CN113259250A - 基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置，根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，该规划表中包括卫星网络内的各链路的标识、生效起始时间和/或生效结束时间，并向连接的卫星发送链路更新规划表。各卫星根据该链路更新规划表分别独立更新LSDB，不需要通过泛洪方式发送LSA报文更新LSDB，节省了链路开销，且缩短了路由收敛的时间，提高了卫星网络的稳定性。另外，当检测到链路断开时，先将检测到的链路状态与LSDB中的状态进行比较，若相同则说明链路通断为正常通断，不泛洪通知；若不同则说明链路通断为非正常通断，进行泛洪通知，该抑制泛洪的机制减少了LSA报文的发送，节省了链路开销。

Description

基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置。

背景技术

卫星通信是一种理想的长距离通信方式，适合人口稀疏地区通信，能够满足洲际、国家间、地区间、国内各城市间数据通信的需要，应用领域极其广泛。

卫星在正常运行时，卫星网络的拓扑结构会因天体的运行而发生改变。卫星一般采用标准的开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，简称OSPF)协议进行通信，当卫星网络的拓扑结构发生变化时，将会触发全网链路状态数据库(Link StateDataBase，简称LSDB)的更新，进入路由收敛过程。其中，LSDB用于存储链路状态报告(LinkState Advertisement，简称LSA)。具体的，当某个卫星检测到链路发生变化时，该卫星会将链路的变化信息整合到LSA报文中，向所有端口进行泛洪转发，以便将链路的变化信息通知给卫星网络内的所有卫星，各卫星接收到LSA报文后，根据LSA报文中包括的链路的变化信息更新本地存储的LSDB，从而能够保证各卫星维护的LSDB的一致性。

但是，上述路由收敛过程中，可能会存在路由无法收敛或者路由收敛慢的问题，路由无法收敛会导致卫星网络内的各卫星维护的LSDB不一致，路由收敛慢也会导致整个路由收敛过程中卫星网络内的各卫星维护的LSDB不一致，各卫星的LSDB不一致会导致用户无法使用链路进行正常通信，降低了网络性能。

发明内容

本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置，用以解决卫星网络内路由收敛慢的问题。

第一方面，本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法，应用于卫星，所述方法包括：

获取链路更新规划表，所述链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间，所述链路更新规划表是根据所述卫星网络内的各卫星的星历生成的；

根据所述链路更新规划表更新链路状态数据库，所述链路状态数据库用于存储所述各卫星对应的链路状态报告LSA。

可选的，所述根据所述链路更新规划表更新链路状态数据库，包括:

当所述卫星的链路的生效起始时间达到时，将链路增加到所述卫星对应的LSA中；

当所述卫星的链路的生效结束时间达到时，将链路从所述卫星对应的LSA中删除；

当所述卫星对应的LSA增加或者删除完成后，重新为所述链路状态数据库中的链路计算路由。

可选的，当所述卫星的链路的生效起始时间达到时，将链路增加到所述卫星对应的LSA中，当所述卫星的链路的生效结束时间达到时，将链路从所述卫星对应的LSA中删除，包括：

根据所述链路更新规划表生成链路的自更新事件，所述自更新事件为添加链路事件或者删除链路事件；

为待处理的自更新事件启动定时器，所述定时器的定时周期为所述待处理的自更新事件的生效时间与当前系统时间的差值，当所述待处理的自更新事件为添加链路事件时，所述待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效起始时间，当所述待处理的自更新事件为删除链路事件时，所述待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效结束时间；

当所述定时器的定时周期结束时，执行所述待处理的自更新事件，以更新所述卫星对应的LSA；

在所述待处理的自更新时间处理完成后，删除所述定时器。

可选的，所述方法还包括：

当检测到第一链路断开时，判断检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态是否相同；

当检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态相同时，取消通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态；

当检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态不相同时，更新所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态，并通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态。

可选的，所述判断检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态是否相同，包括：

根据所述第一链路状态，生成所述卫星对应的新的链路状态报告LSA，判断所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA是否相同；

当所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA相同时，确定所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态相同；

当所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA不相同时，确定所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态不相同；

所述更新所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态，并通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态，包括：

