一种网状卫星网络抑制转发方法及装置与流程

本发明涉及卫星通信，尤其与一种网状卫星网络抑制转发方法及装置相关。

背景技术：

在由一发多收设备组成的网状卫星网络中，会出现如图1所示场景。

在此场景下，由于每个设备只有一个发射信道，所以多个接收设备共享同一个信道，那么，图1中业务终端站1到业务终端站2的业务数据有两条物理链路：一条是业务终端站1到业务中心，业务中心再到业务终端站2的双跳链路；还有一条是，业务终端站1到业务终端站2的单跳链路。业务终端站2这时就会收到两份来自业务终端站1的且完全相同的业务数据。这样不仅带来了带宽资源的浪费，还可能因为重复数据对业务传输带来风险。

为解决这一问题，本发明提出了一种网状卫星网络中避免数据多收的方法。

技术实现要素：

本申请主要针对相关现有技术的不足，提出一种网状卫星网络抑制转发方法及装置，通过控制/抑制数据转发，实现消除重复数据，减少资源浪费。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种网状卫星网络抑制转发方法，其特征在于，包括步骤：

根据资源节点及网元信息生成一个节点带权重的无向资源分配图；

从无向资源分配图中找到所有的链路资源路径，生成原路径树；

生成每个网元的最小资源树；

根据最小资源树，在原路径树上剪枝，得到需要抑制转发的信息集合；其中，所述需要抑制转发的信息集合，是指最短路径上两端点id对；

根据需要抑制转发的信息集合，使业务中心丢弃相应的数据报文，其中，所述业务中心，是指在所述剪枝时，被剪枝掉的路径上的中间节点。

进一步，还包括前序步骤：将路由终端映射表发到受控网元，其中，所述路由终端映射表包括有路由及对应站点id的映射关系。

进一步，根据需要抑制转发的信息集合，使业务中心丢弃相应的数据报文，具体是：根据需要抑制转发的信息集合，并根据路由终端映射表，使业务中心对相应来源和去向的数据报文进行丢弃。

进一步，所述资源节点，包括收发双方设备id、通道号、带宽、频点信息；所述网元信息，包括网元转发权重，对所述权重的规划根据应用场景设定。

进一步，在进行所述剪枝时，若出现两个以上长度相同的最短路径，则根据节点权重择优确定出一个最短路径上两端点id对作为需要抑制转发的信息集合。

一种网状卫星网络抑制转发装置，其特征在于，包括：

分配图模块，用于根据资源节点及网元信息生成一个节点带权重的无向资源分配图；

原路径树模块，用于从无向资源分配图中找到所有的链路资源路径，生成原路径树；

资源树模块，用于生成每个网元的最小资源树；

剪枝模块，用于根据最小资源树，在原路径树上剪枝，得到需要抑制转发的信息集合；其中，所述需要抑制转发的信息集合，是指最短路径上两端点id对；

抑制模块，用于根据需要抑制转发的信息集合，使业务中心丢弃相应的数据报文，其中，所述业务中心，是指在所述剪枝时，被剪枝掉的路径上的中间节点。

进一步，还包括：映射模块，用于将路由终端映射表发到受控网元，其中，所述路由终端映射表包括有路由及对应站点id的映射关系。

进一步，抑制模块，用于根据需要抑制转发的信息集合，并根据路由终端映射表，使业务中心对相应来源和去向的数据报文进行丢弃。

进一步，剪枝模块，用于在进行剪枝时，对出现的两个以上长度相同的最短路径，根据节点权重择优确定出一个最短路径上两端点id对作为需要抑制转发的信息集合。

本发明有益效果在于：

通过配置路由终端映射表，通建立带权重的资源图，生成原路径图和最小资源树，以此进行剪枝操作，获得需要通知进行转发抑制的业务中心，以及抑制id对，通过ncs进行通知控制，实现消除重复数据，有效避免网状卫星网络中数据多收的问题，减少资源浪费。

附图说明

图1为背景技术所述的网状卫星网络组网实例。

图2为本申请实施例的抑制转发方法流程图。

图3为本申请实施的抑制转发装置结构框图。

图4为未采用申请实施例的方法/装置进行抑制转发前的数据转发图。

图5为采用本申请实施例的方法/装置进行抑制转发后的数据转发图。

图6为本申请实施例中atob资源计算图一。

图7为本申请实施例中atob资源计算图二。

图8为本申请实施例中生成abcd四个网元的资源图。

图9为本申请实施例中生成原路径树的资源图。

图10为本申请实施例中生成最小资源树的资源图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本申请实施例的网状卫星网络抑制转发方法流程图，如图2所示。具体的，包括步骤：

（1）前序步骤：将路由终端映射表发到受控网元，其中，所述路由终端映射表包括有路由及对应站点id的映射关系。

（2）根据资源节点及网元信息生成一个节点带权重的无向资源分配图。所述资源节点，包括收发双方设备id、通道号、带宽、频点信息；所述网元信息，包括网元转发权重，对所述权重的规划根据应用场景设定

