一种软件定义卫星网络南向接口控制方法与流程

技术特征：
1.一种软件定义卫星网络南向接口控制方法，其特征在于，基于部署在卫星上的分布式路由、sdn代理，以及部署在地面的软件定义卫星网络控制器实现，包括以下步骤：（1）软件定义卫星网络控制器通过馈电链路或用户链路向卫星周期性发送控制器位置广播消息；控制器位置广播消息中至少包含软件定义卫星网络控制器的ip地址、软件定义卫星网络控制器的站地址以及所在卫星号和端口号，卫星上的sdn代理收到控制器位置广播消息后，在本地添加去往软件定义卫星网络控制器的路由信息和位置映射信息；（2）当卫星接收到控制器位置广播消息后，判断该控制器位置广播消息为首次收到还是控制器位置需要更新，并通过卫星上的分布式路由向当前的邻居洪泛该控制器位置广播消息；（3）当卫星通过控制器位置广播消息获取到控制器的最新位置信息时，卫星上的sdn代理向软件定义卫星网络控制器发送握手消息，建立与软件定义卫星网络控制器的双向可达性，并相互周期性发送心跳消息以保持双向可达的有效性；（4）软件定义卫星网络控制器向sdn代理发送端口查询消息，sdn代理向软件定义卫星网络控制器响应端口描述消息；软件定义卫星网络控制器收到端口描述消息后，提取并记录当前所有连接的节点属性和节点端口信息，维护当前所有连接的节点状态；sdn代理向软件定义卫星网络控制器发送的端口描述消息中包含节点的卫星号、端口数量、端口索引值以及端口状态，端口状态包含端口是否可用、端口的发送字节数和接收字节数以及端口的接口带宽、剩余可用带宽；（5）软件定义卫星网络控制器向sdn代理发送邻接拓扑查询消息，sdn代理从分布式路由处获取邻接拓扑信息，并向软件定义卫星网络控制器响应邻接拓扑消息，软件定义卫星网络控制器根据当前所有连接的节点及节点间的邻接拓扑信息生成全网节点的拓扑连接关系以及连接链路的代价，用于路由计算与流表生成；sdn代理向软件定义卫星网络控制器发送的邻接拓扑消息中包含节点的卫星号、相邻节点的卫星号、本节点与相邻节点连接使用的端口以及端口代价、相邻节点与本节点连接使用的端口以及端口代价和邻接关系的数量。2.根据权利要求1所述的一种软件定义卫星网络南向接口控制方法，其特征在于，步骤（5）之后还包括：（6）软件定义卫星网络控制器在路径计算完成后，与sdn代理交互流表添加或删除消息，实现对星载路由交互设备的流表配置，在需要获取流表状态时，软件定义卫星网络控制器向sdn代理进行流表查询，获取当前星载路由交换设备中的流表状态，流表状态包括当前的流表项以及该流表的流量统计信息；在节点端口状态发生变化后，sdn代理主动向软件定义卫星网络控制器发送端口描述更新消息，软件定义卫星网络控制器根据当前的端口描述信息更新当前网络拓扑连接关系；在节点邻接拓扑发生变化后，sdn代理主动向软件定义卫星网络控制器发送邻接拓扑更新消息，软件定义卫星网络控制器根据当前的邻接拓扑更新消息更新当前网络拓扑连接关系。3.根据权利要求1所述的一种软件定义卫星网络南向接口控制方法，其特征在于，软件定义卫星网络控制器与卫星上的sdn代理之间的南向接口交互采用的传输层协议为udp协议或quic协议。4.根据权利要求1所述的一种软件定义卫星网络南向接口控制方法，其特征在于，步骤
（3）中软件定义卫星网络控制器与sdn代理建立双向可达性的方法为：sdn代理首先向软件定义卫星网络控制器发送握手消息，握手消息中携带自身的id，软件定义卫星网络控制器id为空；软件定义卫星网络控制器收到握手消息后向sdn代理发送握手消息，握手消息携带自身id和sdn代理的id；sdn代理再次向软件定义卫星网络控制器发送握手消息，消息中携带自身id和软件定义卫星网络控制器的id，此时双向可达性建立成功；其中，sdn代理和软件定义卫星网络控制器之间发送的握手消息中携带着自身的保活超时时间，在保活超时时间内，若收不到对方发送的握手消息，则认为对方超时失效，双向可达性建立失败。5.根据权利要求1所述的一种软件定义卫星网络南向接口控制方法，其特征在于， sdn代理从分布式路由处获取邻接拓扑信息的方式为：sdn代理启动时，向分布式路由请求当前的分布式路由邻居信息，分布式路由邻居信息包括本节点的卫星号、与邻居连接使用的端口号、邻居的节点号信息以及邻居连接使用的端口号；在分布式路由邻居信息发生变化后，分布式路由主动向sdn代理通告分布式路由邻居变化信息，sdn代理根据分布式路由邻居变化信息，生成最新的邻接拓扑信息，主动上报给软件定义卫星网络控制器。

技术总结
本发明公开了一种软件定义卫星网络南向接口控制方法，属于天地一体化网络通信技术领域。本发明对软件定义卫星网络（S-SDN）控制器与星载SDN代理之间的拓扑发现、状态交互等机制进行设计，采用与分布式路由结合，承载协议优化等方法，实现窄带宽高误码卫星链路特性下的优化南向接口协议，支持S-SDN控制器对星载路由交换设备的高效可靠轻量化南向控制。本发明的南向接口控制方式与标准相比，链路带宽开销和星上处理开销大大降低，特别适用于星上处理资源受限、链路资源受限的卫星网络。链路资源受限的卫星网络。链路资源受限的卫星网络。


技术研发人员：肖永伟 孙晨华 董飞虎 王旭阳 张亚生
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2022.11.03
技术公布日：2022/11/29