CN103957121A - 一种面向空天信息网络的跨层tcp优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空天信息网络协议领域，尤其涉及一种面向空天信息网络的跨层TCP优化方法。本方法包括快速拥塞通知机制，由中继点本身来判断拥塞并且通过拥塞通知消息直接通知源节点；及面向业务的拥塞控制机制，中继节点判断造成拥塞的数据包的业务类型，根据不同的业务类型设置拥塞通知消息中的窗口减小方式，然后将拥塞通知消息发送给此业务的源节点，该源节点根据拥塞通知消息减小发送窗口。本发明方法能够快速发现网络拥塞、区分丢包原因，并且能够根据业务类型采取不同的发送窗口减小方式，能有效地提高数据传输效率，并且保障瓶颈链路资源的合理分配，实现TCP业务在无线、多跳长延时环境中的高效传输。

Description

一种面向空天信息网络的跨层TCP优化方法

技术领域

本发明涉及空天信息网络协议领域，尤其涉及一种面向空天信息网络的跨层TCP优化方法。

背景技术

空天信息网络是一种融合多种空基和天基通信系统的综合网络。其潜在的网络节点将包括各类飞行器、临近空间平台以及轨道高度、类型不同的各种卫星，它们共同构成空天一体化的网络系统，为各类空中以及地面的用户提供信息传输服务。在通信中继、环境和资源监测、应急通信、空间数据传输、异构网络融合等领域具有广阔的应用前景。

空天信息网络在数据传输方面具有以下特点：

(1)误码率高：网络采用无线信道进行传输，相对于有线信道，其误码率要高得多，一般认为误码率在10^-4到10^-6之间。

(2)传播延时长：各空间节点之间的距离远，数据的传播延时长。例如通过同步卫星进行数据转发的单向传播延时在250ms左右，即使是临近空间平台之间的传播延时也是不可忽略的。

(3)延时带宽积大：传播延时长并且数据传输技术向高速宽带化发展，造成大的延时带宽积。

(4)多跳传输：用户数据通过空间节点逐跳转发。

(5)业务多样性：由于空天信息网络应用范围广，所承载的业务也具有多样性。

TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议可以实现端到端的可靠传输和拥塞控制等功能，是目前各类通信网络中应用最为广泛的传输层协议。TCP协议的核心是通过接收端返回的ACK(Acknowledgement)确认信息判断数据是否被成功接收，通过调整发送端的发送窗口控制数据发送速率，进行拥塞控制。由于空天信息网络的上述特点，传统的TCP协议应用于空天信息网络会面临以下问题：

(1)拥塞发生时不能得到及时的缓解

目前的TCP方案中，TCP源端主要是通过两种方法对网络的拥塞进行感知：一种是基于源端RTO(retransmit time out)计时器，当RTO计时器超时，TCP源端判断网络产生了拥塞并减小发送窗口，这至少需要经历一个RTT(round trip times)；另一种是基于返回的ACK，利用ACK的间隔或其中的附加消息来判断拥塞，从中继节点产生拥塞，到TCP源端感知到拥塞，至少需要经过1/2个RTT，并且拥塞节点越接近源端，所需的反应时间越长。

在空天信息网络中，由于节点距离远，传播延时长，RTT和RTO都比传统网络中大得多，因此发送端不能立即对拥塞作出反应。由于网络的延时带宽积比较大，在这个比较长的反应时间中，更多的数据被发送到信道，造成了拥塞的加剧。

(2)高误码率降低了TCP的传输效率

在有线网络中，数据包的丢失都是由拥塞造成的，所以当RTO计时器超时，发送端认为网络发生了拥塞，减小发送窗口，降低数据的发送速率。但是在无线网络中，由于误码率较高，数据包的丢失很大一部分是由于误码造成的，此时发送端没有必要减小发送窗口降低发送速率。传统的TCP协议无法区分数据包丢失的原因，会经常不必要地减小发送窗口，降低了数据传输效率。

