基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

论文摘要

鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求,引入了软件定义网络(SDN)技术,在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先,基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型,计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座;然后,采用分层路由的方法,设计了一种针对卫星网络的容错路由机制;最后,在Mininet平台上进行了仿真实验,将容错路由算法(FTR)的实验结果与基于链路感知的星间路由算法(LRSR)和多层卫星网络路由算法(MLSR)的实验结果进行了对比。对比结果表明,在网络中无损坏节点和链路的情况下,FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%,说明了引入SDN集中控制的有效性;FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%,说明了在网络模型中为中轨道(MEO)卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时,FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%,比MLSR降低了19.19%;其丢包率比LRSR降低了16.94%,比MLSR降低了37.95%,说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。

论文目录

  • 0 引言
  •   1) 卫星节点的存储空间、运算能力受限。
  •   2) 星间链路易受影响。
  • 1 基于SDN的卫星网络模型
  •   1.1 卫星网络架构
  •   1.2 卫星星座设计
  •     1.2.1 LEO卫星星座设计
  •     1.2.2 MEO卫星星座设计
  •   1.3 流表结构设计
  • 2 容错路由算法
  •   2.1 MEO卫星容错路由算法
  •   2.2 LEO卫星容错路由算法
  • 3 仿真与结果分析
  •   3.1 对比算法
  •   3.2 实验拓扑
  •   3.3 性能对比
  •     3.3.1 延时
  •     3.3.2 延迟抖动
  •     3.3.3 丢包率
  •     3.3.4 路由跳数
  • 4 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 贾梦瑶,王兴伟,张爽,易波,黄敏

    关键词: 卫星网络,网络模型,软件定义网络,容错,路由

    来源: 计算机应用 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程,互联网技术

    单位: 东北大学计算机科学与工程学院,东北大学软件学院,东北大学信息科学与工程学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(61572123,61872073),辽宁省高校创新团队支持计划资助项目(LT2016007),教育部-中国移动科研基金资助项目(MCM20160201)~~

    分类号: TP393.02;V443

    页码: 1772-1779

    总页数: 8

    文件大小: 2727K

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