（3）从无向资源分配图中找到所有的链路资源路径，生成原路径树。

（4）生成每个网元的最小资源树。

（5）根据最小资源树，在原路径树上剪枝，得到需要抑制转发的信息集合；其中，所述需要抑制转发的信息集合，是指最短路径上两端点id对。特别的，在进行所述剪枝时，若出现两个以上长度相同的最短路径，则根据节点权重择优确定出一个最短路径上两端点id对作为需要抑制转发的信息集合。

（6）根据需要抑制转发的信息集合，并根据路由终端映射表，使业务中心对相应来源和去向的数据报文进行丢弃，其中，所述业务中心，是指在所述剪枝时，被剪枝掉的路径上的中间节点。

本申实施例的网状卫星网络抑制转发装置结构图，如图3所示。

具体的，装置结构包括依次连接的：映射模块、分配图模块、、原路径树模块、资源树模块、剪枝模块、抑制模块。

具体的，映射模块，用于将路由终端映射表发到受控网元，其中，路由终端映射表包括有路由及对应站点id的映射关系。分配图模块，用于根据资源节点及网元信息生成一个节点带权重的无向资源分配图。原路径树模块，用于从无向资源分配图中找到所有的链路资源路径，生成原路径树。资源树模块，用于生成每个网元的最小资源树。剪枝模块，用于根据最小资源树，在原路径树上剪枝，得到需要抑制转发的信息集合；其中，所述需要抑制转发的信息集合，是指最短路径上两端点id对。抑制模块，用于根据需要抑制转发的信息集合，并根据路由终端映射表，使业务中心对相应来源和去向的数据报文进行丢弃，其中，所述业务中心，是指在所述剪枝时，被剪枝掉的路径上的中间节点。

特别的，剪枝模块在进行剪枝时，对出现的两个以上长度相同的最短路径，根据节点权重择优确定出一个最短路径上两端点id对作为需要抑制转发的信息集合。

举例说明

名词说明，ncs，网络控制系统，该系统负责控制一个卫星网络中所有地面接入设备。

如图4和图5展示的数据转发（采用本申请实施例方法/装置前后比对），同时为本发明方法的技术方案图，展示了本发明的原理：通过ncs控制业务中心的数据转发，即可达到消除重复数据和减少资源浪费的目的。

ncs对业务中心站的转发控制方法：

1、ncs将路由终端映射表发到受控网元。映射表定义路由及对应的站点id的映射关系。

2、资源分配情况发生变化时，ncs根据网元分组关系、及当前已分配资源生成资源分配图，并为资源分配图中每个网元生成最小资源树。过程中被砍掉的路径上，中间节点就是需要通知的业务中心站，而需要转发抑制的目标网元由最短路径上两端站点id对确定。同样长度路径，可由节点优先级做权重择优。

具体资源图计算，以如图6和图7所示的实例做说明：

设a、b、c、d为同组业务网元：c可转发，权重为1；其他网元不允许转发，权重为2。假定现有资源图如图6，则对于网元a有生成资源树如图7。

以a->b的业务流向为例：

（1）资源图中由a到b有三条路径：

i.a->b，路径权重：0。

ii-iii.a->c->b，路径权重：1。

ii-iv-v.a->c->d->b，路径权重：3。

（2）a网元的最小资源树中，由a到b的路径为i：a->b。

（3）路径ii-iii经过的c和路径ii-iv-v经过的d就是业务中心，需要对a->b的业务转发作抑制。

这样a->b的业务数据就不会经过c到达b，又因c不转发a到b的业务，所以自然a->b的业务数据也不再经过d到达b。

容易看出，a->d的业务依然可以经ii-iv路径，通过双跳与d通信。

3、ncs将两站点id对发往上面计算得出的业务中心。

4、业务中心收到抑制id对时，将根据终端映射表，对相应来源和去向的数据包进行丢弃。

抑制转发实例

一、抑制转发信息的生成：

前提：ncs数据库中存储了网元分组关系，及网元资源分配情况。

步骤：

1、ncs根据资源节点（包括：收发双方设备id、通道号、带宽、频点等信息）及网元信息（如：网元转发权重，对权重具体规划因应用场景定）生成一个节点带权重的无向图便是资源分配图，现假设有abcd四个网元，其中c拥有到a、b、d的链路资源，a与b之间拥有链路资源。此时a->b、a->c->b两条流为同一数据原，在b会出现双收，反之亦然；资源图如图8所示。

2、利用广度优先算法找到所有的链路资源路径，生成原路径树，如图9所示。

3、利用最小生成树算法生成最小资源树，如图10所示。

4、结合最小资源树，在原路径树上剪枝，得到需要通知抑制转发的信息集合。例如：需要得到a->b的转发抑制消息，在除去最小资源树后的分支中找含有b节点的分支，有c->b->d分支，则减掉c->b->d的分支，同时需要记录通知c抑制转发a->b的数据报文。

二、业务中心丢包的方法：

1、业务中心在收到ncs发来的抑制转发id对后，根据id查找终端映射表，获得转发路由信息，并保存为转发抑制条目。

2、当数据报文到来时，获取报文的目的ip及原ip，与转发抑制条目作对比。设转发抑制条目为集合r，报文目的ip为dip，报文原ip为sip，那么，当sip∈r且dip∈r时，丢弃报文。