(3)拥塞控制方法不适应业务多样性

空天信息网络中的业务具有多样性，主要可分为三种类型：紧急业务、宽带业务和尽力而为业务。其中紧急业务通常是一些数据量小但是比较紧急的控制、指令和语音等信息，需要尽快传输；宽带业务包括文件下载、视频点播等数据量大，需要占用较大带宽的业务；尽力而为业务是指网页浏览、电子邮件、短信等对延时、带宽等没有严格要求的业务。在传统的TCP拥塞控制方法中，当发生拥塞时，所有业务采用同样的机制减小发送窗口，瓶颈链路的资源在不同类型的业务之间平均分配，不利于对业务需求的保障。

现有的一些TCP优化方法针对无线环境和卫星链路对TCP进行了改进。主要通过增大初始窗口、发送哑元信息、区分丢包原因等方法提高TCP在误码率高、往返延时大的环境下的性能。但是现有方法没有解决TCP在多跳长延时环境中的问题，并且在多种业务共存的情况下，不能保障瓶颈链路带宽的合理分配，不能完全适应空天信息网络的特点。

针对空天信息网络的TCP协议应能够尽快发现网络中的拥塞；能够区分造成丢包的原因，避免不必要地减小发送窗口；能够在发生拥塞时，根据业务特点合理分配瓶颈链路的带宽。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种面向空天信息网络的跨层TCP优化方法，通过设计快速拥塞通知机制和面向业务的拥塞控制机制，对数据传输过程中的拥塞发现和拥塞控制环节进行优化，能够快速发现网络拥塞、区分丢包原因，并且能够根据业务类型采取不同的发送窗口减小方式。

本发明采取的技术方案为提供一种面向空天信息网络的跨层TCP优化方法,包括快速拥塞通知机制：所述快速拥塞通知机制是由中继节点本身来判断拥塞并且通过拥塞通知消息直接通知源节点；

面向业务的拥塞控制机制：所述面向业务的拥塞控制机制是将有限的瓶颈链路资源更多地分配给高优先级业务，当某中继节点发生拥塞时，该节点判断当前造成拥塞的数据包的业务类型，根据不同的业务类型设置拥塞通知消息中的“窗口减小方式”，然后将拥塞通知消息发送给此业务的源节点，该源节点根据拥塞通知消息减小发送窗口；

所述方法利用拥塞通知消息、RTO计时器和重复的ACK来区分丢包的原因。

作为本发明的进一步改进，所述中继节点在接收到需要转发的数据包时，查看自身转发队列的状态，判断是否发生拥塞，所述拥塞的判断采用RED队列管理方法，该方法为当RED随机标记需要丢弃的数据包时，中继节点继续发送此数据包，同时向源节点发送拥塞通知消息；源节点收到拥塞通知消息后进行拥塞控制，通过减小发送窗口降低发送速率。

作为本发明的进一步改进，所述丢包原因判断方法如下，

如果没有拥塞通知消息，代表网络中没有拥塞；如果收到拥塞通知消息，减少发送窗口；

如果RTO计时器超时，或者收到重复的ACK，可以判断丢包的原因是由误码造成的，TCP源节点将重传未被确认的数据，不减少发送窗口。

作为本发明的进一步改进，中继节点的拥塞通知以及源节点的拥塞判断过程是：中继节点保存一个“拥塞标识”，用来表示转发队列当前是否拥塞。当接收到的待转发数据包造成拥塞时，如果“拥塞标识”为“否”，则表示该数据包造成了新的拥塞，将“序列号”加1，并发送拥塞通知消息；如果“拥塞标识”为“是”则只发送拥塞通知消息，“序列号”不变。由于造成中继节点拥塞的数据包可能来自不同的TCP源节点，采用此方法可以通知所有造成中继节点拥塞的TCP源节点；

作为本发明的进一步改进，所述源节点为每个中继节点保存一个“最大序列号”，收到拥塞通知消息后，根据其中的“拥塞节点”、“序列号”和自身保存的“最大序列号”来判断此拥塞通知消息是否代表了一个新的拥塞事件。

作为本发明的进一步改进，所述新的拥塞事件的判断过程如下：当拥塞通知消息中的“序列号”大于“最大序列号”，可以确定发生拥塞，将“最大序列号”设置为拥塞通知消息中的“序列号”，并减小发送窗口；

