專利名稱：臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，特別涉及一種臨近空間空地一體化多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；本發(fā)明還涉及一種多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)的處理方法，特別涉及一種臨近空間空地一體化多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)的處理方法；屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著近空間飛行器技術(shù)的成熟，近空間飛行器之間的網(wǎng)絡(luò)化以及近空 間網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)(如天基和地基網(wǎng)絡(luò))間的一體化設(shè)計(jì)成為目前近空間 通信系統(tǒng)發(fā)展的熱點(diǎn)。臨近空間網(wǎng)絡(luò)是以飛艇等懸浮器為核心節(jié)點(diǎn)(以下稱為臨近空間節(jié) 點(diǎn))，利用其部署靈活，相對(duì)覆蓋較大，較衛(wèi)星傳輸時(shí)延小等特點(diǎn)，通過 組網(wǎng)提供較大范圍的區(qū)域性數(shù)據(jù)傳輸中繼的網(wǎng)絡(luò)。目前對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的需求主 要集中在①為語音、數(shù)據(jù)、多媒體等綜合業(yè)務(wù)提供具有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量 (QoS)保證的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；②為無人機(jī)等高速空中節(jié)點(diǎn)提供大容量信 息回傳數(shù)據(jù)中繼；③為大量空中移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)提供空地、空空的子網(wǎng)間 數(shù)據(jù)中繼。隨著近空間組網(wǎng)4支術(shù)的成熟，近空間網(wǎng)絡(luò)也將成為全5求通信網(wǎng)的組成 部分，因而需要實(shí)現(xiàn)與天基、地基通信網(wǎng)絡(luò)的有效連接并解決資源有效利 用問題。目前，可以選擇的技術(shù)是ATM技術(shù)，IP技術(shù)和MPLS技術(shù)，ATM技術(shù)具 有提供綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的能力，可提供有效的流量工程設(shè)計(jì)、支持較大的業(yè)
務(wù)帶寬，但存在協(xié)議復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)成本高，與目前廣泛使用的基于IP的因特網(wǎng)(Internet)的兼容性差，不支持具有QoS需求的IP業(yè)務(wù)等缺陷。采用IP 4支術(shù)可以提供與地面因特網(wǎng)(Internet)的無縫連接，且實(shí) 現(xiàn)簡(jiǎn)單，但不足之處在于需要解決網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS保證和網(wǎng)絡(luò)流量工程 等問題。MPLS技術(shù)是一種建立在IP協(xié)議基礎(chǔ)上的交換技術(shù)，可與IP網(wǎng)絡(luò)兼容， 另外，又具有強(qiáng)大的流量工程能力，能有效提高網(wǎng)絡(luò)效率，保證業(yè)務(wù)的服 務(wù)質(zhì)量要求。在類似的航天領(lǐng)域設(shè)計(jì)中(主要是移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò))，為了解決服 務(wù)質(zhì)量和與地面兼容性的問題，目前學(xué)者正在嘗試借鑒地面的MPLS交換 技術(shù)，形成適合衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的MPLS技術(shù)。但是，與地面網(wǎng)絡(luò)和與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) 的差別使目前地面MPLS研究和衛(wèi)星IP/MPLS研究的技術(shù)成果均無法直接 適用于臨近空間網(wǎng)絡(luò)中。臨近空間網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)相比有其特殊性，具體表現(xiàn)為l)近空間 飛行器對(duì)通信載荷在功耗、體積和重量方面有嚴(yán)格的要求，而臨近空間網(wǎng) 絡(luò)支持大量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，承載業(yè)務(wù)量大，業(yè)務(wù)頻繁變化，且鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層 功能需要在同一飛行器節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)，存在低載荷能力與高交換性能和多功 能需求之間的矛盾；2)單個(gè)近空間飛行器節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍較大，單節(jié)點(diǎn) 內(nèi)的業(yè)務(wù)可通過鏈路層交換解決，無需涉及網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)簽交換；3)需要支 持大量高速移動(dòng)用戶，業(yè)務(wù)流相對(duì)穩(wěn)定性差；4)業(yè)務(wù)流呈現(xiàn)一定的聚集 特性，但業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)與服務(wù)質(zhì)量要求差異大，需要提供各類QoS服務(wù)保證， 特別要為某些業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量服務(wù)，因而需要具備針對(duì)業(yè)務(wù)流的較強(qiáng)的區(qū) 分能力(需要轉(zhuǎn)發(fā)粒度較細(xì)，業(yè)務(wù)資源分配策略的區(qū)分性較強(qiáng))和操作能 力。以上特性首先導(dǎo)致了地面網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的基于控制驅(qū)動(dòng)的分布式標(biāo)簽交 換體系結(jié)構(gòu)不適用于臨近空間信息網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)?)該方式要求節(jié)點(diǎn)具有全 自主路由功能，且通常需要運(yùn)行獨(dú)立的標(biāo)簽分布協(xié)議(因?yàn)橥ǔ５逆溌窢顟B(tài)路由協(xié)議(如0SPF )和分布標(biāo)簽綁定信息所需的路由協(xié)議匹配的很差)， 具備復(fù)雜的控制功能，因而要實(shí)現(xiàn)多功能和高性能，將會(huì)導(dǎo)致近空間飛行 器節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度很高，普通的飛行器節(jié)點(diǎn)難以承受；2)大量的控制信令交 互將占用很大的空空鏈路資源，當(dāng)需要進(jìn)行細(xì)粒度控制時(shí)這一問題尤其突 出；3)目前的控制驅(qū)動(dòng)策略通?；诼酚刹呗?，難以提供細(xì)粒度的優(yōu)先 級(jí)劃分和區(qū)分服務(wù)，難以動(dòng)態(tài)調(diào)整鏈路資源分配，對(duì)數(shù)據(jù)流的操作能力較 差。