将所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA更新为所述新的LSA；

通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述新的LSA。

可选的，所述获取链路更新规划表，包括：

接收地面站或者相邻卫星发送的所述链路更新规划表；

所述方法还包括：

向所述地面站发送确认消息，所述确认消息用于确认收到了所述链路更新规划表；

通过泛洪方式将所述链路更新规划表发送给邻居节点。

第二方面，本发明提供一种基于星历卫星链路状态数据库的更新方法，应用于地面站，所述方法包括：

根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，所述链路更新规划表中包括所述卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间；

向连接的卫星发送所述链路更新规划表。

可选的，所述方法还包括：

接收所述连接的卫星发送的确认消息，所述确认消息用于确认收到了所述链路更新规划表；

当在预设时间内未收到所述连接的卫星发送的确认消息，则向所述连接的卫星重新发送所述链路更新规划表。

第三方面，本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新装置，包括：执行本发明第一方面所述方法的功能模块。

第四方面，本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新装置，包括：执行本发明第二方面所述方法的功能模块。

第五方面，本发明提供一种卫星，包括：至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如本发明第一方面所述的方法。

第六方面，本发明提供一种地面站，包括：至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如本发明第一方面所述的方法。

第七方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如本发明第一方面所述的方法。

第八方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如本发明第二方面所述的方法。

第九方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的方法。

第十方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如本发明第二方面所述的方法。

本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置，地面站根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，该链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息、生效起始时间和/或生效结束时间，并向连接的卫星发送链路更新规划表。各卫星根据该链路更新规划表分别独立更新LSDB，各卫星之间不需要通过泛洪方式发送LSA报文更新LSDB，节省了链路开销，且缩短了路由收敛的时间，从而使得卫星网络内的路由收敛能够快速完成，提高了卫星网络的稳定性。另外，当检测到链路断开时，先将检测到的链路状态与LSDB中的状态进行比较，若相同则说明链路通断为正常通断，不泛洪通知；若不同则说明链路通断为非正常通断，泛洪通知网络内的其他卫星。该抑制泛洪的机制减少了LSA报文的发送，一定程度上节省了链路开销。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例一提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的卫星链路状态数据库的更新方法的流程图；

图3为生成链路的自更新事件的示意图；

图4为OSPFv2标准的LSA格式的示意图；

图5为删除链路事件的处理流程的示意图；

图6为添加链路事件的处理流程的示意图；

图7为本发明实施例三提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法的流程图；

图8为本发明实施例四提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新装置的结构示意图；

图9为本发明实施例五提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新装置的结构示意图；

图10为本发明实施例六提供的卫星的一种结构示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

卫星网络的最大优势便是无视地形与距离的覆盖能力，只需要三颗相隔120°的地球静止轨道(the geostationary orbit，简称GEO)卫星，就能实现信号全球覆盖。因此，卫星通信网络能够以低成本、高覆盖率的优势满足网络覆盖薄弱地区的通信需求。

卫星还包括非静止轨道卫星，非静止轨道卫星是指除了静止轨道卫星之外的其他卫星，在非静止轨道卫星移动通信系统中，由于卫星相对于地面的高速移动和用户终端的移动性，一次通信过程可能经历多次的切换。非静止轨道卫星在正常运行时，由于卫星处于运动状态，天体运行随时间而变，卫星网络的拓扑结构也会因为天体的运行而发生改变，而静止轨道卫星组成的卫星网络的拓扑结构不会发生变化，所以，本发明实施例提供的方法都适用于非静止轨道卫星。

当前卫星一般采用OSPF协议进行通信，当卫星网络的拓扑结构发生变化时，将会触发全网LSDB的更新，进入路由收敛过程。其中，LSDB用于存储卫星LSA。具体的，当某个卫星检测到链路发生变化时，该卫星会将链路的变化信息整合到LSA报文中，向所有端口进行泛洪转发，以便将链路的变化信息通知给卫星网络内的所有卫星，各卫星接收到LSA报文后，根据LSA报文中包括的链路的变化信息更新本地存储的LSDB，从而能够保证各卫星维护的LSDB的一致性。

