CN114422455A - 一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构及方法，有效的解决了当前一体化网络资源管理架构中的一些问题。其中，通过引入四类任务，根据业务特征属性，由分类算法将业务映射到系统内部指定的四类任务上，解决业务种类过多产生的网络系统管理复杂，新型业务和资源匹配不确定性的问题。通过节点聚类的方式，将分配过程划分为两阶段来解决资源全网分配复杂度高的问题。通过对任务的拆分重组，高效的利用多核处理器并发计算的能力来快速的完成业务需求。通过引入五种能力资源来解决虚拟资源间关联性的问题。

Description

一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构及方法

技术领域

本发明涉及空天地一体化网络多维资源管理架构领域，属于架构的基本框架，架构中各层功能的描述及实现原理，具体为一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构及方法。

背景技术

空天地一体化网络涵盖多种不同时空跨度的异构网络，具体包括天基卫星网络、空基网络、地基网络。其架构呈现立体多层次化特征，且各个网络具有各自不同的体系结构、协议和服务场景。一体化网络中的节点资源具有离散分布、异构、动态、协同能力弱的特点，这些特殊的性质对空天地一体化网络的架构提出了更高的要求。

现有基于SDN/NFV架构下的空天地一体化网络多维资源管理架构的研究，仅是对业务进行收集，然后针对具体业务进行资源分配。随着空天地一体化网络的快速发展，接入网络的业务种类越来越多，繁多的业务种类使网络的资源分配更加复杂，而且新型业务与多维资源映射存在不确定性，这些都给当前的多维资源管理架构带来了新的挑战。

伴随着一体化网络的快速发展，网络中节点数量也在急速增加，在众多网络节点数量下，直接进行资源分配所花费的时间开销成指数增长。如何有效的降低网络系统资源分配的时间复杂度已成为当前一体化网络要解决的重要问题之一。

在新时代，随着集成电路的快速发展，现今的卫星以多核多处理器设备为主。如何更高效的使用这些高性能的处理器来完成业务需求也是当前空天地一体化网络多维资源管理架构所面临的重要挑战。

传统的一体化网络多维资源管理架构通过虚拟化技术将基础设备层的异构资源虚拟化到一个资源池中,然后与虚拟网络进行映射。但并没有考虑虚拟资源池中虚拟资源间的关联性，在资源分配时，各种虚拟资源间存在较强的耦合性，针对这一问题，传统的资源管理架构通常忽略耦合性带来的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构，包括应用层、业务映射层、控制层、资源层、基础设备层和资源控制管理层；所述应用层的输出端连接业务映射层的输入端；业务映射层的输出端连接控制层的输入端，控制层的输出端连接资源层的输入端，资源层的输出端连接至基础设备层；所述资源控制管理层的控制接口分别对应连接应用层、业务映射层、控制层、资源层和基础设备层的控制接口。

一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，基于上述所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构，包括如下步骤：

步骤1，资源控制管理层分别对应用层和业务映射层内的业务资源，控制层内的任务资源，资源层内的能力及虚拟资源以及基础设备层内的物理资源进行控制和管理；

步骤2，将一体化网络中所涉及的若干业务收集至应用层内，并在应用层内提取业务特征，确定业务需求；

步骤3，将应用层内的多种业务输入至业务映射层，将多种业务分别映射成系统内所设定的若干任务，进行对业务的归类；

步骤4，将映射后的业务输入至控制层，并在控制层对映射后的业务进行网络资源的分配和监控，通过节点聚类和任务拆分重组策略，将任务和能力资源做匹配；

步骤5，在资源层内通过将基础设备的物理资源抽象为虚拟资源，再将虚拟资源和能力资源进行映射，最后进行能力资源的分配；

步骤6，在基础设备层中对物理资源进行维护管理。

优选的，步骤1中，资源控制管理层内包括业务资源控制管理、任务资源控制管理、分布式虚拟化资源控制管理和基础设备资源控制管理；

所述业务资源控制管理与应用层和业务映射层对应，其中，业务资源控制管理内包括业务管理控制器和业务映射控制器，业务管理控制器用于负责管理业务生命周期，负责回收失效和过期的业务；业务映射控制器用于管控业务映射算法的配置以及相关参数的设定；

