一种基于动态窗口的卫星ip资源预留处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于动态窗口的卫星IP资源预留处理方法，属于卫星通信领域。
【背景技术】
[0002] IP提供了无连接、不可靠和无确认的数据报交付机制，在有效利用网络资源的同 时也无法保证业务的服务质量（Q〇S，QualityofService)。资源预留（RSVP，Resource ReservationProtocol)是一种在IP上承载的信令机制，该机制可用于在网络中为数据流 建立一条具有足够带宽的单向通道，从而实现对数据流的可预测性传输。资源预留机制包 含一个信令的呼叫建立过程，在此呼叫建立过程中，用户提出带宽以及QoS参数请求，网络 中参与资源预留过程的路由器将对于自身是否有足够的资源做出回应。通过资源预留机制 可以为IP网络上的数据传输预定和保证Q〇S，对于需要保证带宽和时延的业务，具有十分 重要的作用。
[0003] 在卫星IP网络中，对于某些高QoS要求的IP业务，如语音业务、视频会议等，若通 过采用高层协议，如TCP协议等方法保证IP业务的QoS，则需要在星地之间进行频繁交互， 由于卫星通信具有的长时延、高误码的特点，并不适于采用这类方法，因此可考虑采用RSVP 方法，在进行IP业务传输前，提前告知卫星网络该业务传输所需资源信息，有效保证通信 畅通，保证IP业务QoS要求。目前地面通过RFC2205规定了RSVP规范，地面在通过RSVP 进行资源预留时，将所有路由器及终端节点视为相同类型，采用的处理方式也完全一致，并 没有考虑卫星IP网络具有的带宽资源有限的特点，由于IP业务是具有突发性的，而RSVP 所申请的预留资源情况只是一个统计值，并不一定可以实时或者准确反映IP业务特性，当 RSVP所申请的预留资源大于实际使用资源时，会降低卫星IP网络资源利用率，甚至可能使 其他链路资源不足导致通信受限；当RSVP所申请的预留资源小于实际使用资源时，会导致 卫星IP网络无法完全保证业务Q〇S，甚至导致产生链路拥塞。因此，本发明提出一种基于动 态窗口的资源预留方法，可使RSVP所预留的资源更符合星上实际使用资源情况。
[0004] 目前地面IP网络关于采用资源预留（RSVP)的公开资料较多，但基于动态窗口的 资源预留处理方法并不多，目前查找到的各类公开资料，其采用的方法及目的具体如下：
[0005] (1)查阅中文文献，在数据库中搜索关键词"卫星"、"资源预留/RSVP"共有15篇 文献，搜索"资源预留/RSVP"和"动态窗口 "共有9篇文献。其中涉及到具体"资源预留" 处理方法的有5篇：
[0006] 《半导体光电》2014年10月第35卷第5期文献"一种适用于星载光交换网络的资 源预留协议"，根据卫星光交换网络应用需求，结合现有的地面光突发交换资源预留方法， 提出一种基于突发流的资源预留协议，通过流量估计把突发数据按照目的地址和QoS区分 为单个突发和突发流，然后按照这两种分类对卫星光网络资源进行预留。
[0007] 《小型微型计算机系统》2007年1月第1期文献"全IP移动网络中基于信令预测 优先级排队的动态资源预留排序"提出一种在全IP移动网络中基于信令预测优先级排队的 动态排序算法，可以有效地对多个移动主机进行资源预留。
[0008]《中国激光》2013年第40卷第11期文献"基于突发流的星载光交换数据信道调度 算法"根据卫星光交换网络应用需求，提出了一种基于突发流资源预留的星载光交换信道 调度算法。通过流量估计把突发数据按照目的地址和突发区服务质量（QoS)区分为单个突 发和突发流，并分类进行资源预留。
[0009]《信号处理》2009年第25卷第8期文献"LEO卫星网络中基于门限的切换优先资 源管理机制"针对LEO卫星网络提出了一种基于门限的切换优先资源管理算法，在进行实际 系统配置之前根据系统参数及业务参数计算出应该采用的预留门限值的大小，以动态地反 映出业务及系统参数的变化，但该方法并没有将申请预留的参数与实际使用的参数进行比 对。
