CN102882729B - 一种面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法，每一个独立卫星网络的接入设备都设置固定地址，并且与每一个网络管理系统的地址对应，能够极大的降低网络维护的成本，提高管理效率；设置信息转发软件和信息访问软件，全网管理系统安装信息访问软件，其他网络管理系统安装信息转发软件，全网管理系统的管理权限高于其他网管系统，全网管理系统通过信息访问软件连接信息转发软件获取WAN口信息。

Description

一种面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法

技术领域

本发明属于通信网络领域，特别是一种面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法。 

背景技术

SkyWAN是一种可工作在配备透明转发器的静止卫星下的VSAT网络产品，能支持多种多媒体业务（如话音、视频、局域网互联等）。目前SkyWAN卫星通信系统在国内占有较大份额。其产品被广泛应用于消防、传媒、地震、气象等行业中。 

MF-TDMA（跳频-时分多址）是SkyWAN系统所采用的独特的卫星信道访问技术，该技术可支持整个网络各节点间的全网状联接，实现卫星信道容量的高效利用。同时，基于分组交换技术，有机地将实时与非实时业务集成在一起。SkyWAN系统通过WAN口实现一个卫星通信网在卫星链路层的互联，并且在同一个物理网络下，WAN口地址必须为相同网段，而用于任意点之间业务传输的LAN口可以根据需要进行子网划分。SkyWAN卫星通信系统的网络管理是指通过SNMP管理协议，应用相关管理软件对卫星通信网络及网络中的各个节点设备实施配置、故障、安全等方面的集中管理，以保障整个卫星通信网络的稳定运行。 

在实际应用中，为了实现SkyWAN卫星通信网络的柔性互联，适应在不同场合下的业务传输应用，保证最大的组网灵活性，需要对一个或多个SkyWAN卫星独立网络进行不同层次的分解或合并，组建不同类型（带宽、业务类型、拓扑结构等）的卫星通信网络。 

现有管理方案是对WAN口地址按需求进行划分以支持对WAN口的集中管理。同时为保证SkyWAN卫星网络的柔性互联，每一个卫星接入设备都要预先准备多套WAN口地址，并根据网络互联形式的不同变换WAN口地址。网管系统将路由器作为网关，通过卫星网络接入设备连接到目标网络的WAN和LAN，从而实施监控。该方案有以下缺点： 

WAN口地址不确定。卫星网络在进行分解或者是合并的时候，WAN口地址按需划分，这是现有方案的基本策略。因为只有这样才能保证每一个独立网络的WAN地址不属于同一个网段，路由器可以正确寻址，从而网管系统通过路由可以访问任意一个卫星网络的WAN口。两个独立的卫星网络，卫星通信网络1和卫星通信网络2要进行互联的时候，此时的WAN口地址不能再属于不同网段， 必须要合并到同一个网段中，否则卫星链路层无法实现互通，这就要多设计一套WAN口地址，以备网络合并时使用。WAN口地址的多少与网络合并的范围或者是网络分解粒度的大小有着直接的关系，导致一个卫星网络节点设备少则存在两套WAN口地址，多则存在五套以上WAN口地址。 

管理复杂。多套WAN口地址必然会给管理增加难度，管理者需要在《WAN口地址记录表》上详细记录每个设备正在使用的WAN口地址，如果记录出现错误，会造成WAN口地址的混乱，降低了管理执行的效率。 

安全性差。因为区域网络管理和全网管理的权限是不一样的，如果这两者的管理权限界限划分不清楚，则对网络的安全性会造成影响。在现有技术方案中，虽然在逻辑上规定了网络管理系统的管理范围，但是在安全管理策略的设计和制定上会增加技术难度，同时也增加了故障出现的几率。 

因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。 

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题和不足，本发明提供一种管理简便且安全性好的面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法。 

为实现上述目的，本发明面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法可采用如下技术方案： 

一种面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法，每一个独立卫星网络的接入设备都设置固定地址，并且与每一个网络管理系统的地址对应；设置信息转发软件和信息访问软件，全网管理系统安装信息访问软件，其他网络管理系统安装信息转发软件，全网管理系统的管理权限高于其他网管系统，全网管理系统通过信息访问软件连接信息转发软件获取WAN口信息。 