所述任务资源控制管理与控制层对应，用于负责管理网络内所有需要执行的任务以及任务之间的关系，确保任务执行的原子性，网络系统内资源使用的一致性；

所述分布式虚拟化资源控制管理和资源层对应，用于负责节点的能力资源，虚拟资源信息的保存，并采用分布式存储方式应对网络故障和卫星节点间资源信息的实时更新；

所述基础设备资源控制管理和基础设备层对应，用于对卫星节点的物理设备进行管理，并监测节点间的连通性、单节点内物理设备的可用性。

优选的，步骤2中，若干业务包括地面观测、气象观测、用户漫游、通信传输、定位、导航和灾害监测；业务特征包括数据量、传输距离、实时性、连续性、业务频率、精度和优先级。

优选的，步骤3中，通过分类算法将多种业务分别映射成系统内所设定的若干任务；其中若干任务包括观测、通信、监测和紧急。

优选的，步骤4中，控制层的网络资源的分配包括节点聚类和任务拆分重组；

所述节点聚类的步骤如下：

对一体化网络内部的网络节点进行聚类，将具有相同性质的一类节点聚合成为一个子网，在全网拓扑结构中该子网可视为一个节点，称为主干节点；根据任务需求和各主干节点所能提供的资源总量进行匹配，将任务分发至一系列的主干节点中；然后并行的在各主干节点内执行基于任务拆分重组的资源分配策略；

所述任务拆分重组的步骤如下：

以时隙t为基本单位，将任务拆分成多个基本单元，再根据控制器中配置的重构算法将多个基本单元重组为一个执行模块；根据执行模块对资源的需求，由各节点对各模块进行资源分配，再根据基本单元对资源的需求，并行的为各个基本单元进行资源分配。

优选的，步骤5中，资源层应用虚拟化技术将网络设备中的物理资源抽象为虚拟资源，然后将虚拟资源整合成能力资源，后续根据能力资源来做网络系统内部的资源分配。

优选的，步骤5中，所述虚拟资源包括时隙、计算、存储、频率、功率、波束和带宽。

优选的，步骤5中，所述能力资源包括观测、处理、传输、分发和测控。

优选的，步骤6中，所述物理资源为若干网络设备，其中若干网络设备包括GEO高轨卫星、LEO低轨卫星和MEO中轨卫星上的各类天线以及有效载荷、地面站、无人机和飞艇。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构，通过应用层、业务映射层、控制层、资源层、基础设备层和资源控制管理层构建了多维资源管理架构，通过资源控制管理层分别对应多维资源管理架构中的每一层，保证了应用层和业务映射层内业务资源，控制层内任务资源，资源层内能力及虚拟资源，基础设备层内物理资源的控制和管理，从而有效的解决了多维资源管理的问题。

本发明提供一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，有效的解决了当前一体化网络资源管理架构中的一些问题。其中，通过引入四类任务，根据业务特征属性，由分类算法将业务映射到系统内部指定的四类任务上，解决业务种类过多产生的网络系统管理复杂，新型业务和资源匹配不确定性的问题。通过节点聚类的方式，将分配过程划分为两阶段来解决资源全网分配复杂度高的问题。通过对任务的拆分重组，高效的利用多核处理器并发计算的能力来快速的完成业务需求。通过引入五种能力资源来解决虚拟资源间关联性的问题。

附图说明

图1为本发明中多维资源管理架构图；

图2为本发明中资源控制管理层详细展开图；

图3为本发明中分类算法流程图；

图4为本发明中任务拆分重组流程图；

图5为本发明中任务拆分重组示意图；

图6为本发明中节点聚类示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明一个实施例中，提供了一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构，包括应用层、业务映射层、控制层、资源层、基础设备层和资源控制管理层；所述应用层的输出端连接业务映射层的输入端；业务映射层的输出端连接控制层的输入端，控制层的输出端连接资源层的输入端，资源层的输出端连接至基础设备层；所述资源控制管理层的控制接口分别对应连接应用层、业务映射层、控制层、资源层和基础设备层的控制接口。

本发明所提供的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，基于上述的多维资源管理架构

包括如下步骤：

步骤1，资源控制管理层分别对应用层和业务映射层内的业务资源，控制层内的任务资源，资源层内的能力及虚拟资源以及基础设备层内的物理资源进行控制和管理；

具体的，步骤1中，资源控制管理层内包括业务资源控制管理、任务资源控制管理、分布式虚拟化资源控制管理和基础设备资源控制管理；

所述业务资源控制管理与应用层和业务映射层对应，其中，业务资源控制管理内包括业务管理控制器和业务映射控制器，业务管理控制器用于负责管理业务生命周期，负责回收失效和过期的业务；业务映射控制器用于管控业务映射算法的配置以及相关参数的设定；