但若采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式，除高性能和多功能的節(jié)點(diǎn)處理要求仍然對(duì) 臨近空間飛行器的工程實(shí)現(xiàn)形成較大壓力外，臨近空間信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流相 對(duì)不穩(wěn)定的特點(diǎn)還導(dǎo)致采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)存在帶寬資源浪費(fèi)問題。近空間網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相比仍存在不同之處，具體表現(xiàn)為l)臨近 空間信息網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的空間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)相對(duì)較少；應(yīng)用區(qū)域性強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)空 間分布比較集中，空地和空空時(shí)延相對(duì)??；與地面的相對(duì)位置關(guān)系比較固 定，基本網(wǎng)絡(luò)拓樸動(dòng)態(tài)性較衛(wèi)星較弱，對(duì)臨近空間飛行器具有獨(dú)立的自主 路由能力的要求較弱；2)臨近空間信息網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)決定了提供大容量數(shù) 據(jù)中繼將作為網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用趨勢(shì)之一 ，這將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)和鏈路資源更緊張， 節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)與計(jì)算能力與高性能要求(高資源利用率，嚴(yán)格保證各類業(yè)務(wù) 的服務(wù)質(zhì)量等，低丟包率等)的矛盾與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相比更加突出；3)臨近 空間網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍較衛(wèi)星小，但是需要為大量高速移動(dòng)用戶甚至移動(dòng)子 網(wǎng)提供各類數(shù)據(jù)中繼業(yè)務(wù)，導(dǎo)致了移動(dòng)用戶在業(yè)務(wù)期間經(jīng)常需要發(fā)生多次 接入節(jié)點(diǎn)切換，對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體業(yè)務(wù)流帶來較大的波動(dòng)，容易造成節(jié)點(diǎn)擁塞、 網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定等惡劣影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第 一方面是通過一些實(shí)施例提供一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以解決臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性能多功能要 求之間的矛盾。本發(fā)明的第二方面是通過另 一些實(shí)施例提供一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交 換網(wǎng)絡(luò)裝置，以解決臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性能多功能要 求之間的矛盾。本發(fā)明的第三方面是通過再一些實(shí)施例提供一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交 換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方法，以解決臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性 能多功能要求之間的矛盾。本發(fā)明的第一方面的一些實(shí)施例提供的一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是這樣實(shí)現(xiàn)的該系統(tǒng)包括用戶層和臨近空間網(wǎng)絡(luò)層，其中，用戶層 由用戶節(jié)點(diǎn)組成，臨近空間網(wǎng)絡(luò)層由接入節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)組成，任一個(gè)接入 節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)上的路由器均包括網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模 塊，所述網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊都包括控制平面和轉(zhuǎn)發(fā) 平面，控制平面包括空中控制單元和地面控制單元，空中控制單元和地面控 制單元通過空地信令接口進(jìn)行控制信息的交互。上述系統(tǒng)中控制平面包括空中控制單元和地面控制單元，該系統(tǒng)釆用空 地一體化協(xié)同處理的方式，利用地面的計(jì)算能力優(yōu)勢(shì)和空中網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè) 務(wù)信息反應(yīng)靈敏的優(yōu)勢(shì)，可以較好地解決臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有 限與高性能多功能要求之間的矛盾。本發(fā)明的第二方面的另 一些實(shí)施例具體包括網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的控制路徑生成和業(yè)務(wù) 轉(zhuǎn)發(fā)；標(biāo)簽交換路由器模塊，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的控制路徑生成和業(yè)務(wù) 轉(zhuǎn)發(fā)。其中，所述網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊都包括控制平 面和轉(zhuǎn)發(fā)平面，其中，控制平面包括空中控制單元和地面控制單元，空中 控制單元和地面控制單元通過空地信令接口進(jìn)行控制信息的交互。 上述裝置通過網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊中的控制 平面實(shí)現(xiàn)了空地一體的協(xié)同處理方式，較好地解決了臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資 源、能力有限與高性能多功能要求之間的矛盾。本發(fā)明的第三方面的再一些實(shí)施例具體包括 步驟l、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)初始化； 步驟2、業(yè)務(wù)申請(qǐng)與路徑生成； 步驟3、業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)與路徑維護(hù)； 步驟4、業(yè)務(wù)結(jié)束與路徑釋放。采用空地一體化協(xié)同處理的方式，可以較好地解決臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn) 資源、能力有限與高性能多功能要求之間的矛盾。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的一些實(shí)施例的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的一些實(shí)施例的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的一些實(shí)施例的標(biāo)簽邊緣路由器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的一些實(shí)施例的地面控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的一些實(shí)施例的空地信息交互模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的一些實(shí)施例的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理方 法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明的一些實(shí)施例的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意 圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括用戶層和臨近空間網(wǎng)絡(luò)層，其中，用戶層由用
