卫星网络中带宽资源预留方法、装置及系统

1.本技术涉及卫星网络技术领域，尤其涉及卫星网络中带宽资源预留方法、装置及系统。


背景技术：

2.卫星网络常采用qos(quality of service)保障网络通信对网络的服务能力，当前qos主要提供的三种服务模型中以differentiated service(区分服务模型，简称diff-serv)提供更优的服务。diff-serv是一种基于类的qos技术，主要包含流量分类与标记、拥塞管理与拥塞避免、流量监管等技术。在网络边缘处，网络设备检查进入网络的流量数据包内容，通过对数据包进行分类和标记，数据包被分到不同且有限的行为集合中，且每种集合有唯一的ds编码点标识，核心网络中则根据标识采取不同的每一条转发策略，为数据包提供有差别的服务。区分服务无需保存流状态和信令信息，可扩展性好，但难以为基于流的端到端质量提供服务保证。
3.目前，现有的diff-serv服务模型将不同的业务请求划分为有限数目的业务类别，通过将具有相同特性的业务流聚合起来的方式，为整体的聚合流提供服务，而不再面向单个业务流，不再维护每个应用程序流或每个用户的转发状态，因此难以对具体的业务流提供质量保证，无法实现严格的资源预留和服务质量保障。
4.因此，亟需在diff-serv区分服务模型对所有业务流按类或优先级处理的模式下，设计一种对有资源预留需求的业务提供严格的资源预留的方式。


技术实现要素：

5.鉴于此，本技术实施例提供了卫星网络中带宽资源预留方法、装置及系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
6.本技术的一个方面提供了一种可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，包括：
7.根据目标业务对应的资源预留参数、基于diff-serv服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据，确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径；
8.将所述目标路径以分段路由sr标签栈的形式发送至所述卫星网络的入口节点，以使接收到所述目标业务的数据包的入口节点，根据为所述目标业务预留的带宽对所述数据包进行限速并在所述卫星网络中优先转发所述数据包。
9.在本技术的一些实施例中，还包括：
10.针对所述目标路径对应的每颗接入卫星节点，确定用户接入时段内的所有拓扑快照状态下的路径；
11.自所述可用带宽资源数据中删除所有拓扑快照状态下的路径上的可用带宽；
12.若所述数据包在所述卫星网络中处理完成，则释放所述目标路径占用的资源，并
在所述可用带宽资源数据中恢复所有拓扑快照状态下的路径上的可用带宽。
13.在本技术的一些实施例中，所述拓扑数据为全局拓扑视图；所述可用带宽资源数据为可用带宽资源视图；
14.相对应的，所述卫星网络中带宽资源预留方法还包括：
15.根据所述卫星网络对应的星历及实时探测数据，周期性获取所述卫星网络的拓扑信息与链路状态信息；
16.基于所述拓扑信息及所述链路状态信息更新当前卫星网络中各个卫星通过星间链路的连接状态与每条链路的最大可用带宽数据，以分别更新所述卫星网络的全局拓扑视图和各链路对应的分时段的可用带宽资源视图。
17.在本技术的一些实施例中，所述根据目标业务对应的资源预留参数、卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据，确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径，包括：
18.接收针对基于diff-serv服务模型的卫星网络的目标业务处理请求；
19.若确定所述目标业务处理请求具有资源预留需求，则获取该目标业务处理请求的资源预留参数；
20.根据所述资源预留参数、预设的所述卫星网络的全局拓扑视图和各链路对应的可用带宽资源视图，以最短路径算法确定所述目标业务处理请求的目标路径。
21.本技术的另一个方面提供了一种可以由卫星网络中的入口节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法，包括：
22.接收控制器以分段路由sr标签栈的形式发送的目标业务的目标路径，并自客户端设备接收所述目标业务的数据包，其中，所述目标路径为所述控制器预先根据所述目标业务对应的资源预留参数、基于diff-serv服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据确定的；
23.将所述目标业务的数据包标记上最高的转发优先级并加入绝对转发队列以待端口将所述数据包转发至所述卫星网络中的中间节点；
24.根据为所述目标业务预留的带宽对所述数据包进行限速，并对所述数据包进行标签压栈，以将该数据包的目标路径以标签栈的形式压入到该数据包的头部。
25.本技术的另一个方面提供了一种可以由卫星网络中的中间节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法，包括：
26.接收卫星网络中的入口节点转发的目标业务的数据包，并识别该数据包的转发优先级；
