一种卫星网络多径传输方法及装置与流程

技术特征：
1.一种卫星网络多径传输方法，其特征在于，所述方法在软件定义网络控制器上运行，所述方法包括：获取卫星网络的各卫星节点信息以及当前窗口时间段内各链路信息，所述卫星节点信息至少包括卫星ip和端口信息，所述链路信息至少包括链路稳定性信息、链路带宽、链路持续时间，在所述窗口时间段内令所述卫星网络拓扑关系不变；获取当前窗口时间段内由地面终端经入口卫星发送的第一数据流的包头信息；解析所述包头信息，获取所述包头信息中记载的业务类型、该业务对时延的敏感度和对丢包率的敏感度、入口卫星ip、入口卫星端口号、出口卫星ip、出口卫星端口号以及身份密钥信息；将所述第一数据流的身份密钥信息与流信息存储表中记载的各前序数据流的身份密钥信息进行对比；若所述第一数据流的身份密钥信息与其中一个或多个前序数据流的身份密钥信息一致，则将所述第一数据流与相应的前序数据流进行关联，将所述第一数据流的身份密钥信息、入口卫星ip、入口卫星端口号、出口卫星ip和出口卫星端口号记入所述流信息存储表中，根据各前序数据流的传输路径和占用的带宽计算各链路的剩余带宽，将各链路的剩余带宽更新为链路带宽，基于最小化费用且最大化流计算所述第一数据流的最优路径；若所述第一数据流的身份密钥信息与所有前序数据流的身份密钥信息均不一致，将所述第一数据流的身份密钥信息、入口卫星ip、入口卫星端口号、出口卫星ip和出口卫星端口号记入所述流信息存储表中，基于最小化费用且最大化流计算所述第一数据流的最优路径；采用标签栈标识所述最优路径，将所述标签栈写入所述包头信息后回传至所述入口卫星，以供各卫星节点根据所述标签栈以及各卫星节点存储的本地标签定义对所述第一数据流进行转发。2.根据权利要求1所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，对时延的敏感度采用时延权重表示；其中，t
ij
为卫星节点i至卫星节点j的链路e
ij
的时延；为关于业务流f1的时延敏感因子，值域为(0，1]。3.根据权利要求2所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，对丢包率的敏感度采用丢包率权重表示；其中，ε
ij
为卫星节点i至卫星节点j的链路e
ij
的丢包率；为关于业务流f1的丢包率敏感因子，值域为(0，1]。4.根据权利要求3所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，所述链路稳定性信息包括由卫星拓扑关系影响的规律稳定性值和由环境影响的非规律稳定性值；所述规律稳定性值u
a
的表达式为：其中，ω∈(0，1)表示该星间链路的稳定性，e
ij
为卫星节点i至卫星节点j的链路，inter isl为邻轨星间链路，intra isl为同轨星间链路；
所述非规律稳定性值为u
b
的表达式为：其中，flag为链路e
ij
在当前窗口时间段之前第n个窗口时间段的工作状态，链路正常时为1，故障时为0，n为正整数；链路e
ij
的稳定性u
ij
为：u
ij
＝(1
‑
β)
·
u
a
β
·
u
b
其中，β∈(0,1)为调节规律稳定性值和非规律稳定性值权值的参数。5.根据权利要求4所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，基于最小化费用且最大化流计算所述第一数据流的最优路径，包括：获取从入口卫星到出口卫星的最小费用路径；基于所述最小费用路径采用标号法获取流最大的所述最优路径。6.根据权利要求5所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，获取从入口卫星到出口卫星的最小费用路径中，所述最小费用路径满足如下条件：其中，f
l
[i,j]是通过链路e
ij
的流，业务流集合f＝{f1,f2,...,f
l
}；路径集p＝{p1,p2,...,p
l
}，每条路径p
l
＝{v1,v2,...,v
k
}在发送方和接收方对之间形成一条k跳路径，v
k
表示该路径的第k个卫星节点；是业务流f
l
在链路边e
ij
的链路权重，所述链路权重为：其中，u
ij
为链路e
ij
的稳定性；t
ij
为卫星节点i至卫星节点j的链路e
ij
的时延，为关于业务流f1的时延敏感因子；ε
ij
为卫星节点i至卫星节点j的链路e
ij
的丢包率，为关于业务流f1的丢包率敏感因子。7.根据权利要求1所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，若所述第一数据流的身份密钥信息与其中一个或多个前序数据流的身份密钥信息一致，则在基于最小化费用且最大化流计算所述第一数据流的最优路径之前，还包括：剔除所述卫星网络中与所述第一数据流相关联的各前序数据流传输的链路；和/或，剔除所述卫星网络中剩余带宽不足链路总带宽80％的链路。8.根据权利要求1所述的卫星网络多径传输方法，其特征在于，所述标签栈由出口卫星节点清除出所述包头信息。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种卫星网络多径传输方法及装置，所述方法中基于软件定义网络和分段控制技术对全局子流进行追踪、识别，基于卫星网络在窗口时间段内的拓扑结构以及各类型业数据流的传输需求，基于最小化费用最大化流确定每个数据流的最优路径，在全局维度上进行网络管理和资源分配。在确定数据流的最优路径后，直接以标签栈的形式将传输路径记录在数据流的包头信息中，在后续传输过程中各卫星节点基于标签栈转发数据，显著降低了整个网络的信令开销，提高了传输效率。提高了传输效率。提高了传输效率。


技术研发人员：刘江 欧阳曼 张然 黄韬
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021/10/23