本发明技术方案有以下优点： 

1、使用固定WAN口地址。由于采用了信息转发和访问软件，所以不需要对WAN口进行地址划分，以达到WAN口集中访问的目的。采用固定WAN口地址的方式，能够极大的降低网络维护的成本，提高管理效率。 

2、安全性高。该方案的物理网络管理界限清楚，每一个区域管理系统对应一个区域独立卫星通信网络，实施管理。只有全网管理系统才有物理网络条件访问全网WAN口和LAN口信息。同时由于简化了地址方案，所以在路由器上设置安全管理策略会更加容易。 

附图说明

图1为本发明中面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 

发明技术方案的基本思想是固定卫星网络节点设备的WAN口和LAN口地址，通过改变原有管理网络拓扑和增加信息转发和访问软件实现对SkyWAN卫星通信系统柔性网络的集中管理。 

如图1所示，每一个独立卫星网络的接入设备都有固定地址，并且与每一个网络管理系统的地址对应，例如，图中网络1管理系统连接卫星网络接入设备1，由于集线器属于物理层设备，无法跨接网络，所以网络1管理系统只能管理卫星通信网络1，网络2管理系统和网络n管理系统同样如此。唯一拥有全网管理权限的全网管理系统通过路由接入全网实施管理。但是由于每一个独立的卫星网络中所有节点设备的WAN口地址属于同一网段，路由在不同卫星网络中寻址同网段的WAN口地址时必然会遇到问题，导致全网管理系统无法正常连接WAN口。所以该方案中增加了一个信息转发和访问软件以解决该问题。全网管理系统安装信息访问软件，其他网络管理系统安装信息转发软件。由于全网管理系统的管理权限高于其他网管系统，所以可以通过信息访问软件连接信息转发软件获取WAN口信息。  

其中，该方法中加入了M&S动态访问代理软件，分为M端访问软件和S端代理软件。全网管理系统安装M(Master)端访问软件，所有子网管系统安装S(Slave)端代理软件。本软件通过建立支持多种应用的自动发现式端口动态映射算法和网管信息透明转发机制，将由M端访问软件发起的访问请求交由S端代理软件进行处理，并由S端代理软件判别可行条件、检测可用端口、返回处理信息给M端，从而为全网管理系统建立到达目标网络和设备的路径。操作者只能看见这条路径是否建立成功的结果，所有的实现逻辑对操作者都是透明的，与直接访问目标网络并无不同。 

所述M端访问软件的算法为： 

第一步：向{S1，S2，……Sn}发送ping或端口服务组播宣告，其中{S1，S2，……Sn}为所有子网管系统安装S端软件的集合； 

第二步：如果是ping宣告，等待{S1，S2，……Sn}应答，如果有应答则显示ICMP报文信息；如果无应答则显示无应答信息，并到第三步；如果是端口服务操作，等待{S1，S2，……Sn}应答信息，如果无应答显示无应答信息，并到第三步；；如果有应答并且是MAP信息，读取DATA字段，以Si地址启动服务，并 到第三步；；如果是ERROR信息，显示错误消息并到第三步； 

第三步：等待下一个操作，并结束流程； 

S端代理软件的算法为： 

第一步：{S1，S2，……Sn}侦听来自M端的组播信息； 

第二步：{S1，S2，……Sn}执行对于对应目标设备的探寻，如果由Si目标设备可达进入下一步，否则转到第七步，其中，{ N1，N2，……Nn }为协议格式中的IP字段； 

第三步：解析协议结构中的OPERATOR字段，如果是PING，执行对目标设备的ping操作，并向M端返回ICMP报文信息；如果是APP，读取DATA字段获取服务端口，并进入下一步； 

第四步：由Si向目标设备IP发送类型校验信息，判别目标设备是否是卫星接入设备，如果目标设备对于校验无应答，则向M端返回无应答信息，并转到第七步；如果有应答，执行设备类型校验，如果是卫星接入设备进入下一步；如果不是，向M端返回类型校验错误信息并转到第七步； 

