；S3在卫星传输路径上，查找应用服务需求的卫星资源，若查找到，则OpenFlow中心控制器适配各颗卫星资源占用状态，为应用服务需求分配应用服务需求所需的传输资源完成应用服务需求的数据传输；S4完成应用服务需求，释放卫星网络资源和拆除卫星网络传输路径。