27.根据所述数据包的头部携带的信息将该数据包放置于对应的目标路径的下一跳转发端口的绝对转发队列中以待端口转发，其中，所述目标路径预先由控制器根据所述目标业务对应的资源预留参数、基于diff-serv服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据确定，而后由所述控制器以分段路由sr标签栈的形式发送至所述入口节点。
28.本技术的另一个方面提供了一种应用于控制器的卫星网络中带宽资源预留装置，包括：
29.可用带宽资源应用模块，用于根据目标业务对应的资源预留参数、基于diff-serv
服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据，确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径；
30.分段路由下发模块，用于将所述目标路径以分段路由sr标签栈的形式发送至所述卫星网络的入口节点，以使接收到所述目标业务的数据包的入口节点，根据为所述目标业务预留的带宽对所述数据包进行限速并在所述卫星网络中优先转发所述数据包。
31.本技术的另一个方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法、可以由卫星网络中的入口节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法或者可以由卫星网络中的中间节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法。
32.本技术的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法、可以由卫星网络中的入口节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法或者可以由卫星网络中的中间节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法。
33.本技术的另一个方面提供了一种卫星网络中带宽资源预留系统，包括：控制器和构成卫星网络的各个卫星节点；各个所述卫星节点包括：入口节点和各个中间节点；
34.所述控制器用于实现前述的可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法；
35.所述入口节点用于实现前述的可以由卫星网络中的入口节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法；
36.所述中间节点用于实现前述的可以由卫星网络中的中间节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法。
37.本技术提供的可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，根据目标业务对应的资源预留参数、基于diff-serv服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据，确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径；将所述目标路径以分段路由sr标签栈的形式发送至所述卫星网络的入口节点，以使接收到所述目标业务的数据包的入口节点，根据为所述目标业务预留的带宽对所述数据包进行限速并在所述卫星网络中优先转发所述数据包；依托diff-serv服务模型，在控制器维持全局带宽资源数据的基础上，通过分段路由sr(segment routing)指定业务所经过的端到端路径，结合最高优先级转发与入口限速的能力，进行全网业务规划，能够在卫星网络全网范围内为有资源预留需求的业务进行资源预留，能够保障有资源预留需求的业务得到指定的服务质量保证，在无需频繁进行资源预留配置的同时，能够对高优先级业务或需要资源预留的业务能进行资源预留和单独维护，进而能够有效提高卫星网络中业务流处理的可靠性及稳定性。
38.本技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本技术的实践而获知。本技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
39.本领域技术人员将会理解的是，能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。
附图说明
40.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本技术的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本技术的原理。为了便于示出和描述本技术的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本技术实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
