用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法及系统，由业务源节点根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP，然后由中间节点根据该DSCP对应的转发行为进行中断处理，从而实现网络的资源调度与有效带宽分配，提高网络运行质量，并且该方法不受空间限制，可以灵活运用于天地空一体化网络中的“地地”、“空空”、“空地”等自组网网络结构中。
【专利说明】用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络流量控制技术，尤其涉及一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]我国电力应急通信系统经过近几年的发展，已初具一定规模和应急指挥能力，但尚处于初级发展阶段，在通信组网、信息平台建设、智能决策等方面均有需要完善的地方。
[0003]就现阶段而言，国内应急通信技术手段相对落后，应急通信系统的自组织能力和生存性较低，很大程度上依赖公共基础通信设施。但公共基础设施在紧急状态下具有软、硬瘫痪的风险，当基础通信设施不可用时，需要借助短波、卫星、微波和专用集群等通信系统提供应急通信保障，但仍难以满足快速组建可靠、高效、健壮的适应不同等级容灾的电力系统应急通信功能规范的要求。各种通信系统都有自己的优势，但缺点也是明显的，比如公众通信网技术成熟，基础设施分布广泛但不可靠，且易出现网络拥塞；集群通信系统可以为多个用户共用一组无线电信道，能快速建立呼叫，并支持组呼、广播呼叫和补充业务，但其覆盖范围和通信容量较小，通常仅限于指挥调度应用，并且仍依赖基础通信设施；卫星通信较健壮、覆盖范围广，但传输能力有限，部署和使用成本较高且技术支持困难。短波通信能满足中、长距离的通信要求，具有通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强并且运行成本低等特点，且实现了数字化和小型化，体积小、重量轻，因此便于机动。但短波通信频率资源有限、受地形、地物、天气影响较大，同时通信质量很难得到保障。微波通信容量大，通信质量稳定，可跨越高山、水域快速组建链路、抗灾害性强，能提供多种业务。但是微波接力通信绕射能力差，微波接力站之间必须保证视距状态，频率较高且在自由空间传输损耗较大。因此单一的应急通信系统并不能满足复杂多样的应急环境。由于电力应急通信环境的复杂性，基于“天地空”的立体式应急通信骨干网结构应运而生。“天地空”体系架构中，“天”对应的是卫星环境，“空”对应的是飞行器环境，“地”对应的是地面环境。在应急通信前端现场，地面通信设备与空中通信设备可以进行分布式的无线自组网，两者有效结合起来，形成空间一体化的通信网络。考虑到应急现场的复杂性、混乱性、通信节点的移动性，如何控制进/出网络流量，预防和控制拥塞发生，保证关键业务的服务质量，限制非关键业务的带宽，同时保证一般业务公平共享带宽，从而提高整个网络的运行质量，就成为一个重要研究课题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法及系统，可以实现网络的资源调度与有效带宽分配，提高网络运行质量。
[0005]本发明提供一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法，包括:
[0006]业务源节点根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP，并发送含所述DSCP的该业务流；
[0007]业务中间节点根据该业务流的DSCP选择相应的每跳转发行为。[0008]进一步，所述业务源节点根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP包括:
[0009]业务源节点根据服务等级协商SLA对业务进行分类，将不同类的业务流置于不同的行为聚集，然后根据流量调节协定对业务流数据包整形，将每个行为聚集赋予一个唯一的 DSCP。
[0010]进一步，所述业务中间节点根据该业务流的DSCP选择相应的每跳转发行为包括:
[0011]业务中间节点解析该业务流首部，提取出DSCP，并通过存储的中继映射表查找对应每跳行为，实现不同的中继处理，所述中继映射表存储了 DSCP和每跳行为PHB的映射关
系O
[0012]进一步，所述PHB包括:EF PHB、AF PHB和BF PHB,所述EF PHB对应的DSCP值为“10111000”，具有最高的转发优先级；所述BF PHB对应的DSCP值“00000000”，具有最低的
转发优先级。
[0013]本发明还提供了一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制系统，包括:业务源节点和业务中间节点；
[0014]所述业务源节点，用于根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP,并发送含所述DSCP的该业务流；