戶節(jié)點(diǎn)組成，臨近空間網(wǎng)絡(luò)層由接入節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)組成，任一個(gè)接入節(jié)點(diǎn) 或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)上的路由器均包括網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊， 上述路由器模塊都包括控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面，控制平面包括空中控制單元和 地面控制單元。用戶節(jié)點(diǎn)為需要發(fā)起多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)業(yè)務(wù)申請(qǐng)的用戶，這些用 戶可包括固定用戶，低、中速移動(dòng)用戶(手持、車載移動(dòng)設(shè)備)，高速移動(dòng) 用戶(導(dǎo)彈、無人機(jī)等)；業(yè)務(wù)類型可包括語音、數(shù)據(jù)、多媒體等各類流 業(yè)務(wù)和IP分組。接入節(jié)點(diǎn)執(zhí)行用戶節(jié)點(diǎn)的接入功能，實(shí)現(xiàn)用戶節(jié)點(diǎn)交互、路徑計(jì)算、路 徑生成發(fā)起、FEC映射等搡作，相當(dāng)于MPLS網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器(LER);可由 臨近空間飛行器(飛艇、浮空器)、地面站、中繼無人機(jī)等節(jié)點(diǎn)承擔(dān)。轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點(diǎn)執(zhí)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)功能，相當(dāng)于標(biāo)簽交換路由器(LSR)。但由于臨近空間網(wǎng) 絡(luò)具有一定的特殊性，如網(wǎng)絡(luò)沒有明確的邊緣界限，因而上述接入節(jié)點(diǎn)均需 要執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)功能，接入與轉(zhuǎn)發(fā)的區(qū)分僅針對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)流；又由于臨近空間飛 行器、中繼無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的能力有限，它們LER功能的實(shí)現(xiàn)將由地面控制中心、 臨近空間節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)用戶三者共同承擔(dān)。由此可見，每一個(gè)接入節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)上的路由器均可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣路 由器的功能和標(biāo)簽交換路由器的功能，網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器和標(biāo)簽交換路由器模 塊均包括控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面，上述控制平面包括空中控制單元和地面控制 單元，該系統(tǒng)采用空地一體化協(xié)同處理的方式，可以較好地解決臨近空間飛 行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性能多功能要求之間的矛盾。圖2為本發(fā)明的一些實(shí)施例的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖，如圖2所示，該裝置包括用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的控制路徑生成 和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的控制路徑 生成和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的標(biāo)簽交換路由器模塊。其中，網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊都包括控制平面和
轉(zhuǎn)發(fā)平面，控制平面包括空中控制單元和地面控制單元，空中控制單元和 地面控制單元通過空地信令接口進(jìn)行控制信息的交互。
地面控制單元根據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和收集的流量預(yù)測(cè)信息，利用
地面的計(jì)算能力優(yōu)勢(shì)，采用細(xì)粒度的優(yōu)化搜索算法計(jì)算業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑LSP，
并集中控制路徑生成。
空中控制單元在相應(yīng)地面控制指令生成標(biāo)簽交換路徑的同時(shí)，利用空 中網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)信息反應(yīng)靈敏的優(yōu)勢(shì)，對(duì)某些低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)施動(dòng)態(tài)快 速轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的充分利用。
上述裝置通過網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊中的控制 平面實(shí)現(xiàn)了空地一體的協(xié)同處理方式，較好地解決了臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資 源、能力有限與高性能多功能要求之間的矛盾。
圖3為本發(fā)明的一些實(shí)施例的標(biāo)簽邊緣路由器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 3所示，標(biāo)簽邊緣路由器(LER)模塊包括控制平面、轉(zhuǎn)發(fā)平面和標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表， 控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面通過標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行業(yè)務(wù)處理；控制平面包括空中控制 單元和地面控制單元，空中控制單元和地面控制單元通過空地信令接口進(jìn)行 控制信息的交互。
空中控制單元包括標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表維護(hù)模塊、標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表、 共享資源調(diào)整模塊、切換控制模塊和業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊。