[0010] 《通信学报》2014年2月第35卷第2期文献"云计算中的服务可用性保障机制"中 提出了一种基于滑动窗口的资源预留SWRR算法，其基本思想是：在云计算平台中为VIP任 务预留一定数量的优秀资源，并将这部分优秀资源在整个资源池中所占的比例称为窗口。 该算法中是将网络资源划分为两个部分，通过滑动窗口来动态调整VIP可用的资源，而本 发明是通过动态窗口调整资源预留所申请的预留资源参数。
[0011] (2)查阅外文文献，在数据库中搜索"satellite"和"RSVP/ResourceReservation Protocol''，"RSVP/ResourceReservationProtocol"和"dynamicallywindow''，"RSVP/ ResourceReservationProtocol"，其中1篇文献讨论RSVP在长时延、动态网络下的应用 研宄。
[0012] YavuzSagir于 2013 年 9 月，在其硕士论文"DYNAMICBANDWIDTHPROVISIONING USINGMARKOVCHAINBASEDONRSVP"中，基于动态带宽的无人驾驶系统（UGV)网络，提出 采用马尔科夫链（Markov)与RSVP相结合的方法，比单独使用RSVP可提供该网络更有保证 的带宽量以及确立的QoS。
[0013] (3)查阅专利，在中外专利检索数据库搜索"资源预留/RSVP"以及"处理"，"资源 预留/RSVP"以及"动态窗口"，共搜索到5项专利，其中涉及到RSVP具体处理方法的有3 项：
[0014] 专利《资源预留设置协议RSVP环境中提供带宽预留的系统和方法》，专利号： CN200680010475,该发明提出一种策略，用于确定获得或未获得预留时以及呼叫过程中丢 失或得到预留时怎样处理呼叫。通信系统能在如挂起、呼叫转移、呼叫转发、电话会议和共 享线路服务之类的各种情况中，处理预留或预留缺失。该方法用于地面通信系统，确定端点 在接收到RSVP预留申请后，如何确定预留策略或处理预留缺失。
[0015] 专利《资源预留协议流量工程下优雅重启的实现装置及方法》，专利号： CN200810181148,该发明提供了一种资源预留协议流量工程下优雅重启的实现装置及方 法。具体是通过在标签交换路由器LSR的线路卡或控制卡上部署信令消息分发单元、信令 管理单元和信令处理单元，并在上述各单元的基础上进行RSVP-TE信令消息的分发、处理 以及控制相应的GR处理过程。可以有效的实现RSVP-TE实例的分布式部署，从而使系统能 够支持更大的容量规格，提高系统性能。
[0016] 专利《在3G网络中的RSVP处理》，专利号：CN200410048412,该发明提出一种无线 电网络中的RSVP处理方法，通过在IP协议和无线电网络协议之间映射对应的参数以达到 希望的延迟和带宽要求来实现IP信令，并可以被用于提供端到端的服务质量。
[0017] (4)在其他公开资料中搜索关于"卫星"、"资源预留/RSVP"、"动态窗口"， "satellite"、"ResourceReservationProtocol/RSVP"、"dynamicallywindow"等关键词， 未搜索到相关信息。
[0018] 综上，可以看到在所能查阅到的已有公开资料中，很少有将资源预留方法与动态 窗口相结合的方法，并且已有的将资源预留与窗口相结合的文献，其所述的具体处理方法 及应用场景与本发明所述方法均不相同。
【发明内容】
[0019] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星IP资源预留处 理方法，采用IP业务动态窗口门限，通过对星上实际使用的资源情况进行反馈，实现了IP 业务传输时间及RSVP预留资源参数的动态调整，使IP业务通过资源预留所申请的资源与 IP业务实际使用资源