CN109495384A - 一种提高网络路由可靠性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高网络路由可靠性的方法和装置，涉及空间网络路由技术领域，用于提高空间网络路由的可靠性。该方法包括：获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，所述重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及所述发送节点与所述接收节点之间检查点的重传次数，所述发送节点为所述本节点，所述接收节点为所述相邻节点；若所述发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将所述同一接收节点视为失效节点并根据所述重传记录信息生成节点失效通告信息；将所述节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送所述节点失效通告信息。

Description

一种提高网络路由可靠性的方法和装置

技术领域

本发明涉及空间网络路由技术领域，尤其涉及一种提高网络路由可靠性的方法和装置。

背景技术

随着航空航天任务以及通信网络技术的不断发展，建立空间网络，为空间任务提供通信支持已经成为各国的研究热点。目前大量的研究集中在通过考虑空间节点存储空间、队列长度等因素降低传递时延以提升路由性能。对于空间网络路由可靠性的研究较少，在空间网络中空间节点极易受到能量耗尽、天线损坏以及电磁干扰等影响，从而导致节点失效。当节点失效时，将引起网络链路信息的变化，使得接触计划中配置的接触信息无法反应空间网络中的实际链路状况。由于空间网络路由协议依靠预先配置的接触计划计算路由，因此将导致路由失败，使路由可靠性降低。

发明内容

本发明的实施例提供一种提高网络路由可靠性的方法和装置，用于解决现有技术中由于节点失效导致的空间网络路由可靠性低的技术问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种提高网络路由可靠性的方法，该方法包括：

获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，所述重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及所述发送节点与所述接收节点之间检查点的重传次数，所述发送节点为所述本节点，所述接收节点为所述相邻节点；

若所述发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将所述同一接收节点视为失效节点并根据所述重传记录信息生成节点失效通告信息；

将所述节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送所述节点失效通告信息以便节点接收转发数据包时确定不包括所述失效节点的转发路径。

第二方面，本发明的实施例提供了一种提高网络路由可靠性的方法，该方法包括：

接收从发送节点发送的节点失效通告信息或节点恢复通告信息，所述节点失效通告信息中包括失效节点，所述节点恢复通告信息中包括恢复节点；

根据所述节点失效通告信息，将所述失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据所述节点恢复通告信息将所述恢复节点从所述节点失效记录列表中删除。

第三方面，本发明的实施例提供了一种提高网络路由可靠性的装置，该装置包括：

获取单元，用于获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，所述重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及所述发送节点与所述接收节点之间检查点的重传次数，所述发送节点为所述本节点，所述接收节点为所述相邻节点；

生成单元，用于若所述发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将所述同一接收节点视为失效节点并根据所述重传记录信息生成节点失效通告信息；

发送单元，用于将所述节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送所述节点失效通告信息以便节点接收转发数据包时确定不包括所述失效节点的转发路径。

第四方面，本发明的实施例提供了一种提高网络路由可靠性的装置，该装置包括：

接收单元，用于接收从发送节点发送的节点失效通告信息或节点恢复通告信息，所述节点失效通告信息中包括失效节点，所述节点恢复通告信息中包括恢复节点；

记录单元，用于根据所述节点失效通告信息，将所述失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据所述节点恢复通告信息将所述恢复节点从所述节点失效记录列表中删除。

第五方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如第一方面或第二方面所述的提高网络路由可靠性的方法。

第六方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面或第二方面所述的提高网络路由可靠性的方法。

第七方面，提供一种提高网络路由可靠性的装置，包括：处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器调用存储器存储的程序，以执行上述第一方面或第二方面所述的提高网络路由可靠性的方法。

本发明的实施例提供一种提高网络路由可靠性的方法和装置，通过预设重传次数的预设门限值来检测空间网络中的节点状态，保证节点的接触计划能够正确反映空间网络链路的真实状况，及时将失效节点排除在转发路径之外，使得空间任务能够顺利高效的展开，具有重要的理论意义和实际应用价值。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种提高网络路由可靠性的方法示意图一；

图2为本发明的实施例提供的一种提高网络路由可靠性的方法流程示意图二；

图3为本发明的实施例提供的一种提高网络路由可靠性的方法流程示意图三；

图4为本发明的实施例提供的一种提高网络路由可靠性的方法流程示意图四；

图5为本发明的实施例提供的一种提高网络路由可靠性的装置示意图一；

图6为本发明的实施例提供的一种提高网络路由可靠性的装置示意图二。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。

