CN114827004A - 一种适用于星上ip路由交换的rip协议优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,属于卫星通信技术领域。本发明通过接口网络配置信息自动感知、星上RIP报文波束内转发、RIP报文格式与路由算法优化等设计,实现了基于星上IP路由交换的卫星网络RIP路由动态快速学习。本发明可应用于具有星上IP路由交换、星间互连的卫星网络场景中,解决了标准RIP路由协议应用于卫星网络时,存在的跨星跨波束路由收敛慢、单波束内动态组网RIP路由学习困难等难题。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域,特别是指一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,可用于实现基于星上IP路由交换的卫星网络RIP路由动态快速学习,解决标准RIP路由协议应用于卫星网络时,存在的跨星跨波束路由收敛慢、单波束内动态组网RIP路由学习困难等难题。
背景技术
经过几十年的发展,我国卫星通信系统建设取得了巨大进步。在全球无缝覆盖、用户随遇接入需求的推动下,卫星通信系统开始从过去的单星透明组网向多星天地一体化组网发展,在卫星通信系统中引入IP协议族及相关路由技术能充分发挥互联网的长处,用较低的开销更快速地实现天地一体化网络。基于星上IP路由交换的卫星通信系统成为我国卫星通信领域的研究热点。
路由信息协议(RIP)是一种基于距离矢量算法的路由协议,通过UDP报文进行路由信息的交换。RIP协议实现简单,在规模较小的地面网络中有关广泛的应用。然而,标准的RIP协议不能直接用于基于星上IP路由交换的卫星网络中,这是因为标准RIP协议仅支持点到点网络和广播型网络接口,不支持点到多点网络接口,而在基于星上IP路由交换的卫星网络中,位于同一波束下的卫星终端与星上IP路由器组成点到多点网络,卫星终端无法正确学习到其他卫星终端路由的下一跳信息。此外,卫星终端跨波束、跨星切换时,RIP协议需要约90~180才能完成路由重收敛,严重影响卫星网络中正常数据传输。
发明内容
有鉴于此,本发明提出一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其可用于实现基于星上IP路由交换的卫星网络RIP路由动态快速学习,解决标准RIP路由协议应用于卫星网络时,存在的跨星跨波束路由收敛慢、单波束内动态组网RIP路由学习困难等难题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,应用于卫星网络;所述卫星网络包括星载路由交换设备、卫星终端和卫星网用户,星载路由交换设备通过星间链路连接相邻卫星的星载路由交换设备,通过星地链路连接不同波束下的卫星终端;该方法包括以下步骤:
A、星载路由交换设备周期性广播本星各波束网络配置信息和全网RIP优化协议路由信息;卫星终端接收到网络配置信息后,自动更新卫星侧接口配置;卫星终端接收到全网RIP优化协议路由信息后,更新本地路由转发表;
B、卫星终端运行RIP优化协议,获得卫星侧接口配置和可达网络信息后,生成RIP优化协议路由信息报文,包括RIP路由节点标识、可达网络IP地址前缀、下一跳节点以及链路代价,发送给星载路由交换设备;
C、星载路由交换设备接收到卫星终端的RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表,并将RIP优化协议路由信息报文向本波束下的其他卫星终端进行转发;
D、卫星终端接收到星载路由交换设备转发的本波束下其他卫星终端的RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新卫星终端路由转发表;若卫星终端路由转发表发生变化,则生成标准RIP路由信息报文,向卫星网用户进行路由通告;
E、卫星终端从某颗卫星节点的原波束移动切换到新的波束后,接收新波束网络配置信息,自动更新卫星侧接口配置,生成新的RIP优化协议路由信息报文,发送给星载路由交换设备;星载路由交换设备接收到该卫星终端新的RIP优化协议路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表;
F、卫星终端从原卫星移动切换到新的卫星后,接收新卫星网络配置信息,自动更新卫星侧接口配置,生成新的RIP优化协议路由信息报文,发送给星载路由交换设备;星载路由交换设备接收到该卫星终端新的RIP优化协议路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表;同时,星载路由交换设备生成RIP优化协议路由信息报文,向本星各波束下的卫星终端以及邻星的星载路由交换设备进行转发;
G、本星各波束下的卫星终端收到RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新卫星终端路由转发表;邻星的星载路由交换设备收到RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表,并继续向本星各波束下的卫星终端以及邻星的星载路由交换设备进行转发,直到全网的星载路由交换设备和卫星终端获得这一RIP优化协议路由信息报文。
进一步的,所述步骤A中,各波束网络配置信息包括卫星号、波束号和网络前缀,网络前缀格式为10.卫星号+波束号.X.X/16;卫星终端卫星侧接口配置包括IP地址和掩码,接口IP地址由该波束网络前缀与卫星终端ID组合而成,接口掩码与该波束网络前缀相同。
进一步的,所述步骤B中,RIP路由节点标识全网唯一、固定不变,由初次入网时所在卫星波束的网络前缀与卫星终端ID组合而成;链路代价采用跳数进行标识,范围0~15。