41.图1为本技术一实施例中的由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法的总流程示意图。
42.图2为本技术一实施例中的由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法的具体流程示意图。
43.图3为本技术一实施例中的由入口节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法的具体流程示意图。
44.图4为本技术一实施例中的由中间节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法的具体流程示意图。
45.图5为本技术另一实施例中的卫星网络中带宽资源预留装置的结构示意图。
46.图6为本技术应用实例提供的卫星网络中带宽资源预留方法的系统架构图。
具体实施方式
47.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本技术做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
48.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本技术，在附图中仅仅示出了与根据本技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本技术关系不大的其他细节。
49.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
50.在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
51.在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
52.随着互联网应用的快速发展，互联网初期“尽力而为”的工作模式已经无法满足人们的需求，网络通信对网络的服务能力提出了更高的要求，由此qos的概念及相关技术应运而生。qos(quality of service)是服务质量的简称，它是指网络利用多种基础技术为指定的网络通信提供更好的服务能力，是降低网络时延和解决阻塞的一种技术。
53.当前qos主要提供best-effort service(尽力而为服务模型)、integrated service(综合服务模型，简称int-serv)、differentiated service(区分服务模型，简称diff-serv)三种服务模型。best-effort是internet的缺省服务类型，应用可以随时发出任意数量的报文，网络则采用先进先出(fifo)队列尽可能发送报文，并未对带宽、时延、可靠性等性能提供任何保证，因此尽力而为的服务实质上并不属于qos范畴。
54.int-serv是一种综合服务模型，可以提供保证服务和负载控制两种服务，保证服
务提供保证的带宽和时延；负载控制服务则保证网络过载情况下，仍能提供与未过载类似的服务。本模型采用资源预留协议(rsvp)，需要qos服务的应用程序首先将自己的流量参数和服务质量需求通知给网络，使从源端到目的端之间的路由节点均为其预留相应的资源，当确认网络已为该应用程序的报文预留资源后，应用即可发送报文。此模式为每一条网络业务流预先保留路径上的资源，为网络提供了细粒度的服务质量区分，但当网络中应用流数目过多、网络数据流量过大时，网络设备将承受巨大的存储和处理压力，难以实现为每一条流提供qos服务。
55.diff-serv是一个多服务模型，与int-serv不同，diff-serv无需使用rsvp信令，它是一种基于类的qos技术，主要包含流量分类与标记、拥塞管理与拥塞避免、流量监管等技术。在网络边缘处，网络设备检查进入网络的流量数据包内容，通过对数据包进行分类和标记，数据包被分到不同且有限的行为集合中，且每种集合有唯一的ds编码点标识，核心网络中则根据标识采取不同的每一条转发策略，为数据包提供有差别的服务。区分服务无需保存流状态和信令信息，可扩展性相比int-serv更好，但难以为基于流的端到端质量提供服务保证。
56.qos的具体技术主要有流量分类与标记、拥塞管理、拥塞避免、流量监管、流量整形等。流量分类与标记一般根据以太网帧的cos域、ip报头tos域的前三位、dscp域前六位、mpls的exp域，将流量划分为多个优先级或服务类，使处理报文的系统或设备能根据约定对报文进行处理；拥塞管理技术是指在拥塞发生时采用队列技术进行管理和控制，将从同一端口发出的报文放入多个队列等待，按照队列优先级进行发送，常用队列技术有fifo、pq、cq、wfq、cbq、rtp优先队列等；拥塞避免是为了避免因队列超出规定长度后报文被丢弃进而引发tcp全局同步的技术，可通过加权随机早期检测wred在拥塞发生前对报文进行随机丢弃；流量监管car和流量整形gts技术则均通过令牌桶技术来控制流量。
57.现有的diff-serv服务模型将不同的业务请求划分为有限数目的业务类别，通过将具有相同特性的业务流聚合起来的方式，为整体的聚合流提供服务，而不再面向单个业务流，不再维护每个应用程序流或每个用户的转发状态，因此难以对具体的业务流提供质量保证，无法实现严格的资源预留和服务质量保障。