所述任务资源控制管理与控制层对应，用于负责管理网络内所有需要执行的任务以及任务之间的关系，确保任务执行的原子性，网络系统内资源使用的一致性；

所述分布式虚拟化资源控制管理和资源层对应，用于负责节点的能力资源，虚拟资源信息的保存，并采用分布式存储方式应对网络故障和卫星节点间资源信息的实时更新；

所述基础设备资源控制管理和基础设备层对应，用于对卫星节点的物理设备进行管理，并监测节点间的连通性、单节点内物理设备的可用性。

步骤2，将一体化网络中所涉及的若干业务收集至应用层内，并在应用层内提取业务特征，确定业务需求；

具体的，步骤2中，若干业务包括地面观测、气象观测、用户漫游、通信传输、定位、导航和灾害监测；业务特征包括数据量、传输距离、实时性、连续性、业务频率、精度和优先级。

步骤3，将应用层内的多种业务输入至业务映射层，将多种业务分别映射成系统内所设定的若干任务，进行对业务的归类；

具体的，步骤3中，通过分类算法将多种业务分别映射成系统内所设定的若干任务；其中若干任务包括观测、通信、监测和紧急。

步骤4，将映射后的业务输入至控制层，并在控制层对映射后的业务进行网络资源的分配和监控，通过节点聚类和任务拆分重组策略，将任务和能力资源做匹配；

具体的，步骤4中，控制层的网络资源的分配包括节点聚类和任务拆分重组；

所述节点聚类的步骤如下：

对一体化网络内部的网络节点进行聚类，将具有相同性质的一类节点聚合成为一个子网，在全网拓扑结构中该子网可视为一个节点，称为主干节点；根据任务需求和各主干节点所能提供的资源总量进行匹配，将任务分发至一系列的主干节点中；然后并行的在各主干节点内执行基于任务拆分重组的资源分配策略；

所述任务拆分重组的步骤如下：

以时隙t为基本单位，将任务拆分成多个基本单元，再根据控制器中配置的重构算法将多个基本单元重组为一个执行模块；根据执行模块对资源的需求，由各节点对各模块进行资源分配，再根据基本单元对资源的需求，并行的为各个基本单元进行资源分配。

步骤5，在资源层内通过将基础设备的物理资源抽象为虚拟资源，再将虚拟资源和能力资源进行映射，最后进行能力资源的分配；

具体的，步骤5中，资源层应用虚拟化技术将网络设备中的物理资源抽象为虚拟资源，然后将虚拟资源整合成能力资源，后续根据能力资源来做网络系统内部的资源分配。

其中，虚拟资源包括时隙、计算、存储、频率、功率、波束和带宽。能力资源包括观测、处理、传输、分发和测控。

步骤6，在基础设备层中对物理资源进行维护管理；

具体的，物理资源为若干网络设备，其中若干网络设备包括GEO高轨卫星、LEO低轨卫星和MEO中轨卫星上的各类天线以及有效载荷、地面站、无人机和飞艇。

本发明中在多维资源管理架构中，通过引入四种任务类型，根据业务的特征属性，将众多的业务通过分类算法映射到指定的任务类型上，即便是新型业务，也可以根据特征属性由分类算法完成映射，而对于网络内部只需将四类任务和资源进行匹配。

通过聚类算法，将一体化网络中的多个具有相同性质(时间、空间、作用)的节点聚类成一个子网，根据任务需求和各子网所能提供的资源总量进行匹配，将任务分发至一系列的子网中，然后并行的在各个子网内进行资源分配，以此降低整个资源分配的时间复杂度。

在进行资源分配时，以固定的时隙为基本单位，将任务拆分成多个基本单元，根据基本单元间的依赖关系将多个基本单元重组为一个执行模块，各个执行模块间先进行资源分配，然后模块内部的基本单元并行的进行资源分配。充分的利用处理器并行计算的能力，以此降低业务处理的时间。

在一体化网络系统中引入五种能力资源(观测、处理、传输、分发、测控)，将具有关联性的多种虚拟资源整合为一种能力资源，通过能力资源来解耦虚拟资源，以解决虚拟资源间的关联性。五种能力资源的排列组合可以实现空天地一体化网络任务的全覆盖。