当拥塞通知消息中的“序列号”小于“最大序列号”，不需要对此拥塞通知消息做任何操作。

作为本发明的进一步改进，所述业务类型分为三种：实时业务、宽带业务、尽力而为业务，根据当前造成拥塞的数据包的业务类型设置拥塞通知消息中的“窗口减小方式”。

作为本发明的进一步改进，所述拥塞通知消息包括

“消息类型”代表此消息为拥塞通知消息；

“拥塞节点”是指发生拥塞的节点；

“TCP源端”是指造成当前拥塞的数据包的源节点；

及“序列号”是此拥塞通知消息的序号。

作为本发明的进一步改进，当引起拥塞的数据包是实时业务时，即最高优先级，“窗口减小方式”为方式4；当引起拥塞的数据包是宽带业务，即中等优先级，“窗口减小方式”为方式3；当引起拥塞的数据包是尽力而为业务时，拥塞节点要查找转发队列中是否有更高优先级，如果有，“窗口减小方式”为方式2，如有没有，“窗口减小方式”为方式1。

作为本发明的进一步改进，所述“窗口减少方式”包括调整发送窗口和慢启动门限，所述调整发送窗口和慢启动门限分为下列四种方式：

方式1: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{\mathrm{CW}}{2},2\}\\ \mathrm{cwnd}=1\end{array}\right.---\left(1\right)$

方式2: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{\mathrm{CW}}{4},2\}\\ \mathrm{cwnd}=1\end{array}\right.---\left(2\right)$

方式3: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{\mathrm{CW}}{2},2\}\\ \mathrm{cwnd}=\mathrm{ssthresh}\end{array}\right.---\left(3\right)$

方式4: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{3\mathrm{CW}}{4},2\}\\ \mathrm{cwnd}=\mathrm{ssthresh}\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，CW是当前的发送窗口，ssthresh是慢启动门限，cwnd是执行拥塞控制后使用的发送窗口。

本发明的有益效果是：通过快速拥塞通知机制加快TCP源节点对拥塞的反应速度，同时避免由于误码丢包而减小发送窗口，提高数据传输效率；通过面向业务的拥塞控制机制实现瓶颈链路资源在不同类型业务间的合理分配，综合解决为TCP协议在无线、多跳、长延时的空天信息网络环境中遇到的多种问题提供了一种可行的方法。

附图说明

图1是本发明面向空天信息网络的跨层TCP优化方法中跨层优化模式图；

图2是本发明面向空天信息网络的跨层TCP优化方法中拥塞通知消息结构示意图；

图3是本发明面向空天信息网络的跨层TCP优化方法中丢包原因判断流程图；

图4是本发明面向空天信息网络的跨层TCP优化方法快速拥塞通知流程图；

图5是本发明面向空天信息网络的跨层TCP优化方法中拥塞通知及判断过程流程图；

图6是本发明面向空天信息网络的跨层TCP优化方法中窗口减少方式设置流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明提出了一种面向空天信息网络的跨层TCP优化方法——TCP-CLASN(TCP-cross-layer Optimization for AerospaceNetwork)，利用应用层、传输层和网络层的协作，对TCP数据传输过程中的拥塞发现和拥塞控制环节进行优化。本方法包括快速拥塞通知机制和面向业务的拥塞控制机制，通过快速拥塞通知机制，利用拥塞节点直接向源节点发送拥塞通知消息，解决多跳长延时环境下的拥塞发现问题；通过面向业务的TCP拥塞控制，解决瓶颈链路资源在不同类型业务之间的合理分配问题。本发明方案通过网络跨层设计实现网络协议栈中的应用层、传输层和网络层的协作和信息共享，完成快速拥塞通知和面向业务的拥塞控制。

1跨层优化模型

本发明中的跨层优化模型描述了层间信息的共享和数据包传递，以及各层主要功能，如图1所示。

其中，应用层的任务是对所传输的业务进行分类，确定业务类型；传输层的任务是根据收到的拥塞通知消息进行拥塞控制，调整发送窗口；网络层的任务是判断拥塞以及拥塞发生时的队列情况，向TCP源端发送拥塞通知消息。实线表示层间信息的共享和传递，包括业务源端的应用层向网络层传递业务类型信息以及拥塞节点的网络层向源端的传输层发送拥塞通知消息；虚线表示普通数据包在各层之间的传输。