58.现有的int-serv服务模型虽然可以单独维护每个业务流或用户的转发状态，但数据流数量很大时，设备将面临巨大的存储和处理压力，可扩展性很差；此外，由于在卫星网络中卫星高速运动，拓扑动态变化，卫星间相对位置不断变化导致卫星网络的路由不断变更，若仍采用int-serv服务模型来提供qos服务，将导致频繁使用rsvp信令进行全局资源预留配置，进而导致配置开销过大，因此rsvp技术并不适用于在高动态性的卫星网络中提供质量保障服务。
59.本技术即在diff-serv区分服务模型对所有业务流按类或优先级处理的模式下，为了对有资源预留需求的业务提供严格的资源预留，提出了一种在diff-serv服务模型基础上基于分段路由与全局入口限速的资源预留方法，保障了有资源预留需求的业务能够得到指定的服务质量保证，实现在无需频繁进行资源预留配置的同时，对高优先级业务或需要资源预留的业务能进行资源预留和单独维护。
60.基于此，本技术实施例提供一种可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，参见图1，可以由控制器执行的所述卫星网络中带宽资源预留方法具体包含有如下内
容：
61.步骤100：根据目标业务对应的资源预留参数、基于diff-serv服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据，确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径。
62.在步骤100中，所述资源预留参数可以包含有端到端资源预留的起点和终点、需要的带宽两个参数等等。
63.步骤200：将所述目标路径以分段路由sr标签栈的形式发送至所述卫星网络的入口节点，以使接收到所述目标业务的数据包的入口节点，根据为所述目标业务预留的带宽对所述数据包进行限速并在所述卫星网络中优先转发所述数据包。
64.可以理解的是，控制面在向数据面节点下发路径的时候，会把路径分别下发到未来一段时间用户的接入卫星，并针对每颗接入卫星计算用户接入时段内的所有拓扑快照状态下的路径。
65.从上述描述可知，本技术实施例提供的可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，依托diff-serv服务模型，在控制器维持全局带宽资源数据的基础上，通过分段路由sr(segment routing)指定业务所经过的端到端路径，结合最高优先级转发与入口限速的能力，进行全网业务规划，能够在卫星网络全网范围内为有资源预留需求的业务进行资源预留，能够保障有资源预留需求的业务得到指定的服务质量保证，在无需频繁进行资源预留配置的同时，能够对高优先级业务或需要资源预留的业务能进行资源预留和单独维护，进而能够有效提高卫星网络中业务流处理的可靠性及稳定性。
66.为了有效提高卫星网络中带宽资源预留过程的运作可靠性及稳定性，在本技术实施例提供的一种可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法中，参见图2，可以由控制器执行的所述卫星网络中带宽资源预留方法中的步骤200之后具体包含有如下内容：
67.步骤300：针对所述目标路径对应的每颗接入卫星节点，确定用户接入时段内的所有拓扑快照状态下的路径。
68.步骤400：自所述可用带宽资源数据中删除所有拓扑快照状态下的路径上的可用带宽。
69.步骤500：若所述数据包在所述卫星网络中处理完成，则释放所述目标路径占用的资源，并在所述可用带宽资源数据中恢复所有拓扑快照状态下的路径上的可用带宽。
70.可以理解的是，当路径下发之后，控制器会从全局可用带宽视图上，将资源预留业务所分配的路径上的可用带宽进行扣减。注意，此过程，带宽的扣减是分时段的，即只有业务经过指定路径的时段，相应的带宽才会从带宽视图进行扣减。
71.当资源预留业务结束，控制面释放相关的资源占用，在可用资源视图恢复为该业务所扣减的带宽。
72.从上述描述可知，本技术实施例提供的可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，通过对全局视图进行及时更新并在业务流处理结束后及时进行业务释放，能够有效提高卫星网络中带宽资源预留过程的运作可靠性及稳定性，进而能够进一步提高星网络中业务流处理的可靠性及有效性。
73.为了提高根据拓扑信息和可用带宽资源数据确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径的可靠性、便捷性及效率，在本技术实施例提供的一种可以由控制器执行的
卫星网络中带宽资源预留方法中，所述拓扑数据为全局拓扑视图；所述可用带宽资源数据为可用带宽资源视图；参见图2，可以由控制器执行的所述卫星网络中带宽资源预留方法中的步骤100之前还具体包含有如下内容：
74.步骤010：根据所述卫星网络对应的星历及实时探测数据，周期性获取所述卫星网络的拓扑信息与链路状态信息。
75.步骤020：基于所述拓扑信息及所述链路状态信息更新当前卫星网络中各个卫星通过星间链路的连接状态与每条链路的最大可用带宽数据，以分别更新所述卫星网络的全局拓扑视图和各链路对应的分时段的可用带宽资源视图。
