[发明专利]一种基于软件定义网络的空间网络QoS保障方法及管理中心

摘要

本发明公开了一种基于软件定义网络的空间网络QoS保障方法及管理中心。基于软件定义网络的空间网络被划分为管理层、控制层和转发层，它包括一个自下而上的信息收集过程和一个自上而下的策略下发过程。其中，位于管理层的卫星网络管理中心是制定QoS保障策略的实体，QoS保障策略主要包括服务等级认证、流量调度和带宽分配三方面的结果，服务等级认证是按照服务等级划分标准对用户的不同业务请求进行区分的过程，流量调度为不同服务等级的数据流规划满足QoS需求的传输路径，带宽分配则在共享链路状态下提供基于优先级的按需带宽资源。此外，本发明还在控制层提供了网络状态监测的方法，它是卫星网络管理中心制定QoS保障策略的依据。本发明基于可控可管的软件定义网络，优化空间网络资源分配，实现空间网络的按需服务，达到QoS保障的目的。

主权项

1.一种基于软件定义网络的空间网络QoS保障方法，其特征在于，该方法的步骤包括：S1、对空间网络中的业务服务进行服务等级划分；S2、基于服务等级的划分标准，对空间网络中的用户服务等级进行认证；S3、利用ToS标签对不同服务等级标准的数据流进行标记；S4、实时收集空间网络中的网络状态信息，并对网络状态信息进行监测；S5、对空间网络中实时的网络状态信息进行分析，计算QoS保障因子，并根据该QoS保障因子判断空间网络中每条链路所能提供的服务质量水平,所述步骤S5中计算QoS保障因子的步骤包括：S51、预先设定与每个服务等级的ToS值相对应的加权系数k_i，i＝1,2,3,4,并存储于本地数据库，其中，k₁，k₂，k₃，k₄分别是服务等级业务对于带宽、时延、丢包率以及卫星链路切换速度的敏感度，加权系数k_i越大敏感度越高；S52、基于当前获取的网络状态信息和相应服务等级的加权系数k_i，设一条由相邻节点间链路l_i,i＝1,2,3,…,n组成的路径p，计算路径p对于业务流的服务质量QoS需求的QoS保障因子：其中，P_t(l_i)是链路当前数据率，T_t(l_i)是链路时延，D_t(l_i)是丢包率，max[v(l_i)]是卫星链路最大的切换速度，m是一个常数，用于平衡时延、丢包率的大小对于QoS保障因子的影响，m＞1；S53、根据QoS保障因子的大小，判断此条链路的网络状态是否满足当前业务流的传输；S6、将QoS保障因子作为权重，将空间网络数据层的邻接矩阵作为计算最短路径的图，利用Floyd‑Warshall算法计算最短路径，并根据该最短路径进行流量调度；S7、基于流量的调度结果，对共享带宽情况下的共享链路的数据流进行带宽分配。