其中，LSP狀態(tài)表維護(hù)模塊由LSP狀態(tài)探測(cè)模塊和LSP狀態(tài)表更新模塊 組成。LSP狀態(tài)表更新模塊根據(jù)狀態(tài)表中本節(jié)點(diǎn)建立的LSP狀態(tài)時(shí)效信息 向LSP狀態(tài)探測(cè)信息模塊提出探測(cè)要求，并根據(jù)探測(cè)反饋更新LSP狀態(tài) 表，LSP狀態(tài)表中的表項(xiàng)為由本節(jié)點(diǎn)發(fā)起建立的LSP的相關(guān)參數(shù)及資源占 用情況；LSP狀態(tài)探測(cè)信息模塊根據(jù)探測(cè)要求向LSP發(fā)出LSP狀態(tài)信息探測(cè) 包，并將結(jié)果反饋到LSP狀態(tài)表更新模塊。
共享資源調(diào)度模塊，運(yùn)行共享資源調(diào)度策略，根據(jù)業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放模塊的 請(qǐng)求對(duì)低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)流及不穩(wěn)定的低速數(shù)據(jù)流實(shí)施共享資源分配。
共享資源動(dòng)態(tài)調(diào)度策略主要應(yīng)用于優(yōu)先級(jí)較低的業(yè)務(wù)，通過在空中節(jié)點(diǎn)
上加入一個(gè)LSP的探測(cè)模塊，該模塊利用發(fā)送探測(cè)包的方式得到當(dāng)前LSP的 服務(wù)質(zhì)量情況和資源占用情況，得到當(dāng)前LSP的空閑資源數(shù)量，并利用高優(yōu) 先級(jí)業(yè)務(wù)的空閑資源作為共享資源實(shí)現(xiàn)低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，通過共 享資源與業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)映射實(shí)現(xiàn)共享資源的優(yōu)化利用，提高了資源利用率，降 低了低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)成本。
在臨近空間飛行器上采用共享資源動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，利用飛行器前端掌 握的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)信息和網(wǎng)絡(luò)信息增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)變化的快速反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)空閑 資源的有效利用，提高帶寬利用率，緩解資源緊張問題。同時(shí)，這種資源 共享的策略緩解了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)策略引起的帶寬資源浪費(fèi)問題，節(jié)約了標(biāo) 簽資源，減輕了臨近空間飛行器的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。
業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊用來完成與業(yè)務(wù)的交互，包括業(yè)務(wù)申請(qǐng)?zhí)幚砗蜆I(yè) 務(wù)釋放處理功能。業(yè)務(wù)申請(qǐng)?zhí)幚砉δ苡删W(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)服務(wù)參數(shù)協(xié)商模塊、業(yè)務(wù) 信息管理單元、業(yè)務(wù)申請(qǐng)?zhí)幚聿呗越M成；接受來自用戶節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)平面數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)模塊的業(yè)務(wù)申請(qǐng)，并根據(jù)協(xié)商獲得的業(yè)務(wù)參數(shù)向共享資源調(diào)度模塊或地 面路由模塊發(fā)起LSP申請(qǐng)，并根據(jù)LSP建立結(jié)果增加標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，通知業(yè) 務(wù)節(jié)點(diǎn)初始標(biāo)簽，向轉(zhuǎn)發(fā)平面數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制模塊反饋確認(rèn)信息。業(yè)務(wù)釋放處 理功能接受來自用戶節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)平面數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的業(yè)務(wù)資源釋放申請(qǐng)，根 據(jù)業(yè)務(wù)占用資源的方式送到共享資源模塊或地面作出相應(yīng)的資源釋放決定， 并按照反饋的結(jié)果修改標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表、LSP狀態(tài)表和業(yè)務(wù)信息管理單元。
切換控制模塊包括用戶鏈路切換控制模塊和網(wǎng)間鏈路切換控制模塊。LER 切換主要由用戶鏈路切換控制模塊實(shí)現(xiàn)，該模塊完成接收用戶的切換申請(qǐng)， 向地面發(fā)起切換申請(qǐng)，并按照響應(yīng)結(jié)果與切換目的節(jié)點(diǎn)交換切換信息，控制 釋放本節(jié)點(diǎn)和相關(guān)鏈路資源等功能。
空中控制單元還包括網(wǎng)絡(luò)層資源管理模塊，該模塊由鏈路信息采集模塊 和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)/鏈路資源統(tǒng)計(jì)管理模塊組成，鏈路信息采集模塊通過與臨近空
鄰居節(jié)點(diǎn)周期信息交互獲取鏈路通斷、時(shí)延、鏈路剩余帶寬資源等信息；網(wǎng)
絡(luò)節(jié)點(diǎn)/鏈路資源統(tǒng)計(jì)管理模塊對(duì)本節(jié)點(diǎn)資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并與鏈路狀態(tài)信息一 起通過空地信令信息接口定期發(fā)送到地面的全網(wǎng)資源狀態(tài)信息庫(kù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 狀態(tài)信息的更新。同時(shí)，該模塊還負(fù)擔(dān)著本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前剩余資源的統(tǒng)計(jì)評(píng)估工 作，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果響應(yīng)地面的資源預(yù)留請(qǐng)求。
由此可見，空中控制單元主要是在相應(yīng)地面控制指令生成標(biāo)簽交換路徑 的同時(shí)，利用空中網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)信息反應(yīng)靈敏的優(yōu)勢(shì)，對(duì)低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)實(shí) 施動(dòng)態(tài)快速轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的充分利用。
地面控制單元包括全網(wǎng)資源狀態(tài)信息庫(kù)、流量規(guī)劃模塊、基于流量工程 的服務(wù)質(zhì)量路由模塊、路徑生成控制模塊和業(yè)務(wù)信息管理模塊。