对于本发明中的空天地一体化网络多维资源管理架构，该架构包括六层，如图1所示；

应用层主要负责收集业务，提供业务的标准化接口，对业务特征进行提取，产生对网络能力的需求。

业务映射层主要负责将多种业务映射成系统内固定的四类任务。伴随着空天地一体化网络的快速发展，业务的种类也在迅速增多。在架构中根据现有网络中不同业务对能力资源维度需求的偏重，设计四种任务类型，来解决业务类型不断增加带来的管理难度提升和新型业务与资源间匹配不确定性的问题。对于业务种类，特征以及与任务的映射关系，如表1所示：

表1业务与任务映射关系表

架构中定义了七种业务特征：数据量，传输距离，实时性，连续性，业务频率，精度，优先级。以业务映射控制器中配置的分类算法(朴素贝业务，SVM，CNN等)为标准，根据业务的七种特征对业务进行分类，映射至网络系统内部的四类任务(以观测，通信，监测，紧急)，分类算法的基本流程如图3所示。

控制层主要负责将映射后的任务和能力资源做匹配，实现网络资源的分配和监控，尽可能完成更多的任务，并使网络中的资源得到充分利用。

控制层进行资源分配的过程可分为两部分，一部分是节点聚类，如图6所示，另一部分是任务拆分重组，如图5所示。

节点聚类可分为三个步骤：

1.使用聚类算法，将一体化网络中的多个节点(空：飞机，无人机，热气球等；天：LEO，MEO，GEO等；地：业务终端，数据中心等)，聚类成为一个子网，在全网拓扑结构中该子网可视为一个节点，即主干节点。

2.根据任务需求和各子网所能提供的资源量进行匹配，将多个任务依次分发至一系列的子网中。

3.并行的在各个子网内执行基于任务拆分重组的资源分配策略。

节点聚类策略是先将任务分发至各个子网中，然后并行的在各个子网内完成资源分配，有效的降低网络系统进行资源分配的时间复杂度。

任务拆分重组可分为三个步骤，如图4所示：

1.拆分：以固定时隙为基本单位，将任务拆分成多个基本单元，如图5中(a)图所示。

2.重组：可在控制器中配置重构算法(基于LBP，CBP算法)，根据基本单元间的依赖关系将多个基本单元重组为一个执行模块。

3.分配：各个执行模块间先进行资源分配，将资源分配至各模块中，然后并行的对模块内的多个基本单元进行资源分配。

对于任务拆分重组策略，考虑使用可重构计算中的LBP，CBP两类算法，LBP是尽可能提高任务的并行度，缩短任务的总执行时间，重组LBP算法图5中(c)图所示。CBP是尽可能减少划分模块间通信代价，以此来进行任务的执行，其中重组CBP算法如图5中(b)图所示。通过对任务的拆分重组，降低任务的粒度，解耦任务中的各个模块。充分利用多核处理器并行计算的能力，更加高效的完成资源分配过程。

控制层中的资源分配是将任务和能力资源进行匹配，两者之间的映射关系如表2所示：

表2任务与能力资源映射关系表

宏观上任务和能力资源按照这样的映射关系进行匹配，具体由资源分配算法决定在什么时间，哪颗卫星与哪个任务建立连接，分配多少资源。

在架构的控制层进行资源分配的过程中，采用节点聚类和任务拆分重组策略，增加了算法的并行度，缩短了执行时间，有效的提高了任务完成率和资源利用率。

资源层主要为网络提供虚拟化功能，用于构建资源池，屏蔽各种网络设备间的差异性，实现基础设备层对上层的透明化。通过虚拟化技术从基础物理设备(如卫星，无人机，地面站等)提取虚拟资源(时隙、计算、存储、频率、功率、波束、带宽)，并构造虚拟资源池。通过资源池可以更好的管理空天地一体化网络中不同的物理资源，实现对资源集中的控制，管理，维护和更新。

空天地一体化网络中业务需求复杂多样，为更好的满足一体化网络用户需求，并将虚拟化资源池中资源融合打通，解决虚拟资源间较强的关联性，在资源层中引入五种能力资源，分别为观测、处理、传输、分发以及测控。将七种虚拟资源(时隙、计算、存储、频率、功率、波束、带宽)整合成五种能力资源。五种能力资源具有相互独立、互不干扰等特点，通过五种能力资源的排列组合可以实现空天地一体化网络任务的全覆盖，在网络系统内部进行能力资源和任务间的匹配。对于能力资源的功能以及和虚拟资源间的映射关系如表3所示：