2快速拥塞通知机制

(1)丢包原因区分

在空天信息网络中，数据采用无线信道传输，网络的丢包原因主要包括拥塞和误码。当网络因拥塞产生丢包时，需要通过降低数据发送速率来缓解拥塞；当网络因误码产生丢包时，需要尽快重传数据，而不必降低发送速率。虽然数据传输过程中还可能因节点的动态变化造成切换而丢包，但是其处理过程与误码丢包相同，因此将此类丢包按照误码丢包来处理。

TCP-CLASN利用拥塞通知消息、RTO计时器和重复的ACK来区分丢包的原因，其中拥塞通知消息如图2所示。拥塞通知消息由发生拥塞的中继节点产生，属于网络层的控制信息，直接通过延时最短的路径快速发送给该TCP业务的源节点。

在TCP-CLASN中，网络中所有的拥塞都用拥塞通知消息来表示，如果没有拥塞通知消息，代表网络中没有拥塞。此时如果RTO计时器超时，或者收到重复的ACK，丢包一定是由于误码造成的。所以当RTO计时器超时或者收到重复ACK时，TCP源节点将重传未被确认的数据，但由于此时没有拥塞发生，所以不减小发送窗口，避免降低数据的传输效率。TCP源端对于丢包原因的区分和后续操作如图3所示。

(2)拥塞通知及判断

TCP-CLASN的快速拥塞通知机制是通过中继节点本身来判断拥塞并且直接通知源节点，相对于传统的TCP协议和利用ACK进行判断的改进方法，快速拥塞通知机制加快了源节点对于拥塞的反应速度，图4所示为快速拥塞通知的示意图。

中继节点在接收到需要转发的数据包时，查看自身转发队列的状态，判断是否发生拥塞。拥塞的判断与队列管理方法有关，采用RED等主动队列管理方法能够在队列溢出之前预防拥塞。TCP-CLASN是一种快速的显式拥塞通知方法，因此参考典型的显式拥塞通知方法TCP-ECN，采用RED队列管理。当RED随机标记需要丢弃的数据包时，中继节点继续发送此数据包，同时向源节点发送拥塞通知消息。源节点收到拥塞通知消息后进行拥塞控制，通过减小发送窗口降低发送速率。

在拥塞通知消息中，“消息类型”代表此消息为拥塞通知消息，“拥塞节点”是指发生拥塞的节点，“TCP源端”是指造成当前拥塞的数据包的源节点，“序列号”是此拥塞通知消息的序号，对于每个节点，每当产生一次新的拥塞，消息中的序号加1，“窗口减小方式”根据不同业务进行设置，源节点收到拥塞通知消息后，根据窗口减小方式进行拥塞控制。“窗口减小方式”具体设置方法将在面向业务的拥塞控制方法中进行说明。

TCP-CLASN中，中继节点的拥塞通知以及源节点的拥塞判断过程如图5所示。中继节点保存一个“拥塞标识”，用来表示转发队列当前是否拥塞。当接收到的待转发数据包造成拥塞时，如果“拥塞标识”为“否”，则表示该数据包造成了新的拥塞，将“序列号”加1，并发送拥塞通知消息；如果“拥塞标识”为“是”则只发送拥塞通知消息，“序列号”不变。由于造成中继节点拥塞的数据包可能来自不同的TCP源节点，采用此方法可以通知所有造成中继节点拥塞的TCP源节点。

为便于TCP源节点判断自身的数据是否造成网络新的拥塞，TCP源节点为每个中继节点保存一个“最大序列号”，当收到拥塞通知消息时，根据信息中的“拥塞节点”、“序列号”和自身保存的“最大序列号”判断此消息是否代表了一个新的拥塞事件，避免同一个TCP源节点对同一次拥塞进行重复处理。

3面向业务的拥塞控制机制

TCP-CLASN将主要的三种业务类型划分为三个优先等级。其中实时业务具有最高的优先级，宽带业务具有中等优先级，尽力而为业务优先级最低。在不同类型的业务使用同一条瓶颈链路进行传输时，TCP-CLASN将有限的瓶颈链路资源更多地分配给高优先级业务。当拥塞发生时，优先级越高的业务，TCP发送窗口减小的程度越小，从而更多地占用带宽资源。

TCP-CLASN在传统TCP拥塞控制方法的基础上，面向不同业务类型设计了四种方式来调整发送窗口和慢启动门限：

方式1: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{\mathrm{CW}}{2},2\}\\ \mathrm{cwnd}=1\end{array}\right.---\left(1\right)$