参考图1-图2所示，本发明的实施例提供了一种提高网络路由可靠性的方法，该方法包括步骤S101-S103：

S101、获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息。

空间网络中存在的链路误码率以及节点失效都会导致节点之间发生重传，链路误码率的典型值通常为10^-6，正常链路误码率下引起检查点连续多次重传的概率极低，因此为区分这两种情况，首先需要获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，根据该重传记录信息建立重传记录列表，该重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及该发送节点与该接收节点之间检查点的重传次数，该发送节点为该本节点，该接收节点为该本节点的相邻节点。该发送节点和接收节点用来识别当前通信的链路。重传次数则用来识别该数据块产生的检查点的重传次数。建立失效节点记录列表用于记录失效起始节点、失效终止节点以及失效终止时间。

由于基于LTP协议的检查点在传输过程中同时存在多个发送的数据块，如果只根据单个数据块的传输情况判断节点失效将引起检测时间的上升。因此，本实施例使用节点间属于同一数据块或者不同数据块的检查点的连续重传作为节点失效的标志，以降低节点失效的检测时间，提高检测效率。该重传记录列表还包括数据块的会话控制号，即Session号，Session号用来识别检查点所属的不同数据块。

动态的检测本节点与相邻节点之间是否存在重传的检查点，如果存在，则检测该失效节点记录列表中是否存在失效起始节点与失效终止节点分别与检查点的发送节点与接收节点相同的记录，如果存在则说明已经检测到该节点的失效问题，不对该检查点做处理。如果失效节点记录列表中不存在相同的记录，则检测该检查点的所属Session号在检查点重传记录列表中是否有记录，如果没有记录则说明该重传的检查点尚未记录，随后记录该检查点的发送节点、接收节点以及Session号，并将该检查点的重传次数标记为1；如果有记录，则说明该检查点已经发生过重传，此时在重传记录列表中将该检查点的重传次数加1。

S102、若该发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将该同一接收节点视为失效节点并根据该重传记录信息生成节点失效通告信息。

持续检测重传记录列表中记录的检查点信息，计算发送节点相同且接收节点也相同的检查点的重传次数，包括所有的Session号相同以及Session号不同的检查点。若该发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将该同一接收节点视为失效节点。并根据步骤S101获取的重传记录信息生成节点失效通告信息。

例如采用4颗卫星模拟空间节点，假设检查点的长度为L_checkpoint，回执的长度为L_report，空间网络中的正常链路误码率为q，则检查点传输出错的概率为回执传输出错的概率为当检查点在本节点与相邻节点之间的传输过程中发生错误时，相邻节点无法接收到检查点，因此无法发送回执，当检查点在重传定时器时间限制内未能接收到回执时将引起该检查点的重传。同样，当检查点传输正确，但回应该检查点的回执在传输过程中出错时也将引起检查点的重传。因此，检查点发生重传的概率为由于检查点的传输互相之间不受影响，则在传输过程中出现连续n个检查点重传的概率为空间网络中链路误码率的典型值通常为10-6，因此正常误码率下引起检查点连续多次重传的概率极低，属于同一Block或者不同Block的检查点发生连续10次重传的概率极小，这种情况在正常误码率影响下几乎不会发生，因此将预设门限值设为10，检查点的连续10次重传作为节点失效的标志。

S103、将该节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送该节点失效通告信息。

在失效节点记录列表记录该失效节点的节点失效信息，将失效起始节点记录为该失效节点的发送节点，失效终止节点记录为该失效节点的接收节点，失效终止时间设置为空间网络接触计划中该失效起始节点与失效终止节点之间的链路终止时间，同时将步骤S102生成的节点失效通告信息，封装在数据包中发往网络中的其他节点，并在失效节点记录列表中将相应的检查点记录清除。该节点失效通告信息用来向网络中除失效节点以外的其他节点通告检测到的失效节点信息，该节点失效通告信息包括失效起始节点、终止节点以及失效终止时间。

可选的，参考图1和图3，该提高网络路由可靠性的方法还包括步骤S110-S113：

S111、持续向该失效节点发送探测信息。

探测信息的生存时间设置为本节点与失效节点之间链路的剩余生存时间。如果该失效节点未恢复，则探测信息将继续重传，在数据的生存时间未到期之前，将一直存在重传的探测信息，如果节点恢复，则探测信息将可以发送成功。检查点以及该探测信息的重传周期为预设的重传定时器时间(LTP协议为检测点设置了重传定时器以保证检测点不会因为误码丢失而被丢弃)，通常重传定时器设置为节点间传播时延的两倍，以保证检测粒度。