表3能力资源与虚拟资源映射关系表

天地一体化网络具有异构性，动态性，弱协同等特点，这就会导致网络容易出现故障。一体化网络需要频繁的进行节点链路间的切换，这就要求节点资源具有一定的可靠性。在资源层，选取多个控制节点保存主干网络中各子网的资源数据，在每个子网内选取多个节点保存子网内的资源数据。通过这种分布式存储的方式对节点的能力资源，虚拟资源信息进行存储，采用局部故障局部调整策略，降低局部故障的响应时间和对全局网络的影响力度，可以有效、及时的应对一体化网络的局部故障，全局资源信息的实时更新，可靠存储等问题。

基础设备层主要包括多种物理网络设备，卫星，基站，天线，无人机，数据中心等，其主要关注那些可以抽象到资源层的物理设备。

资源控制管理层由四部分构成，如图2所示，包括业务资源控制管理，任务资源控制管理，分布式虚拟化资源控制管理，基础设备资源控制管理。其内部是一些控制器，主要是对各层的功能进行控制管理，相当于SDN架构下的控制层，实现网络操作系统的控制管理。

业务资源控制管理模块，主要负责应用层和业务映射层的控制管理。其中，业务管理控制器负责管理业务生命周期，回收失效、过期的业务。失效业务包括两类：1.当前卫星节点可处理业务数已达最大值，拒绝的新业务；2.用户主动撤回的业务。过期业务表示超过用户或系统设定的时间阈值，仍未被执行的业务。业务映射控制器，主要管控业务映射算法的配置，相关参数的设定等。

任务资源控制管理模块对应控制层。主要负责管理网络内所有需要执行的任务，任务之间的关系，确保任务执行的原子性，网络系统内资源使用的一致性。主要包括三部分：任务拆分重组，任务分发控制，分布式任务控制管理。

任务拆分重组：负责LBP或CBP类的相关算法的配置，使控制层按不同的策略对任务进行拆分，重组。

任务分发控制：负责任务分发策略的配置，使控制层可以根据任务需求和卫星所能提供的各种资源进行匹配，将任务分发至具体卫星。

分布式任务控制管理：负责一体化网络聚类算法的配置，用于将一体化网络划分为多个子网，并行的在各子网内进行资源分配。

分布式虚拟化资源控制管理模块，主要负责对资源层的管理和控制。主要包括两部分：分布式能力资源控制器，分布式虚拟资源控制器。其中分布式能力资源控制器，是以分布式的方式对能力资源的相关信息进行存储和管理，实时的维护能力资源信息的更新。分布式虚拟资源控制器，是以分布式的方式对虚拟资源的相关信息进行存储和管理，实时的维护虚拟资源信息的更新。通过这种分布式存储的方式，可以有效提高网络的可靠性，应对网络的动态性，和各种故障所造成的不一致性等问题。

基础设备资源控制管理模块对应基础设备层。主要负责所有卫星节点物理设备的管理，监测节点间的连通性、单节点内物理设备的可用性，以确保物理设备的正常运作。

综上所示，本发明公开了一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构及方法，在架构中，本发明首先对业务进行收集，提取业务特征，然后根据业务特征属性，通过分类算法将多种业务映射成网络系统内部指定的四类任务。在天基、空基、地基网络中，使用聚类的方式将节点聚合成多个子网，根据任务需求和各子网所能提供的资源量来进行匹配，将任务依次分发至一系列子网中。然后并行的在各个子网内进行资源分配。子网内的资源分配分为三阶段，任务拆分、重组、分配。首先以固定时隙将任务拆分成多个基本单元，然后根据基本单元之间的依赖关系将多个基本单元重组为一个执行模块，先对各个执行模块进行资源分配，之后对模块内的基本单元并行的进行资源分配。对于一体化网络中的资源，先是从基础设备中提取需要的物理资源，然后将其抽象为虚拟资源放入虚拟资源池中。再将虚拟资源映射至能力资源来解耦虚拟资源间的关联性，最后在控制层将能力资源和任务进行匹配。整个架构中，通过引入任务，能力资源，并采用节点聚类，任务拆分重组策略，增加并行处理能力，缩短业务执行时间，有效的提高了业务完成率和资源利用率。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构，其特征在于，包括应用层、业务映射层、控制层、资源层、基础设备层和资源控制管理层；所述应用层的输出端连接业务映射层的输入端；业务映射层的输出端连接控制层的输入端，控制层的输出端连接资源层的输入端，资源层的输出端连接至基础设备层；所述资源控制管理层的控制接口分别对应连接应用层、业务映射层、控制层、资源层和基础设备层的控制接口。