76.可以理解的是，卫星网络的控制器通过星历与实时探测，收集整个卫星网络的拓扑信息与链路状态信息。维护当前网络中卫星通过星间链路的连接状态与每条链路的最大可用带宽视图。通过控制面本地所维护的资源分配情况，获取整个网络的可用带宽视图。
77.其中，可用带宽资源视图是分时段的。
78.从上述描述可知，本技术实施例提供的可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，通过基于所述拓扑信息及所述链路状态信息更新当前卫星网络中各个卫星通过星间链路的连接状态与每条链路的最大可用带宽数据，以分别更新所述卫星网络的全局拓扑视图和各链路对应的分时段的可用带宽资源视图，能够有效提高根据拓扑信息和可用带宽资源数据确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径的可靠性、便捷性及效率，进而能够进一步提高卫星网络中带宽资源预留过程的效率及可靠性。
79.为了进一步提高卫星网络中业务流处理过程的效率及规划合理性，在本技术实施例提供的一种可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法中，参见图2，可以由控制器执行的所述卫星网络中带宽资源预留方法中的步骤100具体包含有如下内容：
80.步骤110：接收针对基于diff-serv服务模型的卫星网络的目标业务处理请求。
81.步骤120：若确定所述目标业务处理请求具有资源预留需求，则获取该目标业务处理请求的资源预留参数。
82.步骤130：根据所述资源预留参数、预设的所述卫星网络的全局拓扑视图和各链路对应的可用带宽资源视图，以最短路径算法确定所述目标业务处理请求的目标路径。
83.可以理解的是，当有新的业务有资源预留需求时，通过业务平面将端到端资源预留的起点和终点、需要的带宽两个参数告知控制面。
84.在全局拓扑视图、可用资源视图下，结合业务的端到端资源预留需求，利用最短路径算法或其他算路算法，计算出当前拓扑下剩余带宽资源可满足带宽预留需求的端到端路径。如果可以寻找到满足带宽需求的路径，则允许资源预留业务接入，如果找不到剩余带宽满足带宽预留需求的路径，则拒绝业务的资源预留请求。
85.从上述描述可知，本技术实施例提供的可以由控制器执行的卫星网络中带宽资源预留方法，通过采用最短路径算法确定所述目标业务处理请求的目标路径，能够在保证有资源预留需求的业务得到指定的服务质量保证的基础上，进一步提高卫星网络中业务流处理过程的效率及规划合理性。
86.本技术实施例还提供一种可以由卫星网络中的入口节点执行的卫星网络中带宽资源预留方法，参见图3，可以由入口节点执行的所述卫星网络中带宽资源预留方法具体包含有如下内容：
serv服务模型的卫星网络的拓扑数据以及预设的各链路对应的可用带宽资源数据，确定所述目标业务在所述卫星网络中的目标路径。
99.分段路由下发模块20，用于将所述目标路径以分段路由sr标签栈的形式发送至所述卫星网络的入口节点，以使接收到所述目标业务的数据包的入口节点，根据为所述目标业务预留的带宽对所述数据包进行限速并在所述卫星网络中优先转发所述数据包。
100.本技术提供的卫星网络中带宽资源预留装置的实施例具体可以用于执行上述实施例中的可以由控制器控制的卫星网络中带宽资源预留方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述可以由控制器控制的卫星网络中带宽资源预留方法实施例的详细描述。另外，所述卫星网络中带宽资源预留装置可以用于执行上述中间节点或入口节点的功能。
101.所述卫星网络中带宽资源预留装置进行卫星网络中带宽资源预留的部分可以在服务器中执行，而在另一种实际应用情形中，也可以所有的操作都在客户端设备中完成。具体可以根据所述客户端设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本技术对此不作限定。若所有的操作都在所述客户端设备中完成，所述客户端设备还可以包括处理器，用于卫星网络中带宽资源预留的具体处理。
102.上述的客户端设备可以具有通信模块(即通信单元)，可以与远程的服务器进行通信连接，实现与所述服务器的数据传输。所述服务器可以包括任务调度中心一侧的服务器，其他的实施场景中也可以包括中间平台的服务器，例如与任务调度中心服务器有通信链接的第三方服务器平台的服务器。所述的服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式装置的服务器结构。
103.上述服务器与所述客户端设备端之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本技术提交日尚未开发出的网络协议。所述网络协议例如可以包括tcp/ip协议、udp/ip协议、http协议、https协议等。当然，所述网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的rpc协议(remote procedure call protocol，远程过程调用协议)、rest协议(representational state transfer，表述性状态转移协议)等。