S112、若接收到该失效节点的回执，则将该失效节点视为恢复节点，并生成节点恢复通告信息。

S113、将该恢复节点从本地的节点失效记录列表中删除并向除该恢复节点以外的其他节点发送承载节点恢复通告信息的数据包。

相应的，相邻节点接收从发送节点发送的节点失效通告信息或节点恢复通告信息。

当节点接收到从发送节点发送的数据包后，首先检测该数据包是否为发送到本节点的数据包，如果是，则继续判断该数据包是否为承载节点失效通告信息或节点恢复通告信息的数据包，该节点失效通告信息中包括失效节点，该节点恢复通告信息中包括恢复节点。

S104、根据该节点失效通告信息，将该失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据该节点恢复通告信息将该恢复节点从该节点失效记录列表中删除。

判断接收到的数据包是否为承载节点失效通告信息或节点恢复通告信息的数据包，如果是，则根据该节点失效通告信息，将该失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据该节点恢复通告信息将该恢复节点从该节点失效记录列表中删除。如果不是，则说明该数据包为正常数据，执行正常的数据接收流程即可。

可选的，参考图1和图4，该提高网络路由可靠性的方法还包括步骤S105-S109：

S105、接收从发送节点发送的转发数据包。

如果通过步骤S103判断得到该数据包不是发送到本节点的数据包，则说明该数据包为转发数据包，该转发数据包是指发往除本接收节点以外的其他接收节点的数据包。接收从发送节点发送的转发数据包。此时本接收节点需使用考虑节点失效状态的路由计算协议计算该数据包的转发路径。

S106、通过遍历接触计划确定该接触计划中网络路由的所有转发路径。

S107、根据该节点失效记录列表检测该转发路径中是否包括含失效节点的转发路径。

S108、去除该转发路径得到新的接触计划。

S109、根据该新的接触计划转发该转发数据包。

本发明的实施例提供一种提高网络路由可靠性的方法和装置，通过预设重传次数的预设门限值来检测空间网络中的节点状态，保证节点的接触计划能够正确反映空间网络链路的真实状况，及时将失效节点排除在转发路径之外，使得空间任务能够顺利高效的展开，具有重要的理论意义和实际应用价值。

参照图5中所示，本发明实施例提供了一种提高网络路由可靠性的装置，可以应用于如上所示的提高网络路由可靠性的方法。该提高网络路由可靠性的装置100包括：

获取单元111，用于获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，该重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及该发送节点与该接收节点之间检查点的重传次数，该发送节点为该本节点，该接收节点为该相邻节点。

生成单元112，用于若该发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将该同一接收节点视为失效节点并根据该重传记录信息生成节点失效通告信息。

发送单元113，用于将该节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送该节点失效通告信息以便节点接收转发数据包时确定不包括该失效节点的转发路径。

可选的，该发送单元113还用于：

持续向该失效节点发送探测信息；

将该恢复节点从本地的节点失效记录列表中删除并向除该恢复节点以外的其他节点发送该节点恢复通告信息。

该生成单元112还用于：

若接收到该失效节点的回执，则将该失效节点视为恢复节点，并生成节点恢复通告信息。

参照图6中所示，本发明实施例提供了一种提高网络路由可靠性的装置，可以应用于如上所示的提高网络路由可靠性的方法。该提高网络路由可靠性的装置100包括：

接收单元121，用于接收从发送节点发送的节点失效通告信息或节点恢复通告信息，该节点失效通告信息中包括失效节点，该节点恢复通告信息中包括恢复节点。

记录单元122，用于根据该节点失效通告信息，将该失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据该节点恢复通告信息将该恢复节点从该节点失效记录列表中删除。

可选的，该接收单元121还用于：

接收从发送节点发送的转发数据包，该转发数据包是指发往除本接收节点以外的其他接收节点的数据包。

该提高网络路由可靠性的装置100还包括：

确定单元123，用于通过遍历接触计划确定该接触计划中网络路由的所有转发路径；

检测单元124，用于根据该节点失效记录列表检测该转发路径中是否包括含失效节点的转发路径；

去除单元125，用于去除该转发路径得到新的接触计划；

转发单元126，用于根据该新的接触计划转发该转发数据包。

本发明的实施例提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使计算机执行如图2-图4中所述的提高网络路由可靠性的方法。

本发明的实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如图2-图4中所述的提高网络路由可靠性的方法。

本发明的实施例提供一种提高网络路由可靠性的装置，包括：处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器调用存储器存储的程序，以执行如图2-图4中所述的提高网络路由可靠性的方法。

由于本发明的实施例中的提高网络路由可靠性的装置、计算机可读存储介质、计算机程序产品可以应用于上述方法，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述方法实施例，本发明实施例在此不再赘述。