其中，全網(wǎng)資源狀態(tài)信息庫(kù)根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采集的信息生成全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和 鏈路狀態(tài)信息，包括網(wǎng)絡(luò)拓樸信息、鏈路時(shí)延、資源占用信息、節(jié)點(diǎn)吞吐量、 平均隊(duì)列長(zhǎng)度及其它節(jié)點(diǎn)鏈路代價(jià)，為路由模塊提供基本的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。
流量規(guī)劃模塊由信息獲取模塊、資源占用預(yù)測(cè)模塊和流量策略生成模塊 組成，通過獲取高速無人機(jī)偵查節(jié)點(diǎn)的航跡及預(yù)測(cè)信息，以及空中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)
的分群信息(群首信息)，群平均業(yè)務(wù)流量、群基本Q0S參數(shù)，分群規(guī)劃等 信息，對(duì)下一時(shí)段的業(yè)務(wù)發(fā)起和網(wǎng)絡(luò)資源占用情況進(jìn)行流量預(yù)測(cè)及規(guī)劃，為 路由模塊提供路由決策的預(yù)測(cè)流量參考信息。
業(yè)務(wù)信息管理模塊存儲(chǔ)來自業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放模塊的業(yè)務(wù)申請(qǐng)服務(wù)質(zhì)量參 數(shù)信息，作為路由模塊的輸入。
基于流量工程的QoS路由模塊，根據(jù)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放模塊的業(yè)務(wù)請(qǐng) 求，利用網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和預(yù)測(cè)流量參考信息，生成滿足業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量參數(shù)要 求的LSP，同時(shí)，盡量達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源最大化利用，將生成的LSP信息送至路 徑生成控制模塊。
該模塊利用臨近空間業(yè)務(wù)的可預(yù)測(cè)性，采用了基于流量工程和業(yè)務(wù)預(yù) 測(cè)信息的QoS路由策略，在滿足業(yè)務(wù)服務(wù)要求的基礎(chǔ)上緩解大量高速移動(dòng)
用戶引起的網(wǎng)絡(luò)性能惡化，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)流量。
路徑生成控制模塊包括資源預(yù)留模塊、標(biāo)簽分配與分布控制模塊和標(biāo)簽
信息庫(kù)。該模塊根據(jù)路由模塊生成的LSP信息對(duì)相關(guān)節(jié)點(diǎn)并行單播資源預(yù)留
信令，在接收到所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)的資源預(yù)留確認(rèn)后通過標(biāo)簽分配與分布控制模 塊發(fā)起下游集中標(biāo)簽綁定與分布信息。
轉(zhuǎn)發(fā)平面主要包括業(yè)務(wù)分類與映射模塊、信令處理模塊、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制 模塊和轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列調(diào)度模塊，由地面和空中的控制單元協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)平面的 控制，其僅在空中節(jié)點(diǎn)上完成對(duì)來自用戶節(jié)點(diǎn)和與臨近空間信息網(wǎng)絡(luò)空中節(jié) 點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流的分類、辨識(shí)、調(diào)度和轉(zhuǎn)發(fā)功能。
由此可見，地面控制單元主要是根據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和收集的流量 預(yù)測(cè)信息，利用地面的計(jì)算能力優(yōu)勢(shì)，采用細(xì)粒度的優(yōu)化搜索算法計(jì)算業(yè)務(wù)
轉(zhuǎn)發(fā)路徑LSP,并集中控制路徑生成。
總之，該模塊采用空地一體化協(xié)同處理的方式，可以較好地解決臨近空 間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性能多功能要求之間的矛盾。
圖4為本發(fā)明的一些實(shí)施例的地面控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示， 地面控制單元包括全網(wǎng)資源狀態(tài)信息庫(kù)、流量規(guī)劃模塊、基于流量工程的服 務(wù)質(zhì)量路由模塊、路徑生成控制模塊和業(yè)務(wù)信息管理模塊?；诹髁抗こ痰?服務(wù)質(zhì)量路由模塊包括預(yù)測(cè)流量函數(shù)生成模塊、流量代價(jià)生成模塊和多約 束路由搜索模塊。預(yù)測(cè)流量函數(shù)生成模塊根據(jù)來自流量規(guī)劃模塊的預(yù)測(cè)信 息生成鏈路的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)序列，流量代價(jià)生成模塊根據(jù)來自網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息庫(kù) 的業(yè)務(wù)信息和鏈路的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)序列生成總流量代價(jià)，多約束路由搜索模塊 搜索滿足服務(wù)質(zhì)量參數(shù)約束的最優(yōu)流量代價(jià)的業(yè)務(wù)傳輸路徑。
其中，根據(jù)流量規(guī)劃模塊得到的高速業(yè)務(wù)可預(yù)測(cè)信息(包括業(yè)務(wù)的發(fā) 起時(shí)間、接入節(jié)點(diǎn)、預(yù)測(cè)流量等)，得到對(duì)于每條路徑未來時(shí)刻有流量業(yè) 務(wù)傳輸?shù)母怕?，形成鏈路業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)序列。
流量代價(jià)生成模塊建立呼叫業(yè)務(wù)持續(xù)時(shí)間模型，并計(jì)算預(yù)測(cè)流量代價(jià)，
流量代價(jià)生成模塊根據(jù)全網(wǎng)狀態(tài)信息庫(kù)的狀態(tài)信息生成當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)鏈路流量代 價(jià)，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前經(jīng)過某條鏈路的網(wǎng)絡(luò)流量和LSP數(shù)目，加權(quán)生成當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的流
量代價(jià)；進(jìn)而由預(yù)測(cè)流量代價(jià)和當(dāng)前流量代價(jià)加權(quán)生成任意鏈路上的總流量 代價(jià)；最后，多約束路由搜索模塊采用優(yōu)化搜索算法搜索滿足QoS參數(shù)約束 的最優(yōu)流量代價(jià)的業(yè)務(wù)傳輸路徑。
該模塊利用臨近空間業(yè)務(wù)的可預(yù)測(cè)性，采用了基于流量工程和業(yè)務(wù)預(yù) 測(cè)信息的QoS路由策略，在滿足業(yè)務(wù)服務(wù)要求的基礎(chǔ)上緩解大量高速移動(dòng) 用戶引起的網(wǎng)絡(luò)性能惡化，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)流量。