但是，上述路由收敛过程中，可能会存在路由无法收敛或者路由收敛慢的问题。为了解决路由收敛问题，本发明提供一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法，卫星星历用于描述卫星各时间的位置和速度等参数，卫星星历能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星、飞行体的时间、位置、速度等运行状态，能将卫星置于三维的空间，用时间立体描绘卫星的过去、现在和将来。所以，地面站能够依据星历，预测各卫星在卫星周期内各时间点的位置和速度，从而能够预测得到卫星网络的在卫星周期内的拓扑信息，根据预测得到的卫星网络的拓扑信息生成链路更新规划表，将链路更新规划表发送给各卫星，各卫星根据链路更新规划表自行更新LSDB，不需要通过发送LSA报文更新LSDB，节省了链路开销，且缩短了路由收敛的时间。

图1为本发明实施例一提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法的流程图，该方法应用于地面站中，如图1所示，本实施例提供的方法包括以下步骤。

S101、根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间或者生效结束时间。

链路更新规划表也称为建链规划表，或者其他名称，本实施例不对此进行限制。链路更新规划表中包括各卫星上的链路的标识信息，一个卫星可能存在一个或者多个链路，一个链路是指从本端卫星的一个端口至对端卫星的一个端口所形成的路径。每个卫星有唯一的标识，一个卫星上各端口也有端口标识，一个链路的标识信息可以由本端卫星的标识、对端卫星的标识、卫星的端口号组成，其中卫星的端口号是指本端卫星的端口号。也可以为链路设置专用标识，该专用标识不同于本端卫星的标识、对端卫星的标识、卫星的端口号组成的标识，并建立该专用标识与本端卫星的标识、对端卫星的标识卫星的端口号的对应关系。

卫星网络内的链路是动态变化的，在卫星运动周期内，有些链路可能会失效，也可能新增一些链路，所以链路更新规划表中还包括卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间，当链路的生效起始时间到达时，将该链路增加到LSDB中，当链路的生效结束时间到达时，将链路从LSDB中删除。

其中，在一个卫星周期内，一条链路可能有完整的生存周期，即从链路建立到链路断开，相应的，链路更新规划表中包括该链路的生效起始时间和生效结束时间，链路的生效起始时间可以认为是链路的建立时间，链路的生效结束时间可以认为是链路的断开时间。链路也可能没有完整的生存周期，例如，一条链路可能在前一个卫星周期内建立，但是在当前卫星周期内断开，或者，一条链路可能在当前卫星周期内建立，但是在后一个卫星周期内断开，针对以上两种情况，链路更新规划表中可能只包括该链路的生效起始时间或者生效结束时间，相应的，另一个生效时间的值可能是缺省或者默认值。

各卫星根据链路更新规划表独立维护自身的LDSB，各卫星基于相同的链路更新规划表更新LDSB，从而能够保证各卫星的LDSB一致。由于各卫星根据链路更新规划表各自独立维护LDSB，所以也称为基于星历的LDSB的自更新机制。

可以由地面站的综合运控中心基于各卫星的星历生成链路更新规划表，具体的，地面站根据卫星星历可以获取各卫星在卫星周期内的任意时间点的位置和速度，从而能够获取到卫星在轨链路情况，统一计算好卫星周期内所有时间片上每个卫星的路由信息，然后，根据各卫星的路由信息生成一份适用于卫星网络内所有卫星的链路更新规划表。

示例性的，在卫星工具包(Satellite Tool Kit，简称STK)中对卫星网络进行数学建模，可以得到任意卫星之间的可见时间窗口、距离、速度、俯仰角等数据，然后根据有限状态机的基本原理，将卫星网络中可见时间窗口随时间动态变化问题转化为一定持续时间长度内的固定拓扑问题，即可得到链路更新规划表。

卫星周期是卫星的一个运动周期，一个周期内卫星网络的拓扑结构会多次变化，根据变化的时间点进行切片形成时间片。

S102、向连接的卫星发送链路更新规划表。

地面站生成链路更新规划表之后，在规定时刻发送链路更新规划表。一种实现方式中，卫星的协议栈支持链路更新规划表的自动泛洪转发。当地面站需要发送链路更新规划表到全网时，只需要发送给相连接的一颗卫星，当该卫星在收到链路更新规划表后，会自动转发给其邻居卫星，直到链路更新规划表泛洪到全网。另一种实现方式中，地面站也可以向全网内的所有卫星分别发送链路更新规划表。

