基于SDN的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多QoS目標(biāo)優(yōu)化路由算法
發(fā)布時(shí)間:2022-01-05 00:39
針對(duì)傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)類型多樣化導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜和業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(quality of service,QoS)無法得到有效保障的問題,研究了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(software-defined networking,SDN)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提出了一種能夠滿足多種QoS需求的自適應(yīng)路由算法。首先,建立了軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多約束條件路由選擇優(yōu)化模型;然后,使用拉格朗日松弛法對(duì)模型進(jìn)行松弛處理;最后,使用梯度法進(jìn)行迭代求解,搜索出滿足帶寬、時(shí)延、丟包率等多種QoS的最優(yōu)路徑。研究結(jié)果表明,該優(yōu)化算法在QoS滿意度方面相比近地軌道衛(wèi)星路由算法提高了64%,在時(shí)延滿意度和丟包率滿意度方面相比軟件定義路由算法提高了28%。
【文章來源】:系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2020,42(06)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
圖1SDN架構(gòu)Fig.1ArchitectureofSDN
足多QoS需求的最優(yōu)路徑。1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與問題描述SDN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),如圖1所示,由應(yīng)用層、控制層和基礎(chǔ)設(shè)施層3部分組成。圖1SDN架構(gòu)Fig.1ArchitectureofSDNSDN架構(gòu)的核心思想是將網(wǎng)絡(luò)的控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層分離,控制層可通過南向接口對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中式控制。將SDN的思想與新一代LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)更加靈活的監(jiān)控和管理,使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展更加方便[27-28]。圖2為軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的邏輯架構(gòu),由應(yīng)用層、控制平層和基礎(chǔ)設(shè)施層3部分組成。空間的深空探測(cè)、對(duì)地觀測(cè)、航天測(cè)控、導(dǎo)航定位等空間任務(wù)構(gòu)成了邏輯架構(gòu)的應(yīng)用層?刂茖訛檎麄(gè)架構(gòu)的核心,主要由GEO衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)組成,GEO控制器通過獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有LEO衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流,生成全局網(wǎng)絡(luò)視圖,進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算和管理;A(chǔ)設(shè)施層由LEO衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)組成,主要負(fù)責(zé)根據(jù)控制層下發(fā)的流表進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)[29-30]。通過對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的細(xì)粒度集中管理,控制器可以選擇最優(yōu)路由路徑,從而減輕了衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān),有利于全球資源的統(tǒng)一管理,提高網(wǎng)絡(luò)的QoS性能。圖2軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)Fig.2Logicalarchitectureofsoftware-definedsatellitenetworking而傳統(tǒng)的集中式最短路徑算法無法滿足業(yè)務(wù)對(duì)QoS的需求,需要根據(jù)空間任務(wù)特點(diǎn)對(duì)算法進(jìn)行合理的目標(biāo)優(yōu)化。當(dāng)前的空間任務(wù)主要可分為延遲敏感
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟件定義航空集群機(jī)載網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)鄰居探測(cè)方法[J]. 呂娜,曹芳波,陳柯帆,劉創(chuàng),高維廷. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(10)
[2]基于不確定鏈路參數(shù)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由算法[J]. 周劍,張勝東,王娟,韓崇,孫力娟. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(05)
[3]高可靠性軟件定義航空光信息網(wǎng)絡(luò)的控制器分布優(yōu)化策略[J]. 趙靜,趙尚弘,趙衛(wèi)虎,李勇軍. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2018(04)
本文編號(hào):3569374
【文章來源】:系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2020,42(06)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
圖1SDN架構(gòu)Fig.1ArchitectureofSDN
足多QoS需求的最優(yōu)路徑。1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與問題描述SDN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),如圖1所示,由應(yīng)用層、控制層和基礎(chǔ)設(shè)施層3部分組成。圖1SDN架構(gòu)Fig.1ArchitectureofSDNSDN架構(gòu)的核心思想是將網(wǎng)絡(luò)的控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層分離,控制層可通過南向接口對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中式控制。將SDN的思想與新一代LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)更加靈活的監(jiān)控和管理,使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展更加方便[27-28]。圖2為軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的邏輯架構(gòu),由應(yīng)用層、控制平層和基礎(chǔ)設(shè)施層3部分組成。空間的深空探測(cè)、對(duì)地觀測(cè)、航天測(cè)控、導(dǎo)航定位等空間任務(wù)構(gòu)成了邏輯架構(gòu)的應(yīng)用層?刂茖訛檎麄(gè)架構(gòu)的核心,主要由GEO衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)組成,GEO控制器通過獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有LEO衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流,生成全局網(wǎng)絡(luò)視圖,進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算和管理;A(chǔ)設(shè)施層由LEO衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)組成,主要負(fù)責(zé)根據(jù)控制層下發(fā)的流表進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)[29-30]。通過對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的細(xì)粒度集中管理,控制器可以選擇最優(yōu)路由路徑,從而減輕了衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān),有利于全球資源的統(tǒng)一管理,提高網(wǎng)絡(luò)的QoS性能。圖2軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)Fig.2Logicalarchitectureofsoftware-definedsatellitenetworking而傳統(tǒng)的集中式最短路徑算法無法滿足業(yè)務(wù)對(duì)QoS的需求,需要根據(jù)空間任務(wù)特點(diǎn)對(duì)算法進(jìn)行合理的目標(biāo)優(yōu)化。當(dāng)前的空間任務(wù)主要可分為延遲敏感
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟件定義航空集群機(jī)載網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)鄰居探測(cè)方法[J]. 呂娜,曹芳波,陳柯帆,劉創(chuàng),高維廷. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(10)
[2]基于不確定鏈路參數(shù)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由算法[J]. 周劍,張勝東,王娟,韓崇,孫力娟. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(05)
[3]高可靠性軟件定義航空光信息網(wǎng)絡(luò)的控制器分布優(yōu)化策略[J]. 趙靜,趙尚弘,趙衛(wèi)虎,李勇軍. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2018(04)
本文編號(hào):3569374
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