需要说明的是，上述各单元可以为单独设立的处理器，也可以集成在控制器的某一个处理器中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于控制器的存储器中，由控制器的某一个处理器调用并执行以上各单元的功能。这里所述的处理器可以是一个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者是特定集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

Claims (11)

1.一种提高网络路由可靠性的方法，其特征在于，包括：

获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，所述重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及所述发送节点与所述接收节点之间检查点的重传次数，所述发送节点为所述本节点，所述接收节点为所述相邻节点；

若所述发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将所述同一接收节点视为失效节点并根据所述重传记录信息生成节点失效通告信息；

将所述节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送所述节点失效通告信息以便节点接收转发数据包时确定不包括所述失效节点的转发路径。

2.根据权利要求1所述提高网络路由可靠性的方法，其特征在于，所述提高网络路由可靠性的方法还包括：

持续向所述失效节点发送探测信息；

若接收到所述失效节点的回执，则将所述失效节点视为恢复节点，并生成节点恢复通告信息；

将所述恢复节点从本地的节点失效记录列表中删除并向除所述恢复节点以外的其他节点发送所述节点恢复通告信息。

3.一种提高网络路由可靠性的方法，其特征在于，包括：

接收从发送节点发送的节点失效通告信息或节点恢复通告信息，所述节点失效通告信息中包括失效节点，所述节点恢复通告信息中包括恢复节点；

根据所述节点失效通告信息，将所述失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据所述节点恢复通告信息将所述恢复节点从所述节点失效记录列表中删除。

4.根据权利要求3所述提高网络路由可靠性的方法，其特征在于，所述提高网络路由可靠性的方法还包括：

接收从发送节点发送的转发数据包，所述转发数据包是指发往除本接收节点以外的其他接收节点的数据包；

通过遍历接触计划确定所述接触计划中网络路由的所有转发路径；

根据所述节点失效记录列表检测所述转发路径中是否包括含失效节点的转发路径；

去除所述转发路径得到新的接触计划；

根据所述新的接触计划转发所述转发数据包。

5.一种提高网络路由可靠性的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取本节点与相邻节点之间检查点的重传记录信息，所述重传记录信息包括发生检查点重传的发送节点、接收节点，以及所述发送节点与所述接收节点之间检查点的重传次数，所述发送节点为所述本节点，所述接收节点为所述相邻节点；

生成单元，用于若所述发送节点和同一接收节点之间检查点的重传次数大于等于预设门限值，则将所述同一接收节点视为失效节点并根据所述重传记录信息生成节点失效通告信息；

发送单元，用于将所述节点失效通告信息加入本地的节点失效记录列表，同时向除失效节点以外的其他节点发送所述节点失效通告信息以便节点接收转发数据包时确定不包括所述失效节点的转发路径。

6.根据权利要求5所述提高网络路由可靠性的装置，其特征在于，所述发送单元还用于：

持续向所述失效节点发送探测信息；

将所述恢复节点从本地的节点失效记录列表中删除并向除所述恢复节点以外的其他节点发送所述节点恢复通告信息；

所述生成单元还用于：

若接收到所述失效节点的回执，则将所述失效节点视为恢复节点，并生成节点恢复通告信息。

7.一种提高网络路由可靠性的装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收从发送节点发送的节点失效通告信息或节点恢复通告信息，所述节点失效通告信息中包括失效节点，所述节点恢复通告信息中包括恢复节点；

记录单元，用于根据所述节点失效通告信息，将所述失效节点加入本接收节点的节点失效记录列表，或者，根据所述节点恢复通告信息将所述恢复节点从所述节点失效记录列表中删除。

8.根据权利要求7所述提高网络路由可靠性的装置，其特征在于，所述接收单元还用于：

接收从发送节点发送的转发数据包，所述转发数据包是指发往除本接收节点以外的其他接收节点的数据包；

所述提高网络路由可靠性的装置还包括：

确定单元，用于通过遍历接触计划确定所述接触计划中网络路由的所有转发路径；

检测单元，用于根据所述节点失效记录列表检测所述转发路径中是否包括含失效节点的转发路径；

去除单元，用于去除所述转发路径得到新的接触计划；

转发单元，用于根据所述新的接触计划转发所述转发数据包。

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如权利要求1-2任一项或3-4任一项所述的提高网络路由可靠性的方法。

10.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-2任一项或3-4任一项所述的提高网络路由可靠性的方法。

11.一种提高网络路由可靠性的装置，其特征在于，包括：处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器调用存储器存储的程序，以执行如权利要求1-2任一项或3-4任一项所述的提高网络路由可靠性的方法。