可选的，地面站发送链路更新规划表之后，接收卫星发送的确认消息，该确认消息用于确认收到了链路更新规划表，如果地面站只向连接的卫星发送了链路更新规划面，则在预设时间内接收连接的卫星发送的确认消息，如果在预设时间内接收到了连接的卫星发送的确认消息，则确认连接的卫星接收到了链路更新规划表。当在预设时间内未收到连接的卫星发送的确认消息，则向连接的卫星重新发送链路更新规划表。

如果地面站向全网内的所有卫星分别发送链路更新规划表，相应的，各卫星需要分别返回确认消息。

本实施例中，地面站根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，该链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间，向连接的卫星发送链路更新规划表。以使得卫星网络内的各卫星根据该链路更新规划表分别独立更新LSDB，各卫星之间不需要通过泛洪方式发送LSA报文更新LSDB，节省了链路开销，且缩短了路由收敛的时间，从而使得卫星网络内的路由收敛能够快速完成，提高了卫星网络的稳定性。

图2为本发明实施例二提供的卫星链路状态数据库的更新方法的流程图，该方法应用于卫星网络内的任一卫星中，如图2所示，本实施例提供的方法包括以下步骤。

S201、获取链路更新规划表，该链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间或者生效结束时间，该链路更新规划表是根据卫星网络内的各卫星的星历生成的。

该链路更新规划表可能是地面站发送给卫星的，也可能是相邻的卫星发送的。当卫星接收到地面站发送的链路更新规划表之后，向地面站发送确认消息，该确认消息用于确认收到了链路更新规划表，然后通过泛洪方式将链路更新规划表发送给邻居节点。

在获取到链路更新规划表之后，根据链路更新规划表更新LSDB，该链路状态数据库用于存储各卫星对应的LSA。LSDB由LSA组成，LSDB中包括多条LSA，用于为OSPF搜集全网各节点的邻居及相关链路状态信息，每个节点(即卫星)对应一条LSA。具体的，当卫星的链路的生效起始时间达到时，将链路增加到卫星对应的LSA中，当卫星的链路的生效结束时间达到时，将链路从卫星对应的LSA中删除。具体的，可以通过如下步骤实现链路增加或者链路删除。

S202、根据链路更新规划表生成链路的自更新事件，该自更新事件为添加链路事件或者删除链路事件。

示例性的，卫星接收到链路更新规划表后，根据链路更新规划表的内容，自动生成链路的自更新事件，图3为生成链路的自更新事件的示意图，如图3所示，根据链路更新规划表的一条链路信息对应生成两个自更新事件，分别是删除链路事件和添加链路事件。

其中，添加链路事件和删除链路事件均包括生效时间(effecttime)、类型(type)、链路状态(link state)、本地节点标识(nodeRouterID)、对端节点标识(pointRouterID)和端口索引(interfaceindex)，端口索引也称为端口号或者端口标识。其中，添加链路事件中的生效时间为链路起始生效时间，删除链路事件中的生效时间为链路结束时间。

类型用于区分事件为添加事件还是删除事件，示例性的，添加链路事件中的类型的取值为0x00，表示事件类型为添加链路，删除链路事件中的类型的取值为0x01，表示事件的类型为删除链路，可以理解，类型还可以通过其他取值区分，这里只是举例说明，并不构成限定。

链路状态用于表示链路是否正常，示例性的，在建立添加链路事件和删除链路事件时，将链路状态的取值填入0x00，默认链路状态为正常链路。

可以理解，当链路更新规划表的一条链路信息中只包括有效的生效起始时间时，对应生成一个自更新事件，即添加链路事件。当链路更新规划表的一条链路信息中只包括有效的生效结束时间时，对应生成一个自更新事件，即删除链路事件。

S203、为待处理的自更新事件启动定时器，该定时器的定时周期为待处理的自更新事件对应的链路的生效起始时间或者生效结束时间与当前系统时间的差值。

该待处理的自更新事件可以为添加链路事件或者删除链路事件，本实施例中，为待处理的自更新事件启动定时器，该定时器的定时周期为待处理的自更新事件的生效时间与当前系统时间的差值，该待处理的自更新事件可以为任意一个自更新事件。当待处理的自更新事件为添加链路事件时，待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效起始时间，当待处理的自更新事件为删除链路事件时，待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效结束时间。