104.从上述描述可知，本技术实施例提供的卫星网络中带宽资源预留装置，依托diff-serv服务模型，在控制器维持全局带宽资源数据的基础上，通过分段路由sr指定业务所经过的端到端路径，结合最高优先级转发与入口限速的能力，进行全网业务规划，能够在卫星网络全网范围内为有资源预留需求的业务进行资源预留，能够保障有资源预留需求的业务得到指定的服务质量保证，在无需频繁进行资源预留配置的同时，能够对高优先级业务或需要资源预留的业务能进行资源预留和单独维护，进而能够有效提高卫星网络中业务流处理的可靠性及稳定性。
105.基于上述各个实施例，本技术还提供一种卫星网络中带宽资源预留系统，具体包含有如下内容：
106.控制器和构成卫星网络的各个卫星节点；各个所述卫星节点包括：入口节点和各个中间节点。
107.所述控制器用于实现图1或图2所示的卫星网络中带宽资源预留方法。
108.所述入口节点用于实现图3所示的卫星网络中带宽资源预留方法。
109.所述中间节点用于实现图4所示的卫星网络中带宽资源预留方法。
110.为了进一步说明本方案，本技术还提供一种卫星网络中带宽资源预留方法的具体应用实例。依托diff-serv服务模型，在控制器维持全局带宽资源视图的基础上，通过分段路由(segment routing，sr)指定业务所经过的端到端路径，结合最高优先级转发与入口限速的能力，进行全网业务规划，实现卫星网络全网范围内为特定业务的资源预留。
111.资源预留的主要的步骤分为控制面与数据面侧。在控制面侧，处理的流程包括全局视图获取与维持、业务资源预留请求到达、路径规划与准入控制、路径下发、全局视图更新等。在数据面侧，处理的流程包括优先级映射、带宽限速、标签压栈、中间节点处理等。参见图6，所述卫星网络中带宽资源预留方法具体包含有如下内容：
112.(一)控制面
113.1.全局视图获取与维持
114.卫星网络的控制器通过星历与实时探测，收集整个卫星网络的拓扑信息与链路状态信息。维护当前网络中卫星通过星间链路的连接状态与每条链路的最大可用带宽视图。通过控制面本地所维护的资源分配情况，获取整个网络的可用带宽视图。
115.注意，可用带宽资源视图是分时段的，其格式如表1所示。
116.表1
[0117][0118]
2.业务到达后请求预留资源
[0119]
当有新的业务有资源预留需求时，通过业务平面将端到端资源预留的起点和终点、需要的带宽两个参数告知控制面。
[0120]
3.路径规划与准入控制
[0121]
在全局拓扑视图、可用资源视图下，结合业务的端到端资源预留需求，利用最短路径算法或其他算路算法，计算出当前拓扑下剩余带宽资源可满足带宽预留需求的端到端路径。如果可以寻找到满足带宽需求的路径，则允许资源预留业务接入，如果找不到剩余带宽满足带宽预留需求的路径，则拒绝业务的资源预留请求。
[0122]
4.路径下发
[0123]
控制面将计算出来的端到端路径以分段路由sr标签栈的形式下发到数据面业务的入口节点。控制面在向数据面节点下发路径的时候，会把路径分别下发到未来一段时间用户的接入卫星，并针对每颗接入卫星计算用户接入时段内的所有拓扑快照状态下的路径。
[0124]
5.全局视图更新
[0125]
当路径下发之后，控制器会从全局可用带宽视图上，将资源预留业务所分配的路径上的可用带宽进行扣减。注意，此过程，带宽的扣减是分时段的，即只有业务经过指定路径的时段，相应的带宽才会从带宽视图进行扣减。
[0126]
6.业务释放
[0127]
当资源预留业务结束，控制面释放相关的资源占用，在可用资源视图恢复为该业务所扣减的带宽。
[0128]
以上为控制面的处理逻辑，对于数据面的处理逻辑，具体如以下所述：
[0129]
(二)数据面
[0130]
1.优先级映射
[0131]
数据平面每个卫星节点都在每个端口维持若干个队列。其中，有一个队列采用绝对转发的优先级，称为绝对转发队列。即，每当这个队列中有数据包在排队时，端口就会优先转发该队列中的数据包，直到该队列中的所有数据包都被成功转发，端口才会进一步去转发其他队列中的数据包。
[0132]
到达数据面卫星节点设备时，卫星节点设备将具有带宽预留需求的数据包标记上最高的转发优先级，然后放置于绝对转发的队列，待端口转发出去。
[0133]
2.带宽限速
[0134]
当具体的业务流从用户终端发送到接入卫星节点时，该节点对接入的业务流进行限速，限速的数值为业务所预留的带宽。
[0135]
3.标签压栈与数据包转发
[0136]
数据面卫星节点对业务数据包进行标签压栈，将数据包要经过的路径以标签栈的形式压入到数据包的头部，如图6所示。
[0137]
4.中间节点处理
[0138]
当业务的数据包经由业务入口节点转发进入到中间节点后，中间节点识别该数据包的优先级，识别其为最高转发优先级后，结合数据包头部所携带的标签信息，将该数据包放置于下一跳转发端口的绝对转发队列中。
[0139]
经过以上的步骤，即可完成卫星网络承载网内的资源预留。
[0140]
特别需要注意的是：
[0141]