2.一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，基于权利要求1所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理架构，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，资源控制管理层分别对应用层和业务映射层内的业务资源，控制层内的任务资源，资源层内的能力及虚拟资源以及基础设备层内的物理资源进行控制和管理；

步骤2，将一体化网络中所涉及的若干业务收集至应用层内，并在应用层内提取业务特征，确定业务需求；

步骤3，将应用层内的多种业务输入至业务映射层，将多种业务分别映射成系统内所设定的若干任务，进行对业务的归类；

步骤4，将映射后的业务输入至控制层，并在控制层对映射后的业务进行网络资源的分配和监控，通过节点聚类和任务拆分重组策略，将任务和能力资源做匹配；

步骤5，在资源层内通过将基础设备的物理资源抽象为虚拟资源，再将虚拟资源和能力资源进行映射，最后进行能力资源的分配；

步骤6，在基础设备层中对物理资源进行维护管理。

3.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤1中，资源控制管理层内包括业务资源控制管理、任务资源控制管理、分布式虚拟化资源控制管理和基础设备资源控制管理；

所述业务资源控制管理与应用层和业务映射层对应，其中，业务资源控制管理内包括业务管理控制器和业务映射控制器，业务管理控制器用于负责管理业务生命周期，负责回收失效和过期的业务；业务映射控制器用于管控业务映射算法的配置以及相关参数的设定；

所述任务资源控制管理与控制层对应，用于负责管理网络内所有需要执行的任务以及任务之间的关系，确保任务执行的原子性，网络系统内资源使用的一致性；

所述分布式虚拟化资源控制管理和资源层对应，用于负责节点的能力资源，虚拟资源信息的保存，并采用分布式存储方式应对网络故障和卫星节点间资源信息的实时更新；

所述基础设备资源控制管理和基础设备层对应，用于对卫星节点的物理设备进行管理，并监测节点间的连通性、单节点内物理设备的可用性。

4.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤2中，若干业务包括地面观测、气象观测、用户漫游、通信传输、定位、导航和灾害监测；业务特征包括数据量、传输距离、实时性、连续性、业务频率、精度和优先级。

5.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤3中，通过分类算法将多种业务分别映射成系统内所设定的若干任务；其中若干任务包括观测、通信、监测和紧急。

6.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤4中，控制层的网络资源的分配包括节点聚类和任务拆分重组；

所述节点聚类的步骤如下：

对一体化网络内部的网络节点进行聚类，将具有相同性质的一类节点聚合成为一个子网，在全网拓扑结构中该子网可视为一个节点，称为主干节点；根据任务需求和各主干节点所能提供的资源总量进行匹配，将任务分发至一系列的主干节点中；然后并行的在各主干节点内执行基于任务拆分重组的资源分配策略；

所述任务拆分重组的步骤如下：

以时隙t为基本单位，将任务拆分成多个基本单元，再根据控制器中配置的重构算法将多个基本单元重组为一个执行模块；根据执行模块对资源的需求，由各节点对各模块进行资源分配，再根据基本单元对资源的需求，并行的为各个基本单元进行资源分配。

7.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤5中，资源层应用虚拟化技术将网络设备中的物理资源抽象为虚拟资源，然后将虚拟资源整合成能力资源，后续根据能力资源来做网络系统内部的资源分配。

8.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤5中，所述虚拟资源包括时隙、计算、存储、频率、功率、波束和带宽。

9.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤5中，所述能力资源包括观测、处理、传输、分发和测控。

10.根据权利要求2所述的一种基于空天地一体化网络的多维资源管理方法，其特征在于，步骤6中，所述物理资源为若干网络设备，其中若干网络设备包括GEO高轨卫星、LEO低轨卫星和MEO中轨卫星上的各类天线以及有效载荷、地面站、无人机和飞艇。

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