S204、当定时器的定时周期结束时，执行待处理的自更新事件，以更新卫星对应的LSA。

若待处理的自更新事件为添加链路事件，当定时器的定时周期结束时，执行添加链路事件，将链路增加到对应的LSA中。若待处理的自更新事件为删除链路事件，当待处理的自更新事件的定时器的定时周期结束时，执行删除链路事件，将链路从对应的LSA中删除，当卫星对应的LSA增加或者删除完成后，重新为链路状态数据库中的链路计算路由。

S205、在待处理的自更新时间处理完成后，删除定时器。

本实施例中，可以为每个事件创建一个定时器，设定定时器的定时周期，然后启动定时器，当定时器的定时周期结束时，执行对应的事件，在事件处理完成后，删除定时器。然后重新为下一个待处理的子更新事件创建一个定时器，重复执行步骤S203-205，直至所有的自更新事件都处理完。

可以对所有自更新时间按照生效时间的顺序进行排序，首次处理自更新事件时，读取当前系统时间，该当前系统时间可以理解为执行该方法的设备当前的时间，然后创建定时器，设定定时器的定时周期为第一个事件的生效时间与当前系统时间的差值，然后启动定时器。当定时器的定时周期结束时，处理第一个事件，在第一个事件处理完成之后，需要更新当前系统时间，然后删除定时器，并重新创建一个定时器。为重新创建的定时器的定时周期为下一个未处理事件的生效时间与当前系统时间的差值，启动定时器，依次类推，不断创建定时器，设定定时器的定时周期。这里，每处理一个事件都会生成一个定时器。

可选的，在可能的实现方式中，也可以只创建一个定时器，不断的更新定时器的定时周期。

卫星对应的LSA中存储有邻居节点的信息，一个卫星可能有一个或者多个邻居节点(neighbor)，相应的，卫星对应的LSA可能有一个或者多个邻居节点的信息，其中，更新卫星对应的LSA可以理解为更新LSA的邻居节点信息，即从卫星对应的LSA中删除邻居节点信息或者增加邻居节点信息。

图4为OSPFv2标准的LSA格式的示意图，如图4所示，LSA的报文头占用20字节，“LSage(LS持续时间)”字段占用16比特，用于表示LSA产生后所经过的时间，以秒为单位。“Options(可选项)”字段占用8比特，“LS type(LS类型)”字段占用8比特，LSA的类型共有5种取值，用来表示5中不同的LSA类型：router LSA、Network LSA、Summary LSA、AS-External LSA和NSSA External LSA。“Link state ID(链路状态ID)”字段占用32比特，用于根据LSA中的LS type和LSA description在路由域中描述一个LSA。“AdvertisingRouter(通知路由器)”字段占用32比特，用于表示产生此LSA的路由器的router ID。“LSsequence number(LS序列号)”字段占用32比特，用于其他路由器判断LSA是否是最新的。“LS checksum(LS校验和)”字段占用16比特，用于除了LS age外其他字段外的校验和。“Length(长度)”字段占用16比特，用于表示LSA的总长度，包括LSA Header，以字节为单位。

字段“V(virtual link)”占用1比特，如果产生此LSA的路由器是虚连接的端点，则置为1。字段“E(external)”占用1比特，如果产生此LSA的路由器是ASBR，则置为1。字段“B(Border)”占用1比特，如果产生此LSA的路由器是ABR，则置为1。“number-of-link(链路的数量)”占用16比特，用于表示LSA中所描述的链路信息的数量，包括路由器上处于某区域中的所有链路和接口。

LSA中包括多个邻居节点的信息，图3所示LSA中共包括N个节点。其中，每个节点的邻居节点信息包括以下字段“Type(类型)”、“number-of-metric”、“tos0-metric”、“link-id(链路的标识)”、“link-data”。“Type”占用8比特，表示路由器连接的基本描述，“number-of-metric”占用8比特，表示描述链路的不同方式的数量，“tos0-metric”占用16比特，表示链路的开销。“link-id”占用32比特，表示路由器所接入的目标，其值取决于连接的类型。“link-data”占用32比特，表示连接数据，其值取决于连接的类型。

