[发明专利]负载感知缓存受限断续连通的卫星网络路由方法

摘要

本发明公开了一种负载感知缓存受限断续连通的卫星网络路由方法，主要解决现有技术在缓存受限断续连通的卫星网络中因接触链路排队业务负载与节点可用缓存大小信息的缺失，而导致无法准确找到最小时延路由的问题。其实现步骤为：1)初始化全网节点路由表，全网同步接触计划；2)节点收到Bundle包时开始计算路由；3)根据接触计划计算链路代价；4)标记链路代价最小的节点，直到目的节点；5)根据最小时延路由转发Bundle包，更新本节点路由表并同步全网路由信息。本发明能准确计算缓存受限断续连通卫星网络的最小时延路由，提高了数据的投递率，降低了数据的端到端时延。可用于负载感知缓存受限断续连通的卫星网络。

主权项

1.负载感知缓存受限断续连通的卫星网络路由方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)初始化：设置全网节点路由表中的业务排队时延为0，并全网同步预先生成接触计划；(2)判断是否收到其他网络节点的路由表更新信息：如果是，则更新路由表，执行步骤(3)；否则，直接执行步骤(3)；(3)判断是否存在需要传输的Bundle包：如果是，则执行步骤(4)；否则，返回步骤(2)；(4)判断接收到的Bundle包是否为转发包：如果是，则根据路由表直接转发，返回步骤(2)；否则，设置本节点为Bundle包的源节点A,并根据Bundle包的目的节点D，Bundle包的大小z及本节点传输Bundle包的时间A_arr计算最小时延路由，执行步骤(5)(5)计算最小时延路由：(5a)初始化：设置标记节点集合S为空，待标记节点集合U存储所有网络节点；将节点A加入标记节点集合S中，并将其从待标记节点集合U中删除，设置节点A为新标记节点X；(5b)计算新标记节点X到待标记节点集合U中每一个节点N的链路代价w_XN：(5b1)判断待标记节点集合U中是否存在未计算链路代价w_XN的节点N：如果是，则执行步骤(5b2)；否则，执行步骤(5c)；(5b2)判断接触链路XN是否存在：如果不存在，则设置链路代价w_XN为无穷大，返回步骤(5b1)；否则，执行步骤(5b3)；(5b3)根据接触链路XN的排队业务时延q_XN和节点X接收到Bundle包的时间X_arr计算节点X传输Bundle包的开始时间t：其中，为接触链路XN第m条接触信息的开始时间，为接触链路XN第m条接触信息的终止时间，为接触链路XN第n条接触信息的终止时间，为接触链路XN第n+1条接触信息的开始时间，为接触链路XN第n+1条接触信息的终止时间；(5b4)根据节点X传输Bundle包的开始时间t和Bundle包的大小z计算链路代价w_XN：(5b4a)假设t在接触链路XN的第m条接触信息的连通时间段内，设置接触链路XN当前选择的接触信息C_XN为接触信息C_XN的开始时间t_st为t；(5b4b)计算接触信息C_XN的剩余容量R，计算公式为：其中，v_XN(t)为接触链路XN在t时刻的传输速率，t_ed为接触信息C_XN的终止时间；(5b4c)判断R是否小于z：如果是，则更新z＝z‑R，m＝m+1，设置接触链路XN当前选择的接触信息C_XN为返回步骤(5b4b)；否则，执行步骤(5b4d)；(5b4d)根据公式w_XN＝t_st+z/v_XN计算链路代价w_XN；(5b5)根据链路XN的链路代价w_XN判断节点N是否缓存受限：如果是，则设置链路XN的链路代价w_XN为无穷大，返回步骤(5b1)；否则，直接返回步骤(5b1)；所述判断节点N是否缓存受限，其实现如下：首先计算在时间w_XN时节点N每条接触链路NL的排队业务大小Q_NL，其计算公式为：其中，q_NL为接触链路NL的排队业务时延，v_XN(t)为接触链路NL在t时刻的传输速率；然后，计算在时间w_XN时节点N缓存业务大小Q_N，其计算公式为：其中，节点集合V为节点N的邻居节点集合，节点L属于节点集合V；最后，判断Q_N+z≤Buf_N是否成立：如果成立，则说明节点N缓存不受限；否则，说明缓存受限,其中Buf_N为节点N的缓存大小；(5c)从待标记节点集合U中选择链路代价w_XN最小的节点N，并将其从待标记节点集合U中删除，将其加入标记节点集合S中；(5d)判断节点N是否为目的节点D：如果是，则记录已经计算得到的最小时延路由，更新最小时延路由所经过的接触链路XN的业务排队时延q_XN＝w_XN，更新路由表并重置接触链路XN的链路代价w_XN为0，执行步骤(6)；否则，设置节点N为新标识节点X，节点X接收到Bundle包的时间X_arr为w_XN，返回步骤(5b)；(6)本节点根据路由表转发Bundle包，并向其他节点发送更新的路由表，返回步骤(2)。