圖5為本發(fā)明的一些實(shí)施例的空地信息交互模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5 所示，空地交互信息均通過空地信令接口進(jìn)行傳送，空地信令信息接口包括 信息分類單元、信息存貯單元和交互狀態(tài)存儲(chǔ)單元，空地交互信息主要包括 以下幾種類型
空中節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層資源管理模塊將交互得到的節(jié)點(diǎn)/鏈路的資源狀態(tài)信 息反^t赍到地面的資源狀態(tài)信息庫(kù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新。
空中的業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊根據(jù)申請(qǐng)?zhí)幚聿呗韵虻孛姘l(fā)起業(yè)務(wù)基本 要求及路徑建立請(qǐng)求。
地面的路徑生成控制模塊中的資源預(yù)留/標(biāo)簽分配分布模塊根據(jù)生成的
路徑信息向沿路徑的各空中節(jié)點(diǎn)和地面節(jié)點(diǎn)單播某個(gè)申請(qǐng)業(yè)務(wù)的資源預(yù)留信 臺(tái)
空中節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)采集/資源管理模塊將資源預(yù)留信息通過資源預(yù)留 確認(rèn)信令反饋到地面的資源預(yù)留/標(biāo)簽分配分布模塊。
地面的路徑生成控制模塊中的資源預(yù)留/標(biāo)簽分配分布模塊根據(jù)資源預(yù) 留情況向以路徑順序自下游采用顯式方式發(fā)起標(biāo)簽綁定與分布信息，沿途各 節(jié)點(diǎn)記錄自己的標(biāo)簽和下游標(biāo)簽。
空中的業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊根據(jù)相應(yīng)的業(yè)務(wù)釋放處理策略向地面發(fā) 起業(yè)務(wù)資源釋放請(qǐng)求。 地面的業(yè)務(wù)管理模塊向空中節(jié)點(diǎn)發(fā)送業(yè)務(wù)資源釋》文確認(rèn)信令 通過上述空地信令接口進(jìn)行空地信息交互，采用地面集中宏觀控制和空 中節(jié)點(diǎn)前端靈活調(diào)節(jié)的方式來協(xié)同處理各類業(yè)務(wù)。圖6為本發(fā)明的一些實(shí)施例的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理方法的流程圖，如圖6所示，該方法主要包括 步驟l、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)初始化； 步驟2、業(yè)務(wù)申請(qǐng)與路徑生成； 步驟3、業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)與路徑維護(hù)； 步驟4、業(yè)務(wù)結(jié)束與路徑釋放。其中，步驟1具體為空中節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)交互形成區(qū)域信息狀態(tài)， 并傳遞給地面，在地面形成完整的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。步驟2具體為用戶發(fā)起業(yè)務(wù)申請(qǐng)，與接入節(jié)點(diǎn)關(guān)于資源需求及QoS要 求進(jìn)行協(xié)商，若申請(qǐng)以流業(yè)務(wù)的方式進(jìn)行傳輸，則直接通過空地接口送至地 面路由模塊進(jìn)行路由計(jì)算，并由地面集中控制生成路徑，若申請(qǐng)以非流業(yè)務(wù) 方式進(jìn)行傳輸(如IP包)，則需要進(jìn)行優(yōu)先級(jí)映射并才艮據(jù)優(yōu)先級(jí)類別區(qū)分為 高優(yōu)先級(jí)(資源獨(dú)占)和低優(yōu)先級(jí)(資源共享)業(yè)務(wù)。高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)的路 徑建立方式與流業(yè)務(wù)類似，區(qū)別僅在于流業(yè)務(wù)需要用戶對(duì)業(yè)務(wù)執(zhí)行加入口標(biāo) 簽功能，而高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)由LER執(zhí)行加入口標(biāo)簽功能。低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)則首先 啟動(dòng)共享資源調(diào)度模塊，優(yōu)先采用某個(gè)LSP的共享資源，若不能實(shí)現(xiàn)，則啟 動(dòng)地面路由計(jì)算模塊進(jìn)行新的LSP計(jì)算和生成。上述步驟3具體為步驟311、判斷轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)類型，轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)若為流業(yè)務(wù)，則執(zhí)行步驟 312,若為盡力而為(BE)業(yè)務(wù)，則執(zhí)行步驟313，若為快速轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(FE), 則執(zhí)行步驟314;步驟312、由用戶為業(yè)務(wù)加入口標(biāo)簽，并才艮據(jù)專門的流標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)； 步驟313、采用插入轉(zhuǎn)發(fā)；
步驟314、根據(jù)服務(wù)類型(tos)字段分為高、低兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，對(duì)于高優(yōu) 先級(jí)，則執(zhí)行步驟315,若為低優(yōu)先級(jí)，則執(zhí)行步驟316;步驟315、建立標(biāo)簽交換路徑，根據(jù)源IP地址判斷是否有新業(yè)務(wù)到來， 若有新業(yè)務(wù)到來，則執(zhí)行步驟317，若無新業(yè)務(wù)到來，則執(zhí)行步驟318;步驟316、按照服務(wù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行中轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)影射，根據(jù)源IP 地址判斷是否有新業(yè)務(wù)產(chǎn)生，若有新業(yè)務(wù)產(chǎn)生，則按照現(xiàn)有標(biāo)簽交換路徑的 最大共享資源進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)送至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制模塊進(jìn)行速率4企測(cè)，若檢測(cè) 峰值速率高于當(dāng)前占用資源，則需要單獨(dú)申請(qǐng)標(biāo)簽交換路徑，若遠(yuǎn)低于當(dāng)前 占用資源，則將業(yè)務(wù)標(biāo)記為標(biāo)簽交換路徑資源可調(diào)整業(yè)務(wù)，并標(biāo)明共享業(yè)務(wù) 的平均流速，若無新業(yè)務(wù)產(chǎn)生，則執(zhí)行步驟318;步驟317、首先送至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制模塊存儲(chǔ)單元，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器統(tǒng)計(jì) 包到達(dá)平均速率，當(dāng)速率基本穩(wěn)定時(shí)按照該速率申請(qǐng)相應(yīng)資源的標(biāo)簽交換路 徑，標(biāo)簽交換路徑建立后，先轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)發(fā)后續(xù)到達(dá)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；步驟318、根據(jù)源IP地址查FEC標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表，加入口標(biāo)簽并轉(zhuǎn)發(fā)。