[0015]所述业务中间节点，用于根据该业务流的DSCP选择相应的每跳转发行为。
[0016]进一步，所述业务源节点，具体用于根据服务等级协商SLA对业务进行分类，将不同类的业务流置于不同的行为聚集，然后根据流量调节协定对业务流数据包整形，将每个行为聚集赋予一个唯一的DSCP。
[0017]进一步，所述业务中间节点，具体用于解析该业务流首部，提取出DSCP，并通过存储的中继映射表查找对应每跳行为，实现不同的中继处理，所述中继映射表存储了 DSCP和每跳行为PHB的映射关系。
[0018]进一步，所述PHB包括:EF PHB、AF PHB和BF PHB,所述EF PHB对应的DSCP值为“10111000”，具有最高的转发优先级；所述BF PHB对应的DSCP值“00000000”，具有最低的
转发优先级。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]本发明实施例，由业务源节点根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP，然后由中间节点根据该DSCP对应的转发行为进行中断处理，从而实现网络的资源调度与有效带宽分配，提高网络运行质量，并且该方法不受空间限制，可以灵活运用于天地空一体化网络中的“地地”、“空空”、“空地”等自组网网络结构中。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0022]图1为本发明的空天地一体化应用环境图。
[0023]图2为本发明的应用网络架构图。
[0024]图3为本发明的链路控制简化模型图。
[0025]图4为DSCP与PHB的对应映射关系图。【具体实施方式】
[0026]针对电力应急通信空间自组网的流量控制技术，可以不受空间环境与地域环境限制。在图1所示的应急通信系统网络结构中，临近现场的近场区域，由于地理与环境的复杂性，多以自组网方式组建通信网络。在自组网之下，又可以细分出空间自组网与地面自组网，根据实际需要采取不同方式的数据传输。如果某一自组网方式出现断路，而又需要获得立体信息，则还可进行空地自组网，实现空中设备与自组网设备的立体式自组网。本技术研究的出发点是基于不同功能规范区分业务流类别，进行分级转发处理。技术实现的基础依赖于链路传输，并不区分边缘路由器与核心路由器，不需要建立区分服务域模型。因此，可以在不同自组织节点之间控制网络流量，可以充分应用于天地空一体化结构中的各自组织网络。
[0027]为区分不同的业务流，本技术使用区分服务机制。将网络中的业务流按照服务类型划分出优先等级。发起通信的源节点根据业务流的优先级分配其对应的DSCP(Differentiated Services Code Point,区分服务标识,该值大小决定该业务流的优先级大小)，该业务流的转发节点根据服务标识DSCP选择相应的每跳跳转发行为。在图2所示网络架构中可见，空中自组网与地面自组网都有相应的中继器连入骨干网。如果空中自组网因环境限制不能接入骨干网，则可通过与地面节点组网将有用数据传回后方总部，反之亦然。在这种情况下，自组网拓扑结构会发生剧烈变化，再加上自组网中节点移动性特征明显，所以要保证网络中节点地位平等，随时都具备发起通信和通信中继的能力。
[0028]结合图3所示内容，自组网中流量控制技术的具体步骤如下:
[0029]第一步，源节点在发送数据业务流的同时根据服务等级协商(SLA:ServicesLevel Agreement)对这些业务进行分类，将不同类的业务流置于不同的行为聚集。然后，根据流量调节协定对业务流数据包整形，将每个行为聚集赋予一个唯一的DSCP标识。将DSCP值存入需发送的数据流首部DS值域内。此步骤核心在于基于电力业务特征与应急通信功能重要性标准对业务流赋予相应的DSCP值。
[0030]第二步，根据网络资源分布情况，将DSCP标识与对应的每跳行为相映射。建立的映射表会存入自组网内所有节点，作为中继转发形式依据。在制表中，须注意DSCP所对应每跳行为的唯一性。
[0031]具有相同的DSCP的业务流获得相同的每跳转发服务，而一种每跳转发行为可以对应多个DSCP，这就是行为聚集。每跳行为PHB描述了业务流转发节点对具有相同标识的数据包采用的外部课件的转发行为，它可以用一些聚合流的性能参数(包括时延、时延抖动和丢包率等)来描述。与此同时，PHB仅是外特性的描述，主要包括EF PHB,AF PHBjBF PHB,而不涉及具体的实现机制。
[0032]EF PHB的流量不受其他PHB流量的影响，能确保包的离开速率高于规定值，由于它指明了一个数据包通过一个网络的速率须不能小于某个数值大小，所以可以用来保证一个低时延、低时延抖动、低丢包率和确保带宽的端到端带宽服务。EF PHB转发只是提供对已接收的固定流量以及对流进行最小程度的排队，并且在边缘的路由器丢掉任何超过EF指定数量的流，因而比较适用于多媒体业务。主要应用于应急状况处于高功能规范的情况。