每个业务都有接入优先级。接入优先级是指当网络入口处同时存在多个资源预留请求时，资源预留请求被网络接入的顺序优先性。当计算所得路径的各链路带宽未能均满足业务请求资源时，控制器将判断该业务的接入优先级进行处理。业务的接入优先级是在其运行服务前与运营商提前约定好的。接入优先级高的新业务可以挤占低接入优先级业务的传输带宽。在网络中已存在很多业务，导致带宽资源被大量占用不足以为新业务提供资源预留时，需要比较新业务和正在传输业务的接入优先级。
[0142]
综上，本技术应用实例提供的上述方法，提出了一种在卫星网络中结合sr和区分服务的资源预留方式；提出了一种在区分服务模型中对最高优先级绝对转发的队列调度方式；提出了在区分服务模型中对最高优先级业务进行带宽限速，通过sr显式路径规划，实现全局带宽资源规划的方法；基于sr的资源预留方案，可以实现卫星网络动态环境下的高效简单配置；提出了卫星sr网络中的控制器维持和更新全局资源视图的流程方式，为资源预
留服务提供计算依据；设计了接入优先级和转发优先级的并用工作方式，可在提供资源预留服务的基础上提供进一步的资源预留方案。本技术创新之处体现采用diff-serv区分服务模型实现资源预留。为业务设定优先级转发。可以将在带宽等方面有资源预留需求的业务设定为绝对转发优先级，对业务的入口进行限速，结合sr带来的显示路径规划和全局资源视图，可以实现diff-serv下的资源预留。另外，针对卫星网络频繁变化的接入点，采用sr机制无需进行大量的重新配置，只需要在业务入口处进行配置即可，避免了大量的重配置开销。
[0143]
本技术实施例还提供了一种计算机设备(也即电子设备)，该计算机设备可以包括处理器、存储器、接收器及发送器，处理器用于执行上述实施例提及的任意执行主体执行的卫星网络中带宽资源预留方法，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，以通过总线连接为例。该接收器可通过有线或无线方式与处理器、存储器连接。所述计算机设备与卫星网络中带宽资源预留装置之间通信连接，以自所述无线多媒体传感器网络中的传感器接收实时运动数据，并自所述视频采集装置接收原始视频序列。
[0144]
处理器可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0145]
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的任意执行主体执行的卫星网络中带宽资源预留方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的卫星网络中带宽资源预留方法。
[0146]
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0147]
所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行实施例中的任意执行主体执行的卫星网络中带宽资源预留方法。
[0148]
在本技术的一些实施例中，用户设备可以包括处理器、存储器和收发单元，该收发单元可包括接收器和发送器，处理器、存储器、接收器和发送器可通过总线系统连接，存储器用于存储计算机指令，处理器用于执行存储器中存储的计算机指令，以控制收发单元收发信号。
[0149]
作为一种实现方式，本技术中接收器和发送器的功能可以考虑通过收发电路或者收发的专用芯片来实现，处理器可以考虑通过专用处理芯片、处理电路或通用芯片实现。
[0150]
作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本技术实施例提供的服务器。即将实现处理器，接收器和发送器功能的程序代码存储在存储器中，通用处理器
通过执行存储器中的代码来实现处理器，接收器和发送器的功能。
[0151]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述任意执行主体执行的卫星网络中带宽资源预留方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
[0152]
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本技术的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
[0153]
需要明确的是，本技术并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本技术的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本技术的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
[0154]
本技术中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
[0155]
以上所述仅为本技术的优选实施例，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术实施例可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。