图5为删除链路事件的处理流程的示意图，如图5所示，当生效结束时间达到时，根据自更新事件，将删除链路事件中的本端节点标识(nodeRouterID)更新到LSA的报文头的“advertising Router”字段中，根据删除链路事件中的对端节点标识(pointRouterID)和接口索引(interfaceIndex)，从LSA中查找对端节点对应的邻居节点信息，删除LSA中对端节点对应的邻居节点信息，得到更新后的LSA。

图6为添加链路事件的处理流程的示意图，如图6所示，当生效开始时间达到时，根据自更新事件，将添加链路事件中的本端节点标识(nodeRouterID)更新到LSA的报文头的“advertising Router”字段中，根据添加链路事件中的对端节点标识(pointRouterID)和接口索引(interfaceIndex)，在LSA中增加对端节点对应的邻居节点信息。具体的，根据对端节点标识填写“link-id”字段，根据接口索引填写“link-data”字段，对端节点对应的邻居节点信息中所需的其他信息可以从卫星的配置文件获取到。

S206、当自更新事件完成之后，启动最短路径算法重新为链路状态数据库中的链路计算路由。

可选的，除了最短路径算法(shortest Path First，简称SPF)外，还可以采用已有的其他路由算法重新计算路由，例如Dijkstra算法，本实施例不对此进行限制。

本实施例中，卫星获取链路更新规划表，该链路更新规划表是根据卫星网络内的各卫星的星历生成的，链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间，卫星根据该链路更新规划表在链路更新状态数据库中增加或者删除链路，链路更新规划表的更新不需要卫星通过泛洪方式发送LSA报文，节省了链路开销，且缩短了路由收敛的时间，从而使得卫星网络内的路由收敛能够快速完成，提高了卫星网络的稳定性。

在实施例二的基础上，本发明实施例三提供一种卫星链路状态数据库的更新方法，图7为本发明实施例三提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法的流程图，如图7所示，本实施例的方法包括以下步骤。

S301、当检测到第一链路断开时，判断检测到的第一链路的状态与链路状态数据库中存储的第一链路的状态是否相同。

当卫星的多个链路中的第一链路断开时，确定检测到的第一链路的状态为断开，第一链路并不是特指某一个链路，可以是多个链路中的任意一个链路。此时，判断LSDB中存储的第一链路的状态是否为断开状态，其中，链路状态数据LSDB中存储的第一链路的状态是根据链路更新规划表更新得到的，而链路更新规划表是根据卫星星历预测得到的，所以，可以认为LSDB中的第一链路的状态是根据卫星星历预测得到的。如果LSDB中存储的第一链路的状态也是断开，则确定检测到的第一链路的状态与链路状态数据库中存储的第一链路的状态相同，执行步骤S302，如果LSDB中存储的第一链路的状态不是断开，则确定检测到的第一链路的状态与链路状态数据库中存储的第一链路的状态不相同，执行步骤S303。

OSPF协议原有机制中，当出现链路通断时，出现链路通断的卫星将收集所有端口信息生成新的本节点发布LSA，直接覆盖LSDB中存储的本节点发布LSA并触发泛洪。本实施例在原有机制的基础上，当出现链路通断时，增加一个判断步骤，判断检测到的第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态是否相同。

S302、取消通过泛洪方式向卫星网络内的卫星通知第一链路的状态。

检测到的第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态相同，说明第一链路的通断为正常通断，正常通断是指由于卫星运动而引起的链路通断。

S303、更新链路状态数据库中存储的第一链路的状态，并通过泛洪方式向所卫星网络内的卫星通知第一链路的状态。

检测到的第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态不相同，说明第一链路的通断不是正常通断，正常通断是指由于卫星运动而引起的链路通断。

一种示例性的方式中，可以通过如下方式判断检测到的第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态是否相同：根据第一链路状态，生成卫星对应的新的LSA，判断新的LSA与LSDB中存储的卫星对应的LSA是否相同，当新的LSA与LSDB中存储的卫星对应的LSA相同时，确定第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态相同。当新的LSA与LSDB中存储的卫星对应的LSA不相同时，确定第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态不相同。其中，卫星对应的LSA与上述本节点发布LSA相同，节点是指卫星。