[0033]AF PHB为数据包提供不同级别的转发特征，为每类均有三个丢弃优先级的四类优先级数据包设置最低数量的缓存空间和带宽，当网络发送网络拥塞时，按照丢弃优先级顺序丢弃数据包，以确保速率的保证，同时在一定的程度上也可以保证部分数据包得到最低限量的带宽资源，以满足于用户的可靠性网络传输要求，提供一定的端到端的服务质量保证。主要应用于应急状况处于较高功能规范的情况。
[0034]EF PHB应用于一般的业务数据流，数据包头部DSCP值为0，即DSCP字段的值为“000000”，具有这个值的数据包具有最低的优先级，应急网络对其仅是提供尽最大努力的服务。主要应用于应急状况处于低功能规范的情况。
[0035]第三步，中继节点解析数据流首部，提取出DSCP信息，通过内部存储的中继映射表查找对应每跳行为，实现不同的中继处理。图4为DSCP与每跳行为PHB的映射表。每跳行为为多个竞争资源的行为聚集进行缓冲和带宽资源的分配。
[0036]本技术所述的流量控制与链路传输相结合，在通信节点的发送链路上对数据有选择性的进行分类处理。只要通信链路保持连通状态，就可进行流量控制。所以在网络结构动态变化的情况下，节点路由信息也应进行实时更新。
[0037]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法，其特征在于:包括: 业务源节点根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP，并发送含所述DSCP的该业务流； 业务中间节点根据该业务流的DSCP选择相应的每跳转发行为。
2.如权利要求1所述的用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法，其特征在于:所述业务源节点根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP包括: 业务源节点根据服务等级协商SLA对业务进行分类，将不同类的业务流置于不同的行为聚集，然后根据流量调节协定对业务流数据包整形，将每个行为聚集赋予一个唯一的DSCP。
3.如权利要求1或2所述的用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法，其特征在于:所述业务中间节点根据该业务流的DSCP选择相应的每跳转发行为包括: 业务中间节点解析该业务流首部，提取出DSCP，并通过存储的中继映射表查找对应每跳行为，实现不同的中继处理，所述中继映射表存储了 DSCP和每跳行为PHB的映射关系。
4.如权利要求3所述的用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制方法，其特征在于:所述 PHB 包括:EF PHB、AF PHB 和 BF PHB,所述 EF PHB 对应的 DSCP 值为 “ 10111000”，具有最高的转发优先级；所述BF PHB对应的DSCP值“00000000”，具有最低的转发优先级。
5.一种用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制系统，其特征在于:包括:业务源节点和业务中间节点； 所述业务源节点，用于根据业务流的优先级分配该业务流对应的区分服务标识DSCP，并发送含所述DSCP的该业务流； 所述业务中间节点，用于根据该业务流的DSCP选择相应的每跳转发行为。
6.如权利要求5所述的用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制系统，其特征在于:所述业务源节点，具体用于根据服务等级协商SLA对业务进行分类，将不同类的业务流置于不同的行为聚集，然后根据流量调节协定对业务流数据包整形，将每个行为聚集赋予一个唯一的DSCP。
7.如权利要求5或6所述的用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制系统，其特征在于:所述业务中间节点，具体用于解析该业务流首部，提取出DSCP，并通过存储的中继映射表查找对应每跳行为，实现不同的中继处理，所述中继映射表存储了 DSCP和每跳行为PHB的映射关系。
8.如权利要求7所述的用于电力应急通信系统的空间自组网流量控制系统，其特征在于:所述 PHB 包括:EF PHB、AF PHB 和 BF PHB,所述 EF PHB 对应的 DSCP 值为 “ 10111000”，具有最高的转发优先级；所述BF PHB对应的DSCP值“00000000”，具有最低的转发优先级。
【文档编号】H04L12/851GK103812785SQ201310674030
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】刘孝先, 吴维农, 张津铭, 张兴, 田博今 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司信息通信分公司