上述步驟4中臨近空間網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)結(jié)束方式主要有1)由網(wǎng)絡(luò)用戶直接 向臨近空間網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)建立的業(yè)務(wù)，該類業(yè)務(wù)由用戶發(fā)起申請(qǐng)，同樣由用戶發(fā) 起業(yè)務(wù)中止或結(jié)束信號(hào)；2)來自于其它互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(如天基網(wǎng))的IP業(yè)務(wù)， 該類業(yè)務(wù)的發(fā)起與結(jié)束為隨機(jī)突發(fā)的，直接傳送數(shù)據(jù)，無需向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)?；谂R近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方法，采用空地一體化協(xié) 同處理的方式，可以較好地解決臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性 能多功能要求之間的矛盾。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非 對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行 修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并 不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、 一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶層和臨近空 間網(wǎng)絡(luò)層，其中，用戶層由用戶節(jié)點(diǎn)組成，臨近空間網(wǎng)絡(luò)層由接入節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)組成，其特征在于任一個(gè)接入節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)上的路由器均包括網(wǎng) 絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊，所述網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽 交換路由器模塊都包括控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面，控制平面包括空中控制單元和 地面控制單元，空中控制單元和地面控制單元通過空地信令接口進(jìn)行控制信 息的交互。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于所述空中控制單元包括標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表維護(hù)模塊、標(biāo)簽交換路徑狀 態(tài)表、共享資源調(diào)整模塊、切換控制模塊、業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊和空地信 令接口，其中，標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表維護(hù)模塊和切換控制模塊將標(biāo)簽交換路 徑的相關(guān)參數(shù)及資源占用情況返給標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表，共享資源調(diào)整模塊 根據(jù)業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊的請(qǐng)求和標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表的信息進(jìn)行共享 資源的分配與調(diào)度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于所述地面控制單元包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息庫(kù)、流量規(guī)劃模塊、基于流量工程 的服務(wù)質(zhì)量路由模塊、路徑生成控制模塊、業(yè)務(wù)信息管理模塊、地空信令信 息接口，其中，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息庫(kù)、流量規(guī)劃模塊和業(yè)務(wù)信息管理模塊為基于 流量工程的服務(wù)質(zhì)量路由模塊提供參數(shù)信息，基于流量工程的服務(wù)質(zhì)量路由 模塊將生成的標(biāo)簽交換路徑信息送至路徑生成控制模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特 征在于所述基于流量工程的服務(wù)質(zhì)量路由模塊包括預(yù)測(cè)流量函數(shù)生成模 塊、流量代價(jià)生成模塊、多約束路由搜索模塊，其中，預(yù)測(cè)流量函數(shù)生成 模塊根據(jù)來自流量規(guī)劃模塊的預(yù)測(cè)信息生成鏈路的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)序列，流量代 價(jià)生成模塊根據(jù)來自網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息庫(kù)的業(yè)務(wù)信息和鏈路的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)序列 生成總流量代價(jià)，多約束路由搜索模塊搜索滿足服務(wù)質(zhì)量參數(shù)約束的最優(yōu) 流量代價(jià)的業(yè)務(wù)傳輸路徑。
5、 一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于所述裝置包括網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的控制路徑生成和業(yè)務(wù) 轉(zhuǎn)發(fā)；標(biāo)簽交換路由器模塊，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的控制路徑生成和業(yè)務(wù) 轉(zhuǎn)發(fā)。其中，所述網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊都包括控制平 面和轉(zhuǎn)發(fā)平面，其中，控制平面包括空中控制單元和地面控制單元，空中 控制單元和地面控制單元通過空地信令接口進(jìn)行控制信息的交互。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在 于所述空中控制單元包括標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表維護(hù)模塊、標(biāo)簽交換路徑狀 態(tài)表、共享資源調(diào)整模塊、切換控制模塊、業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊和空地信 令接口，其中，標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表維護(hù)模塊和切換控制模塊將標(biāo)簽交換路 徑的相關(guān)參數(shù)及資源占用情況返給標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表，共享資源調(diào)整模塊 根據(jù)業(yè)務(wù)申請(qǐng)/釋放處理模塊的請(qǐng)求和標(biāo)簽交換路徑狀態(tài)表的信息進(jìn)行共享資源的分配與調(diào)度。