相应的，更新LSDB中存储的第一链路的状态，可以为将LSDB中存储的卫星对应的LSA更新为新的LSA，或者说将新的LSA覆盖LSDB中存储的卫星对应的LSA。相应的，通过泛洪方式向卫星网络内的卫星通知第一链路的状态，可以为通过泛洪方式向卫星网络内的卫星通知新的LSA。

另一种示例性的方式中，不需要生成的新的LSA，而是在LSDB中查询卫星对应的LSA，根据第一链路对应的对端节点和端口号在该LSA中查询第一链路对应的对端节点的邻居节点信息，根据第一链路对应的对端节点的邻居节点信息判断第一链路的状态与LSDB中存储的第一链路的状态是否相同。

本实施例中，当OSPF发现有链路通断出现时，不会马上泛洪通知，而是先查询LSDB，与LSDB中的状态进行比较，若检测到的链路的状态与LSDB中的链路的状态相同，说明链路通断为正常通断，不泛洪通知；若检测到的链路的状态与LSDB中的链路的状态不同，则说明链路通断为非正常通断，走正常流程，更新LSDB，泛洪通知网络内的其他卫星。通过基于星历的LSDB自更新机制，当出现符合链路更新规划表的链路正常通断发生时，自更新机制已经将链路状态同步到了每个节点，即自更新完成的时刻，可以认为已经完成了路由收敛。同时，抑制泛洪的机制减少了LSA报文的发送，一定程度上节省了链路开销。

图8为本发明实施例四提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新装置的结构示意图，该装置100可以集成在卫星中，如图8所述，该装置包括以下模块。

获取模块11，用于获取链路更新规划表，所述链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间，所述链路更新规划表是根据所述卫星网络内的各卫星的星历生成的；

更新模块12，用于根据所述链路更新规划表更新链路状态数据库，所述链路状态数据库用于存储所述各卫星对应的链路状态报告LSA。

一种示例性的方式中，所述更新模块12具体用于：当所述卫星的链路的生效起始时间达到时，将链路增加到所述卫星对应的LSA中，当所述卫星的链路的生效结束时间达到时，将链路从所述卫星对应的LSA中删除，当所述卫星对应的LSA增加或者删除完成后，重新为所述链路状态数据库中的链路计算路由。

一种示例性的方式中，所述更新模块12具体用于：根据所述链路更新规划表生成链路的自更新事件，所述自更新事件为添加链路事件或者删除链路事件；

为待处理的自更新事件启动定时器，所述定时器的定时周期为所述待处理的自更新事件的生效时间与当前系统时间的差值，当所述待处理的自更新事件为添加链路事件时，所述待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效起始时间，当所述待处理的自更新事件为删除链路事件时，所述待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效结束时间；

当所述定时器的定时周期结束时，执行所述待处理的自更新事件，以更新所述卫星对应的LSA；

在所述待处理的自更新时间处理完成后，删除所述定时器。

可选的，还包括判断模块和发送模块，所述判断模块，用于当检测到第一链路断开时，判断检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态是否相同；所述发送模块，用于当检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态相同时，取消通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态；当检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态不相同时，所述更新模块12还用于更新所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态，所述发送模块还用于通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态。

可选的，所述判断模块具体用于：根据所述第一链路状态，生成所述卫星对应的新的链路状态报告LSA，判断所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA是否相同；当所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA相同时，确定所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态相同；

当所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA不相同时，确定所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态不相同。相应的，所述更新模块12具体用于：将所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA更新为所述新的LSA，所述发送模块具体用于：通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述新的LSA。

可选的，所述获取模块11具体用于：接收地面站或者相邻卫星发送的所述链路更新规划表；向所述地面站发送确认消息，所述确认消息用于确认收到了所述链路更新规划表；通过泛洪方式将所述链路更新规划表发送给邻居节点。

本实施例的装置，可用于执行上述方法实施例中卫星执行的方法，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

图9为本发明实施例五提供的基于星历的卫星链路状态数据库的更新装置的结构示意图，该装置200可以集成在地面站中，如图9所述，该装置包括以下模块。

生成模块21，用于根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，所述链路更新规划表中包括所述卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间；

