基于网络编码的geo卫星网络bgp路由多播传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及到GE0卫星网络领域，特指一种基于网络编码的GE0卫星网络BGP 路由多播传输方法。
【背景技术】
[0002] BGP路由作为地面网络域间路由应用一种比较成熟的协议，被提出用于将空间网 络同地面互联，为接入站点提供独立的地址空间。在地面网络上主要用于连接AS。BGP-S 被提出将卫星网络同地面网络互联，作为BGP用于卫星网络版本，简化卫星网络上BGP的路 由处理，不直接参与路径计算，对路由关键过程进行了讨论。
[0003] 如图2所示，为Hub&Spoke网络模型，hub节点作为中心节点，可看作是卫星或 NCC/NMS/GW。在该形状拓扑中，hub节点通过TCP同SPOke节点建立BGP会话，后续的报文 传输采用M)P，这样就可以利用无线广播特性实现对BGP路由的传输，将带宽占用从0 (N2) 降到〇(N)，显著地提高了吞吐量。但是它并没有提供可靠性保障机制。
[0004] LRMTP提供轻量级的可靠传输协议。针对BGP可靠性问题，提出传输层TCP控制过 于复杂，提出了LRMTP用于卫星网络BGP路由传输，其采用三种计时器和NACK机制保证可 靠性和降低带宽占用，同时利用了无线广播传输特性，相对Hub&Spoke有所改进。将BGP用 于星地间的路由协议可以保证同地面IP网络兼容，然而星地链路不稳定受环境影响明显。 Hub&Spoke采用UDP传输路由及会话保持，没有响应可靠性保证。而LRMTP具有NACK保证 到达，但利用广播特性的传输在丢包率较高时，由于各接收端的丢失报文的不同，导致其性 能下降十分明显。
[0005] 综上所述，在GE0卫星网络链路资源有限、星地链路不稳定的情况下，因链路不稳 定会导致出现报文重传次数问题。现有的卫星节能技术并不能有效解决利用波束广播特性 进行的路由多播传输在丢包链路情况下的带宽占用过高问题，而这一问题直接会导致BGP 在卫星网络中无法应用。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种能够降低重传次数、降低BGP路由的带宽占用、提高可靠性和传输效率的基于网络编码 的GE0卫星网络BGP路由多播传输方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种基于网络编码的GE0卫星网络BGP路由多播传输方法，其步骤为：
[0009] (1)利用卫星无线特性，编码传输原始路由报文；
[0010] (2)利用网络编码技术构造编码报文进行重传；使用丢包矩阵统计卫星BGP连续 发送的路由多播报文在各节点的接受状况；根据丢包矩阵，选取用于重传发送的编码报文 序列；然后，将编码序列进行操作合并，根据目的终端所在点波束进行多播传输；各接收端 收到报文后根据自身已有报文和接收报文对原始报文进行相应的解码操作；传输完毕后， 判断接收端的接受状况，修改丢包矩阵的值，然后进行循环操作，重新选定重传编码报文序 列，再进行下次的编码重传；直至各接收端收到报文。
[0011] 作为本发明的进一步改进：在步骤（1)中，于初始阶段，卫星根据具有独立地址空 间的多接入终端BGP路由更新报文，进行汇总，以连续的两两报文进行编码，以多播的方式 发送。
[0012] 作为本发明的进一步改进：在步骤（1)中，各终端1\发送各自更新报文pjlj卫星， i= 1，…，N，卫星进行报文汇总，生成编码报文序列：
[0013]
【主权项】
1. 一种基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方法，其特征在于，步骤为： (1) 利用卫星无线特性，编码传输原始路由报文； (2) 利用网络编码技术构造编码报文进行重传；使用丢包矩阵统计卫星BGP连续发送 的路由多播报文在各节点的接受状况；根据丢包矩阵，选取用于重传发送的编码报文序列； 然后，将编码序列进行操作合并，根据目的终端所在点波束进行多播传输；各接收端收到报 文后根据自身已有报文和接收报文对原始报文进行相应的解码操作；传输完毕后，判断接 收端的接受状况，修改丢包矩阵的值，然后进行循环操作，重新选定重传编码报文序列，再 进行下次的编码重传；直至各接收端收到报文。
2. 根据权利要求1所述的基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方法，其特 征在于，在步骤（1)中，于初始阶段，卫星根据具有独立地址空间的多接入终端BGP路由更 新报文，进行汇总，以连续的两两报文进行编码，以多播的方式发送。
3. 根据权利要求2所述的基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方法，其特 征在于，在步骤（1)中，各终端Ti发送各自更新报文Pjlj卫星，i = 1，···，Ν，卫星进行报文 汇总，生成编码报文序列：
在报文中添加相应的标识位，然后以多播的形式将该编码报文序列发送；每个终端根 据标识位和接收报文连同自身发送的报文，进行原始报文还原。
4. 根据权利要求1或2或3所述的基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方 法，其特征在于，在步骤（2)中，根据各报文在多个终端的接收情况，生成相应的丢包矩阵； 所述丢包矩阵记录了各个报文在终端的接收成功与否；然后，根据丢包矩阵，从丢失报文集 合中，按终端丢包个数从大到小，按顺序进行选取，判断是否用于编码传输；接下来，根据生 成的用于编码的报文序列P n，Pi2，…，Pik，进行操作生成传输报文：Pnc= P η田P i2田…田P ik， 进行传输；最终，根据该报文在终端接受状况以及丢包矩阵的当前值，进行调整，直至所有 报文都在接收端被还原出来。
5. 根据权利要求4所述的基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方法，其特 征在于，所述步骤（2)的详细流程为： 5201 :统计发送的数据包序列在多个接收端的接受状况，生成丢包矩阵； 5202 :根据步骤S201生成的丢包矩阵中丢包终端的丢包数量进行排序； 5203 :根据步骤S202得到的排序，从丢包终端1到丢包终端N，如果终端Tj的更新报文 Pi丢失，并且仍没有被用于编码，则添加更新报文P 编码集合中；其中，〇〈i〈 = N，0〈 j〈= N, j ^ i ； 5204 :在编码集合中，当用于编码数据包的序列Pn，Pi2，…，P ik生成后，即发送数据包 Pnc= Pil ? P i2?…? P ik，并修改丢包矩阵中相应的值。其中，?为选取的响应编码操作； 5205 :根据终端反馈调整丢包矩阵的值； 5206 :重复步骤S202?S205,直至所有终端都收到数据包。
6. 根据权利要求5所述的基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方法，其特 征在于，所述编码方法包含：X〇R、线性编码。
【专利摘要】一种基于网络编码的GEO卫星网络BGP路由多播传输方法，其步骤为：(1)利用卫星无线特性，编码传输原始路由报文；(2)利用网络编码技术构造编码报文进行重传；使用丢包矩阵统计连续发送的路由多播报文在各节点的接受状况；根据丢包矩阵选取用于重传发送的编码报文序列；将编码序列进行操作合并，根据目的终端所在点波束进行多播传输；各接收端收到报文后根据自身已有报文和接收报文对原始报文进行相应的解码操作；传输完后，判断接收端的接受状况，修改丢包矩阵的值，进行循环操作，重新选定重传编码报文序列，再进行下次的编码重传；直至各接收端收到报文。本发明具有能够降低重传次数、降低BGP路由的带宽占用、提高可靠性和传输效率等优点。
【IPC分类】H04B7-185, H04L12-761
【公开号】CN104539546
【申请号】CN201510025843
【发明人】冯振乾, 王宝生, 韩维, 毛席龙, 虞万荣, 赵宝康, 陈一骄, 邓劲生
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月19日