[發明專利]一種基于確定鏈路狀態的空間網絡增強OSPF路由方法

在審

• 申請號: 201710908833.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107835128A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 燕洪成;孫勇;張亞航;王向暉;郭堅;鄭晉軍;陳忠貴;張慶君;李林;李佼珊;何熊文;龐波;曾連連;董芳芳;馮承鈺
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/26
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,付雷杰

技術領域

本發明涉及空間網絡技術領域，具體涉及一種基于確定鏈路狀態的空間網絡增強OSPF路由方法。

背景技術

空間信息網絡是以空間平臺為載體，實時獲取、處理和傳輸空間信息的網絡系統。空間信息網絡在應急救援、導航定位、航天測控、國防安全等重大應用方面能夠發揮重大作用，對于提升我國衛星系統的整體效能具有重要意義。

空間信息網絡受軌道和頻譜等資源的限制，難以通過增加空間節點數量和提高節點能力來擴大時空覆蓋范圍。因此，空間信息網絡呈現大時空跨度、鏈路斷續可用、拓撲動態變化的特點。

路由協議是空間信息網絡的關鍵技術，決定了空間數據傳輸的整體性能。由于傳統地面網絡路由協議假定網絡拓撲較為穩定，因此，將傳統地面網絡路由協議應用于空間信息網絡時會帶來協議開銷大、協議收斂慢的問題。比如，每次空間網絡拓撲的變化，均會造成空間網絡的大規模洪泛，既帶來較大的協議開銷，又使路由算法需要較長的時間才能收斂，不利于網絡傳輸的穩定性。

當前，學術界針對衛星通信網絡提出了大量的路由算法，但這些路由算法大多是定制、專用的路由算法，難以實現與地面網絡的融合，構建天地一體的信息網絡。清華大學于2017年1月在《清華學報》提出了一種天地一體化網絡域內路由協議OSPF+，該協議在地面OSPF協議的基礎上進行改進，改進后的 OSPF+協議既能夠兼容地面OSPF協議，又一定程度上考慮空間網絡的特點。但OSPF+協議雖然利用了空間網絡的拓撲可預測性，仍然需要向整個網絡洪泛鏈路狀態信息，仍然具有較高的協議開銷且需要進行收斂。

路由協議對于空間網絡實現高效數據傳輸至關重要。從工程實現的角度，空間網絡路由需要能夠較好的與地面網絡兼容，能夠利用地面互聯網的成熟技術，同時，從技術的角度，空間網絡路由還需要能夠適應空間網絡拓撲動態變化的特點，具有較低的協議開銷和較快的收斂速度。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于確定鏈路狀態的空間網絡增強OSPF路由方法，是一種適用空間網絡的低開銷、高性能路由協議，能夠顯著降低地面互聯網OSPF協議應用于空間網絡時的協議開銷并加快路由收斂速度。

本發明的具體實施方案如下：

一種基于確定鏈路狀態的空間網絡增強OSPF路由方法，所述路由協議將空間網絡狀態劃分為確定鏈路狀態變化和不確定鏈路狀態變化；所述確定鏈路狀態變化包括星間、星地鏈路的可見性的通斷狀態變化和人為規劃的鏈路狀態變化；所述不確定鏈路狀態變化為無法提前預測的鏈路狀態變化；

所述路由協議在發生確定鏈路狀態變化的時候產生新的鏈路狀態通告，所述鏈路狀態通告不會向網絡洪泛，只并更新鏈路狀態數據庫，以及與所述鏈路狀態變化相關的鄰居狀態機的當前狀態；對于不確定鏈路狀態變化，采用路由協議原有的機制進行管理。

進一步地，所述鄰居狀態機增加了一個SchedDown狀態即確定斷開狀態；確定鏈路狀態變化的鏈路斷開會使鄰居狀態由Full狀態變為SchedDown狀態，確定鏈路狀態變化的鏈路連通會使鄰居狀態由SchedDown狀態變為Full狀態。

進一步地，所述確定鏈路狀態變化表示在某時刻，源節點指向目的節點的鏈路連通或斷開；

鄰居狀態機對應的節點根據自身是否為發生狀態變化節點的源節點或者目的節點，來確定是否需要更新。

進一步地，所述路由協議將確定鏈路狀態變化的信息存儲在確定鏈路狀態集合中，所有網絡節點各自維護同一個確定鏈路狀態集合。

進一步地，所述確定鏈路狀態集合按照時間先后順序進行排序。

進一步地，所述確定鏈路狀態變化的信息中包括時刻、源節點、目的節點以及連通或斷開狀態信息。

有益效果：

本發明通過將空間網絡狀態劃分為確定鏈路狀態變化和不確定鏈路狀態變化，針對確定鏈路狀態變化不采用網絡洪泛的方式更新鏈路狀態數據庫，能夠顯著降低地面互聯網OSPF協議應用于空間網絡時的協議開銷并加快路由收斂速度。

附圖說明

圖1為增強OSPF協議的系統結構；

圖2為確定鏈路狀態變化信息；

圖3為增強OSPF協議的鄰居狀態機；

圖4為系統的連接關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

本發明提供了一種基于確定鏈路狀態的空間網絡增強OSPF路由管理方法，該路由協議將空間網絡狀態劃分為確定鏈路狀態變化和不確定鏈路狀態變化。