发送模块22，用于向连接的卫星发送所述链路更新规划表。

可选的，还包括接收模块，用于接收所述连接的卫星发送的确认消息，所述确认消息用于确认收到了所述链路更新规划表。所述发送模块22还用于，当所述接收模块在预设时间内未收到所述连接的卫星发送的确认消息，则向所述连接的卫星重新发送所述链路更新规划表。

本实施例的装置，可用于执行上述方法实施例中地面站执行的方法，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

图10为本发明实施例六提供的卫星的一种结构示意图，如图10所示，该卫星300包括：处理器31、存储器32和收发器33，所述存储器32用于存储指令，所述收发器33用于和其他设备通信，所述处理器31用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述卫星300执行如上述方法实施例中卫星执行的方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本发明实施例七提供一种地面站，具体结构参照图10所示卫星结构，该地面站可用于执行上述方法实施例中地面站执行的方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本发明实施例八提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上述方法实施例中卫星或者地面站执行的方法，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本发明实施例九提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法实施例中卫星或者地面站执行的方法，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法，其特征在于，应用于卫星，所述方法包括：

获取链路更新规划表，所述链路更新规划表中包括卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间，所述链路更新规划表是根据所述卫星网络内的各卫星的星历生成的；

根据所述链路更新规划表更新链路状态数据库，所述链路状态数据库用于存储所述各卫星对应的链路状态报告LSA。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路更新规划表更新链路状态数据库，包括:

当所述卫星的链路的生效起始时间达到时，将链路增加到所述卫星对应的LSA中；

当所述卫星的链路的生效结束时间达到时，将链路从所述卫星对应的LSA中删除；

当所述卫星对应的LSA增加或者删除完成后，重新为所述链路状态数据库中的链路计算路由。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述卫星的链路的生效起始时间达到时，将链路增加到所述卫星对应的LSA中，当所述卫星的链路的生效结束时间达到时，将链路从所述卫星对应的LSA中删除，包括：

根据所述链路更新规划表生成链路的自更新事件，所述自更新事件为添加链路事件或者删除链路事件；

为待处理的自更新事件启动定时器，所述定时器的定时周期为所述待处理的自更新事件的生效时间与当前系统时间的差值，当所述待处理的自更新事件为添加链路事件时，所述待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效起始时间，当所述待处理的自更新事件为删除链路事件时，所述待处理的自更新事件的生效时间为添加链路事件的生效结束时间；

当所述定时器的定时周期结束时，执行所述待处理的自更新事件，以更新所述卫星对应的LSA；

在所述待处理的自更新时间处理完成后，删除所述定时器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

当检测到第一链路断开时，判断检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态是否相同；

当检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态相同时，取消通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态；

当检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态不相同时，更新所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态，并通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断检测到的所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态是否相同，包括：

根据所述第一链路状态，生成所述卫星对应的新的链路状态报告LSA，判断所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA是否相同；

当所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA相同时，确定所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态相同；

当所述新的LSA与所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA不相同时，确定所述第一链路的状态与所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态不相同；

所述更新所述链路状态数据库中存储的所述第一链路的状态，并通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述第一链路的状态，包括：

将所述链路状态数据库中存储的所述卫星对应的LSA更新为所述新的LSA；

通过泛洪方式向所述卫星网络内的卫星通知所述新的LSA。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取链路更新规划表，包括：

接收地面站或者相邻卫星发送的所述链路更新规划表；

所述方法还包括：

向所述地面站发送确认消息，所述确认消息用于确认收到了所述链路更新规划表；

通过泛洪方式将所述链路更新规划表发送给邻居节点。

7.一种基于星历卫星链路状态数据库的更新方法，其特征在于，应用于地面站，所述方法包括：

根据卫星网络内的各卫星的星历生成链路更新规划表，所述链路更新规划表中包括所述卫星网络内的各卫星上的链路的标识信息，以及卫星运动周期内各链路的生效起始时间和/或生效结束时间；

向连接的卫星发送所述链路更新规划表。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述连接的卫星发送的确认消息，所述确认消息用于确认收到了所述链路更新规划表；

当在预设时间内未收到所述连接的卫星发送的确认消息，则向所述连接的卫星重新发送所述链路更新规划表。

9.一种卫星，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种地面站，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求7或8所述的方法。

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