7、 一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方法，其特征在于該方 法包括步驟l、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)初始化； 步驟2、業(yè)務(wù)申請(qǐng)與路徑生成； 步驟3、業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)與路徑維護(hù)； 步驟4、業(yè)務(wù)結(jié)束與路徑釋放。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方法，其特征在于所述步驟1具體為空中節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)交互形成區(qū)域信 息狀態(tài)，并傳遞給地面，在地面形成完整的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方 法，其特征在于所述步驟2具體為步驟211、用戶發(fā)起業(yè)務(wù)申請(qǐng)，與接入節(jié)點(diǎn)關(guān)于資源需求及QoS要求進(jìn) 行協(xié)商；步驟212、判斷申請(qǐng)是否以流業(yè)務(wù)的方式進(jìn)行傳輸，若申請(qǐng)以流業(yè)務(wù)的 方式進(jìn)行傳輸，則執(zhí)行步驟213;若申請(qǐng)以非流業(yè)務(wù)方式進(jìn)行傳輸，則執(zhí)行 步驟214;步驟213、通過空地接口送至地面路由模塊進(jìn)行路由計(jì)算，并由地面集 中控制生成路徑；步驟214、進(jìn)行優(yōu)先級(jí)映射，并根據(jù)優(yōu)先級(jí)類別區(qū)分為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和 低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，執(zhí)行步驟215，對(duì)于低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)， 執(zhí)行步驟216;步驟215、需要到地面申請(qǐng)，由地面控制建立，入口標(biāo)簽邊緣路由器分 配入口標(biāo)簽后，用戶以IP包的形式發(fā)送數(shù)據(jù)到標(biāo)簽邊緣路由器，標(biāo)簽邊緣路 由器根據(jù)IP包頭信息加相應(yīng)的入口標(biāo)簽。步驟216、首先啟動(dòng)共享資源調(diào)度模塊，優(yōu)先使用某個(gè)標(biāo)簽交換路徑的 共享資源，若不能生成路徑，則啟動(dòng)地面路由計(jì)算模塊進(jìn)行新的標(biāo)簽交換路 徑計(jì)算和生成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方 法，其特征在于所述步驟3具體為步驟311、判斷轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)類型，轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)若為流業(yè)務(wù)，則執(zhí)行步驟 312，若為盡力而為業(yè)務(wù)，則執(zhí)行步驟313,若為快速轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，則執(zhí)行步驟 314;步驟312、由用戶為業(yè)務(wù)加入口標(biāo)簽，并^f艮據(jù)專門的流標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā) 業(yè)務(wù)；步驟313、采用插入轉(zhuǎn)發(fā)；步驟314、根據(jù)服務(wù)類型字段分為高、低兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)， 則執(zhí)行步驟315，若為低優(yōu)先級(jí)，則執(zhí)行步驟316;步驟315、建立標(biāo)簽交換路徑，根據(jù)源IP地址判斷是否有新業(yè)務(wù)到來， 若有新業(yè)務(wù)到來，則執(zhí)行步驟317，若無新業(yè)務(wù)到來，則執(zhí)行步驟318;步驟316、按照服務(wù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行中轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類映射，根據(jù)源IP地址判 斷是否有新業(yè)務(wù)產(chǎn)生，若有新業(yè)務(wù)產(chǎn)生，則按照現(xiàn)有標(biāo)簽交換路徑的最大共 享資源進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)送至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制模塊進(jìn)行速率檢測(cè)，若檢測(cè)峰值速 率高于當(dāng)前占用資源，則需要單獨(dú)申請(qǐng)標(biāo)簽交換路徑，若遠(yuǎn)低于當(dāng)前占用資 源，則將業(yè)務(wù)標(biāo)記為標(biāo)簽交換路徑資源可調(diào)整業(yè)務(wù)，并標(biāo)明共享業(yè)務(wù)的平均 流速，若無新業(yè)務(wù)產(chǎn)生，則執(zhí)行步驟318;步驟317、首先送至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制模塊存儲(chǔ)單元，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器統(tǒng)計(jì) 包到達(dá)平均速率，當(dāng)速率基本穩(wěn)定時(shí)按照該速率申請(qǐng)相應(yīng)資源的標(biāo)簽交換路 徑，標(biāo)簽交換路徑建立后，先轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)發(fā)后續(xù)到達(dá)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);步驟318、根據(jù)源IP地址查FEC標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表，加入口標(biāo)簽并轉(zhuǎn)發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶層和臨近空間網(wǎng)絡(luò)層，臨近空間網(wǎng)絡(luò)層由接入節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)組成，任一個(gè)接入節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)上的路由器均包括網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊，網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器模塊和標(biāo)簽交換路由器模塊都包括控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面，控制平面包括空中控制單元和地面控制單元，空中控制單元和地面控制單元通過空地信令接口進(jìn)行控制信息的交互。該系統(tǒng)采用空地一體化協(xié)同處理的方式，較好地解決了臨近空間飛行器節(jié)點(diǎn)資源、能力有限與高性能多功能要求之間的矛盾。另外，本發(fā)明還涉及一種臨近空間多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理方法。
文檔編號(hào)H04L29/06GK101123814SQ200710121549
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者詠 盧, 軍 張, 濤 張 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)