方式2: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{\mathrm{CW}}{4},2\}\\ \mathrm{cwnd}=1\end{array}\right.---\left(2\right)$

方式3: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{\mathrm{CW}}{2},2\}\\ \mathrm{cwnd}=\mathrm{ssthresh}\end{array}\right.---\left(3\right)$

方式4: $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ssthresh}=\max \{\frac{3\mathrm{CW}}{4},2\}\\ \mathrm{cwnd}=\mathrm{ssthresh}\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，CW是当前的发送窗口，ssthresh是慢启动门限，cwnd是执行拥塞控制后使用的发送窗口。其中“方式1”是传统TCP在发生RTO超时后的拥塞控制方式，以此方式为基准，考虑到发生拥塞时高优先级的业务应该采用较大的发送窗口，低优先级业务应该采用较小的发送窗口，设计相应业务的窗口调整方式。

当某中继节点发生拥塞时，该节点判断当前造成拥塞的数据包的业务类型，根据不同的业务类型设置拥塞通知消息中的“窗口减小方式”，然后将拥塞通知消息发送给此业务的源节点。特别地，当引起拥塞的数据包是尽力而为业务时，拥塞节点要查找转发队列中是否有更高优先级的业务。如果有更高优先级的业务，为了对其进行保障，尽力而为业务按照方式2进行拥塞控制。如果没有更高优先级的业务，意味着多个尽力而为的业务在竞争瓶颈链路，此时按照方式1进行拥塞控制。其过程如图6所示。

TCP源节点收到新的有效的拥塞通知消息后，根据消息中的“窗口减小方式”设置发送窗口和慢启动门限并执行拥塞控制过程，然后继续按传统TCP协议的方法执行慢启动或者拥塞避免过程，逐步增加发送窗口。

在TCP-CLASN中，对于是否拥塞以及发生拥塞时该节点的队列情况由实际发生拥塞的中继节点本身来判断，避免了TCP源端基于RTO计时器或者ACK时间间隔等估计性方法产生的拥塞误判。并且TCP源端能够快速得知此判断结果，进行相应的拥塞控制。有助于提高TCP业务的传输效率和对业务需求的保障。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

A、普通节点损坏时的网络维护，采用局部路由重建和全局路由重建相结合的方式，所述局部重建是通过从上游节点到目的节点的局部路由重建，所述全局路由重建是通过管理卫星来更新网络状态，在全网进行全局的路由重建；

B、关键节点损坏时的网络维护，通过中轨卫星层的多颗卫星共同承担管理卫星的任务；

C、节点拥塞时的网络维护，通过额外代价的设置避免其转发更多的数据，并通过强制路由保持原有业务的传输路径。

2.根据权利要求1所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：所述步骤A包括以下步骤

A1、在所有骨干节点更新NIB之前，采用局部重建的路由来传输数据；

A2、在网络中各骨干节点更新NIB之后，根据新的NIB绕开失效的链路和节点来计算路由。

3.根据权利要求2所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：当骨干节点i发现其与节点j之间的链路(i,j)失效时，所述步骤A2包括以下步骤：

A20、(i,j)的上游节点i发起网络维护过程，上游节点i更新自身的网络状态信息库NIB，将(i,j)这条链路的额外代价设为Ai_j＝∞，重新计算业务传输的路径，并按照新的路径转发数据；

A30、上游节点i向管理卫星发送失效消息ERROR，启动全局路由重建过程，管理卫星收到ERROR后，在NIB中将(i,j)这条链路的额外代价设为A_ij＝∞，将计算结果通过管理卫星发送到各个骨干节点；

A40、上游节点i在发送ERROR消息之后，周期性地发送HELLO消息。

4.根据权利要求3所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：所述步骤A40包括以下分步骤：

A41：如果i到j的链路恢复并且稳定，上游节点i向管理卫星发送一个链路恢复消息RECOVER，管理卫星收到RECOVER消息后重置NIB中(i,j)这条链路的额外代价为A_ij＝0，并将NIB的更新部分发送给各骨干节点；

A42：如果节点j与所有邻居之间的链路都失效，则网络判断节点j损坏，将其从NIB中删除，减少路由计算时的计算量，并且邻居节点也停止发送HELLO消息，减少不必要的开销；