进一步的,所述步骤C中,星载路由交换设备根据RIP优化协议路由信息报文中的可达网络IP地址前缀信息,查找星上路由转发表,若不存在相应路由表项,则将该路由表项添加到星上路由转发表中;若存在相应路由表项,则将该路由表项的定时器进行更新。
进一步的,所述步骤E中,星载路由交换设备接收到卫星终端新的RIP优化协议路由信息报文,根据RIP路由节点标识和卫星终端卫星侧IP地址,判断卫星终端是否发生波束切换;若发生切换,则更新星上路由转发表中相应表项的下一跳信息。
进一步的,所述步骤G中,邻星的星载路由交换设备收到RIP优化协议路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,查找星上路由转发表,若存在相应路由表项且RIP路由节点标识相同,则更新星上路由转发表中相应表项的下一跳和链路代价信息。
本发明与背景技术相比具有如下有益效果:
1、本发明可使卫星终端自动感知和配置卫星侧接口地址,实现卫星终端随遇接入基于星上IP路由交换的卫星网络。
2、本发明可使RIP协议支持点到多点网络接口,实现同一波束内卫星终端RIP路由的正确学习。
3、本发明可使卫星终端跨波束、跨星移动切换时,RIP协议可以快速重路由,实现卫星网络中数据的可靠传输。
附图说明
图1 是本发明实施例的应用场景示意图;
图2 是本发明实施例中同波束内S-RIP协议交互流程图;
图3是本发明实施例中移动切换时S-RIP协议交互流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1所示为一种基于星上IP路由交换的卫星网络的应用场景,其中,卫星网络包括星载路由交换设备、卫星终端和卫星网用户,星载路由交换设备通过星间链路连接相邻卫星的星载路由交换设备,通过星地链路连接不同波束下的卫星终端。星载路由交换设备和卫星终端采用RIP优化协议(以下称作S-RIP协议),完成路由信息的学习和路由转发表的生成,实现卫星用户数据在波束内、波束间以及星间的快速转发。
如图2、3所示,该方法包括以下步骤:
A、星载路由交换设备周期性广播本星各波束网络配置信息和全网S-RIP路由信息。卫星终端接收到网络配置信息后,自动更新卫星侧接口配置;卫星终端接收到全网S-RIP路由信息后,更新本地路由转发表。
其中,所述步骤A中各波束网络配置信息包括卫星号、波束号和网络前缀等信息,网络前缀格式为10.卫星号+波束号.X.X/16。卫星终端卫星侧接口配置包括IP地址和掩码,接口IP地址由该波束网络前缀与卫星终端ID组合而成,接口掩码与该波束网络前缀相同。
B、卫星终端运行S-RIP协议,获得卫星侧接口配置和可达网络信息后,生成S-RIP路由信息报文,包括RIP路由节点标识、可达网络IP地址前缀、下一跳节点以及链路代价等,发送星载路由交换设备。
其中,所述步骤B中RIP路由节点标识全网唯一、固定不变,由初次入网时所在卫星波束的网络前缀与卫星终端ID组合而成。链路代价采用跳数进行标识,范围0~15。
C、星载路由交换设备接收到卫星终端的S-RIP路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表,并将S-RIP路由信息报文向本波束下的其他卫星终端进行转发。
其中,所述步骤C中星载路由交换设备根据S-RIP路由信息报文中的可达网络IP地址前缀信息,查找星上路由转发表,若不存在相应路由表项,则将该路由表项添加到星上路由转发表中;若存在相应路由表项,则将该路由表项的定时器进行更新。
D、卫星终端接收到星载路由交换设备转发的本波束下其他卫星终端的S-RIP路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新卫星终端路由转发表。若卫星终端路由转发表发生变化,则生成标准RIP路由信息报文,向卫星网用户进行路由通告。
E、卫星终端从某颗卫星节点的原波束移动切换到新的波束后,接收新波束网络配置信息,自动更新卫星侧接口配置,生成新的S-RIP路由信息报文,发送给星载路由交换设备。星载路由交换设备接收到该卫星终端新的S-RIP路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表。
其中,所述步骤E中星载路由交换设备接收到卫星终端新的S-RIP路由信息报文,根据RIP路由节点标识和卫星终端卫星侧IP地址,判断卫星终端是否发生波束切换。若发生切换,则更新星上路由转发表中相应表项的下一跳信息。
F、卫星终端从原卫星移动切换到新的卫星后,接收新卫星网络配置信息,自动更新卫星侧接口配置,生成新的S-RIP路由信息报文,发送给星载路由交换设备。星载路由交换设备接收到该卫星终端新的S-RIP路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表。同时,星载路由交换设备生成S-RIP路由信息报文,向本星各波束下的卫星终端以及邻星的星载路由交换设备进行转发。
G、本星各波束下的卫星终端收到S-RIP路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新卫星终端路由转发表。邻星的星载路由交换设备收到S-RIP路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表,并继续向本星各波束下的卫星终端以及邻星的星载路由交换设备进行转发。直到全网的星载路由交换设备和卫星终端获得这一S-RIP路由信息报文。
其中,所述步骤G中邻星的星载路由交换设备收到S-RIP路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,查找星上路由转发表,若存在相应路由表项且RIP路由节点标识相同,则更新星上路由转发表中相应表项的下一跳和链路代价信息。
