基于SDN的卫星网络多路径传输方法

技术特征：
1.基于sdn的卫星网络多路径传输方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：步骤一、采用sdn实时获取卫星网络状态，以最小时延、最大可用带宽为目标确定端到端传输起止节点间不相交的路径集，并将所述路径集中的路径依次分配给不同子流；所述确定起止节点间不相交的路径集的方法为：步骤一一、寻找起止点之间的最短路径；步骤一二、判断起止点之间是否存在最短路径，如果是，执行步骤一三；否则，执行步骤一五；步骤一三、将最短路径加入路径集合m；步骤一四、从网络拓扑图中删除最短路径的所有边，返回执行步骤一一；步骤一五、计算路径集合m中每条路径的传输成本；步骤一六、从所述路径集合m中选择传输成本最小的若干条路径组成新的路径集合n，所述路径集合n则为起止点之间最优的路径集；步骤二、当控制器预测链路切换时，基于预测的流表更新方法，进行在切换开始时的流表添加操作和切换完成前的流表删除操作，二者可通过信号量或共享变量同步，保证子流的稳定传输。2.根据权利要求1所述的基于sdn的卫星网络多路径传输方法，其特征在于：步骤一中，同一个连接的每条子流将被分配到不同的路径。3.根据权利要求1所述的基于sdn的卫星网络多路径传输方法，其特征在于：步骤一五中，每条路径的传输成本c的计算公式为：式中，d
p
为路径p的时延，b
p
为路径p的最大带宽，b
p
为路径p的可用带宽。4.根据权利要求1所述的基于sdn的卫星网络多路径传输方法，其特征在于：所述流表添加操作的具体过程为：步骤a1、设置变量l，其值为 ∞；步骤a2、从可见性矩阵序列a中依次取出t时刻矩阵a
t
，步骤a3、如果a
t
等于a
t k
，k≥2，则执行步骤a2，否则执行步骤a4；步骤a4、如果t-l＜k，则执行步骤a2，否则执行步骤a5；步骤a5、从t时刻可见性矩阵a
t
中依次取出节点i和节点j之间的可见性若所有的部处理完毕，则执行步骤a8；否则执行步骤a6；步骤a6、若为1且t k时刻节点i和节点j之间的可见性为0，则执行步骤a7，否则执行步骤a5；步骤a7、获取链路ij所关联的所有路径的集合ps，并将所述集合ps并入的集合pss，并将集合ps中的所有链路并入链路集合es，然后执行步骤a5；步骤a8、从集合pss中依次取出每条路径p，若所有的路径都处理完毕，则执行步骤a11，否则执行步骤a9；步骤a9、采用步骤一中的选择路径集的方法在a
t k
的网络拓扑中为路径p的起止点选择
新的路径p
′
；步骤a10、将路径p
′
中的所有链路并入的链路集合es
′
，执行步骤a8；步骤a11、计算链路集合es
′
与集合es的差集所关联的交换机，并为所述交换机下发新流表；步骤a12、将变量l的值置为t，执行步骤a2。5.根据权利要求1所述的基于sdn的卫星网络多路径传输方法，其特征在于：所述流表删除操作的具体过程为：步骤b1、从可见性矩阵序列a中依次取出a
t
；步骤b2、如果a
t
等于a
t 1
，则执行步骤b1，否则执行步骤b3；步骤b3、从a
t
中依次取出若所有的都处理完毕，则执行步骤b6；否则执行步骤b4；步骤b4、若为1且为0，则执行步骤b5，否则执行步骤b3；步骤b5、获取链路ij所关联的所有路径的集合ps，并将ps中的所有链路并入链路集合es，执行步骤b3；步骤b6、计算链路集合es与集合es
′
的差集所关联的交换机，并为所述交换机下发删除流表指令，执行步骤b1。6.根据权利要求4或5所述的基于sdn的卫星网络多路径传输方法，其特征在于：采用可见性矩阵序列a表示网络拓扑的变化情况，序列中的每个矩阵a
t
表示t时刻节点之间的连接关系，如：其中k为卫星网络节点个数，的值为0或1；若为1，则表明节点i和节点j之间存在连接，否则表示不存在连接；采用距离矩阵序列l表示节点之间距离的变化，序列中的每个矩阵l
t
表示t时刻节点之间的距离，如：当为0时，表示节点i和节点j之间无连接，否则表示两个节点之间的距离；计算可得节点之间的传播时延，c为光速。

技术总结
基于SDN的卫星网络多路径传输方法，涉及卫星网络领域，解决现有方法将网络可用带宽作为重点参考因素，无法满足大时空尺度的网络环境使用要求，同时由于链路频繁切换会导致已选路径失效，影响路径上的子流传输等问题，本发明的多路径传输方法，在多路径选路方面，构建了结合时延和带宽的路径成本模型，并设计了不相交路径的选择方法，在提高传输能力的同时实现链路的负载均衡。本选路方法比现有技术仅以带宽或跳数为依据的方法更适合卫星网络；在动态拓扑支持方面，提出了基于预测的流表更新方法，避免在切换完成时再进行路径计算导致传输性能的剧烈抖动，保障了卫星网络数据传输的稳定性。定性。定性。


技术研发人员：祁晖 底晓强 李锦青 从立钢 任维武 毕琳 解男男 刘旭
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/8/5