第五步：Si查询映射列表，利用目标设备IP和服务端口查询是否已经为该访问建立了映射关系，如果是，向M端返回MAP信息，并将端口号赋值给DATA字段，转到第七步；否则，进入下一步； 

第六步：在Si中查询本机可用端口，并在建立远程设备IP和服务端口与Si本机IP和可用端口之间的映射成功之后，更新Si的端口映射列表，向M端返回MAP信息，转到第七步；如果映射失败，向M端返回ERROR信息，转到第七步； 

第七步：继续侦听组播信息，流程结束。 

该发明技术方案有以下优点： 

使用固定WAN口地址。由于采用了信息转发和访问软件，所以不需要对WAN口进行地址划分，以达到WAN口集中访问的目的。采用固定WAN口地址的方式，能够极大的降低网络维护的成本，提高管理效率。 

安全性高。该方案的物理网络管理界限清楚，每一个区域管理系统对应一个区域独立卫星通信网络，实施管理。只有全网管理系统才有物理网络条件访问全网WAN口和LAN口信息。同时由于简化了地址方案，所以在路由器上设置安全管理策略会更加容易。 

Claims (1)

1.一种面向SkyWAN卫星通信系统柔性网络集中管理的方法，其特征在于：每一个独立卫星网络的接入设备都设置固定地址，并且与每一个网络管理系统的地址对应；设置信息转发软件和信息访问软件，全网管理系统安装信息访问软件，其他网络管理系统安装信息转发软件，全网管理系统的管理权限高于其他网管系统，全网管理系统通过信息访问软件连接信息转发软件获取WAN口信息；

拥有全网管理权限的全网管理系统通过路由接入全网实施管理；

该方法中加入了M&S动态访问代理软件，分为M端访问软件和S端代理软件；全网管理系统安装M(Master)端访问软件，所有子网管系统安装S(Slave)端代理软件；

所述M端访问软件的算法为：

第一步：向{S1，S2，……Sn}发送ping或端口服务组播宣告，其中{S1，S2，……Sn}为所有子网管系统安装S端软件的集合；

第二步：如果是ping宣告，等待{S1，S2，……Sn}应答，如果有应答则显示ICMP报文信息；如果无应答则显示无应答信息，并到第三步；如果是端口服务操作，等待{S1，S2，……Sn}应答信息，如果无应答显示无应答信息，并到第三步；如果有应答并且是MAP信息，读取DATA字段，以Si地址启动服务，并到第三步；如果是ERROR信息，显示错误消息并到第三步；

第三步：等待下一个操作，并结束流程；

S端代理软件的算法为：

第一步：{S1，S2，……Sn}侦听来自M端的组播信息；

第二步：{S1，S2，……Sn}执行对于对应目标设备的探寻，如果由Si目标设备可达进入下一步，否则转到第七步，其中，{N1，N2，……Nn}为协议格式中的IP字段；

第三步：解析协议结构中的OPERATOR字段，如果是PING，执行对目标设备的ping操作，并向M端返回ICMP报文信息；如果是APP，读取DATA字段获取服务端口，并进入下一步；

第四步：由Si向目标设备IP发送类型校验信息，判别目标设备是否是卫星接入设备，如果目标设备对于校验无应答，则向M端返回无应答信息，并转到第七步；如果有应答，执行设备类型校验，如果是卫星接入设备进入下一步；如果不是，向M端返回类型校验错误信息并转到第七步；

第五步：Si查询映射列表，利用目标设备IP和服务端口查询是否已经为该访问建立了映射关系，如果是，向M端返回MAP信息，并将端口号赋值给DATA字段，转到第七步；否则，进入下一步；

第六步：在Si中查询本机可用端口，并在建立远程设备IP和服务端口与Si本机IP和可用端口之间的映射成功之后，更新Si的端口映射列表，向M端返回MAP信息，转到第七步；如果映射失败，向M端返回ERROR信息，转到第七步；

第七步：继续侦听组播信息，流程结束。