A43：如果节点j从故障中恢复，通过广播HELLO消息来通知邻居节点。

5.根据权利要求1所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：所述步骤B包括以下分步骤：

B1.当某节点i发现链路其与管理卫星之间的链路(i,g)失效时，i在与自身相连的中轨卫星中选择连接度最大的一个m_i作为管理节点，将需要发送给g的控制信息发送给m_i，由m_i完成此次控制信息的转发，其中节点连接度根据NIB来获得；

B2.m_i在收到i发来的控制信息后，判断出链路(i,g)失效，将控制信息广播给其连接的所有骨干节点；

B3.骨干节点收到卫星失效通知后，当有网络状态更新时，选择与自身相连的节点连接度最大的中轨卫星传输控制信息，当同步卫星从故障中恢复，或者备份卫星开始工作，则中轨卫星层广播同步卫星恢复通知，网络恢复正常状态。

6.根据权利要求1所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：所述节点拥塞时的网络维护是根据节点队列长度不同状态对节点的拥塞进行判断和网络维护操作，所述节点拥塞包括无拥塞状态、拥塞避免状态及拥塞状态。

7.根据权利要求6所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：所述队列长度包括最小队列长度min_th、最大队列长度max_th、平均队列长度q_avg、总队列q_lim；当q_avg小于min_th时，为无拥塞状态，不丢弃数据包；当q_avg在minth与maxth之间时，为拥塞避免状态，以一定的概率随机丢弃数据包；当q_avg大于max_th时，为拥塞状态，丢弃新到的数据包。

8.根据权利要求6所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：节点的拥塞状态通过ERROR、WARRING和RECOVER等消息发送给管理卫星，并通过额外代价的设置将拥塞状态反映到NIB中；

对所有链路(j,i)∈G，链路的额外代价根据队列长度设置：

$A_{\mathrm{ji}}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{0,0}\&le;q_{\mathrm{avg}}\&le;{\min }_{\mathrm{th}}\\ D_G,{\min }_{\mathrm{th}}<q_{\mathrm{avg}}<{\max }_{\mathrm{th}}\\ \&infin;,{\max }_{\mathrm{th}}\&le;q_{\mathrm{avg}}\&le;q_{\lim }\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中D_G为采用同步卫星进行转发时的链路传播延时。

9.根据权利要求6所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：

所述步骤C包括以下分步骤：

C1、当节点处于无拥塞状态时，无需进行维护，网络根据NIB计算路由，正常转发数据，如果节点是从其他状态变为无拥塞状态，则向管理卫星发送RECOVER消息，其中的“链路源端”和“链路目的端”都设为该节点，网络按更新的NIB正常转发数据；

C2、当节点i处于拥塞避免状态时，网络应避免该节点转发更多的业务，但目前正在转发的业务可以继续。该骨干节点向管理卫星发送一个WARRING消息，其中包含当前所转发信息的列表。管理卫星收到WARRING之后，将NIB中所有目的端为i的链路的额外代价设为采用同步卫星进行转发时的链路传播延时D_G。即对所有链路(j,i)∈G，有A_ji＝D_G；

C3、当节点i处于拥塞状态，则发送ERROR消息，使所有业务避开此节点。

10.根据权利要求6所述的面向空天信息网络的网络维护方法，其特征在于：所述NIB由链路传播延时和链路额外代价构成，将整个网络抽象为一个加权有向图G(V,E)。其中V是图的顶点，表示网络中骨干节点的集合，V＝{V₁,V₂,…,V_n}；E是图的边，表示骨干节点之间的链路，E＝{(V₁,V₂),(V₁,V₃),…,(V_i,V_j)}，NIB可表示为由e_ij构成的邻接矩阵N，如公式(2)所示；

$N=\left(\begin{array}{ccc}{e}_{11}& K& e_{1n}\\ M& O& M\\ e_{n1}& L& e_{\mathrm{nn}}\end{array}\right)---\left(2\right)$

其中e_ij为每一条边的权值，代表链路(V_i,V_j)的状态，是由该链路的传播延时以及额外代价构成的向量。设D_ij表示从V_i到V_j的链路传播延时，A_ij为从V_i到V_j的链路额外代价，则e_ij＝(D_ij,A_ij)。