本发明方法采用接口网络配置信息自动感知、星上RIP报文波束内转发、RIP报文格式与路由算法优化等方法,实现基于星上IP路由交换的卫星网络RIP路由动态快速学习。
总之,本发明独创了一种适合星上IP路由交换的RIP协议优化方法,可用于具有星上IP路由交换、星间互连的卫星网络场景中,解决标准RIP路由协议应用于卫星网络时,存在的跨星跨波束路由收敛慢、单波束内动态组网RIP路由学习困难等难题。
最后应该说明的是:以上所述仅为本发明的优选实例,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可对前述实施例的技术方案进行修改,或对其他部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其特征在于,应用于卫星网络;所述卫星网络包括星载路由交换设备、卫星终端和卫星网用户,星载路由交换设备通过星间链路连接相邻卫星的星载路由交换设备,通过星地链路连接不同波束下的卫星终端;该方法包括以下步骤:
A、星载路由交换设备周期性广播本星各波束网络配置信息和全网RIP优化协议路由信息;卫星终端接收到网络配置信息后,自动更新卫星侧接口配置;卫星终端接收到全网RIP优化协议路由信息后,更新本地路由转发表;
B、卫星终端运行RIP优化协议,获得卫星侧接口配置和可达网络信息后,生成RIP优化协议路由信息报文,包括RIP路由节点标识、可达网络IP地址前缀、下一跳节点以及链路代价,发送给星载路由交换设备;
C、星载路由交换设备接收到卫星终端的RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表,并将RIP优化协议路由信息报文向本波束下的其他卫星终端进行转发;
D、卫星终端接收到星载路由交换设备转发的本波束下其他卫星终端的RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新卫星终端路由转发表;若卫星终端路由转发表发生变化,则生成标准RIP路由信息报文,向卫星网用户进行路由通告;
E、卫星终端从某颗卫星节点的原波束移动切换到新的波束后,接收新波束网络配置信息,自动更新卫星侧接口配置,生成新的RIP优化协议路由信息报文,发送给星载路由交换设备;星载路由交换设备接收到该卫星终端新的RIP优化协议路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表;
F、卫星终端从原卫星移动切换到新的卫星后,接收新卫星网络配置信息,自动更新卫星侧接口配置,生成新的RIP优化协议路由信息报文,发送给星载路由交换设备;星载路由交换设备接收到该卫星终端新的RIP优化协议路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表;同时,星载路由交换设备生成RIP优化协议路由信息报文,向本星各波束下的卫星终端以及邻星的星载路由交换设备进行转发;
G、本星各波束下的卫星终端收到RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新卫星终端路由转发表;邻星的星载路由交换设备收到RIP优化协议路由信息报文后,根据可达网络IP地址前缀信息,更新星上路由转发表,并继续向本星各波束下的卫星终端以及邻星的星载路由交换设备进行转发,直到全网的星载路由交换设备和卫星终端获得这一RIP优化协议路由信息报文。
2.根据权利要求1所述的一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其特征在于,所述步骤A中,各波束网络配置信息包括卫星号、波束号和网络前缀,网络前缀格式为10.卫星号+波束号.X.X/16;卫星终端卫星侧接口配置包括IP地址和掩码,接口IP地址由该波束网络前缀与卫星终端ID组合而成,接口掩码与该波束网络前缀相同。
3.根据权利要求1所述的一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其特征在于,所述步骤B中,RIP路由节点标识全网唯一、固定不变,由初次入网时所在卫星波束的网络前缀与卫星终端ID组合而成;链路代价采用跳数进行标识,范围0~15。
4.根据权利要求1所述的一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其特征在于,所述步骤C中,星载路由交换设备根据RIP优化协议路由信息报文中的可达网络IP地址前缀信息,查找星上路由转发表,若不存在相应路由表项,则将该路由表项添加到星上路由转发表中;若存在相应路由表项,则将该路由表项的定时器进行更新。
5.根据权利要求1所述的一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其特征在于,所述步骤E中,星载路由交换设备接收到卫星终端新的RIP优化协议路由信息报文,根据RIP路由节点标识和卫星终端卫星侧IP地址,判断卫星终端是否发生波束切换;若发生切换,则更新星上路由转发表中相应表项的下一跳信息。
6.根据权利要求1所述的一种适用于星上IP路由交换的RIP协议优化方法,其特征在于,所述步骤G中,邻星的星载路由交换设备收到RIP优化协议路由信息报文,根据可达网络IP地址前缀信息,查找星上路由转发表,若存在相应路由表项且RIP路由节点标识相同,则更新星上路由转发表中相应表项的下一跳和链路代价信息。
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