CN116582896A - 卫星通信方法和卫星通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种卫星通信方法和卫星通信系统，该卫星通信系统包括控制管理模块，一定数量的低轨接入节点，以及一定数量的高轨转发节点。该方法包括通过源低轨接入节点发送第一消息至控制管理模块；控制管理模块根据第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至源低轨接入节点；源低轨接入节点根据第二消息得到新数据包，并将新数据包发送至目标高轨转发节点，以使目标高轨转发节点根据新数据包，得到目标数据包，并将目标数据包发送至目的低轨接入节点。这样实现卫星网络切片的差异化服务，满足不同类型切片的资源需求，以达到最大化卫星网络中的网络数据承载量。

Description

卫星通信方法和卫星通信系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种卫星通信方法和卫星通信系统。

背景技术

随着卫星网络的发展，卫星网络需要承载的网络业务类型也越来越多。不同业务场景对于网络的服务质量和资源需求差异较大，针对上述问题，可采用网络切片技术来进行解决。然而，由于卫星网络中的带宽资源更加受限，且卫星网络设备异构性强，传统的网络切片技术无法应用于卫星网络场景中。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种卫星通信方法和卫星通信系统。

基于上述目的，本申请提供了一种卫星通信方法，应用于卫星通信系统，所述卫星通信系统包括控制管理模块，一定数量的低轨接入节点，以及一定数量的高轨转发节点；

所述方法包括：

源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块；

所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点；其中，所述第二消息包括所述目标高轨转发节点的地址；

所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，并将所述新数据包发送至所述目标高轨转发节点，以使所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，并将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点。

可选地，所述卫星通信系统还包括第一地面设备和第二地面设备，所述第一地面设备与所述源低轨接入节点通信连接；

所述源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块具体包括：

所述源低轨接入节点接收所述第一地面设备发送的原数据包，根据所述原数据包，得到所述第一地面设备的地址和所述第二地面设备的地址，并根据所述源低轨接入节点的地址、所述第一地面设备的地址和所述第二地面设备的地址，生成所述第一消息。

可选地，所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，包括：

所述控制管理模块根据所述第一消息，查询所述源低轨接入节点与所述一定数量的高轨转发节点之间，以及所述一定数量的高轨转发节点与所述目的低轨接入节点之间每条链路的链路状态；

所述控制管理模块获取预设的切片参数系数，以及获取所述一定数量的低轨接入节点和所述一定数量的高轨转发节点的负载状态和端口性能；

所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，选择所述目标高轨转发节点。

可选地，所述第二地面设备与所述目的低轨接入节点通信连接；

所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点具体包括：

所述控制管理模块根据所述第一消息，得到所述第二地面设备的地址，并根据选择的所述目标高轨转发节点，得到所述目标高轨转发节点的地址，根据所述第二地面设备的地址，确定所述目的低轨接入节点的地址，并根据所述目标高轨转发节点的地址和所述目的低轨接入节点的地址，生成所述第二消息。

可选地，所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，包括：

所述源低轨接入节点根据所述第二消息，得到所述目标高轨转发节点的地址和所述目的低轨接入节点的地址，并根据所述目标高轨转发节点的地址、所述目的低轨接入节点的地址和所述原数据包，得到所述新数据包；其中，所述原数据包存储于所述新数据包的数据部分，所述目的低轨接入节点的地址存储于所述新数据包的可选字段部分。

可选地，所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，包括：

所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到所述目的低轨接入节点的地址，根据所述目的低轨接入节点的地址和所述原数据包，得到所述目标数据包。

可选地，所述将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点之后，所述方法还包括：

所述目的低轨接入节点根据所述目标数据包，得到所述原数据包，并将所述原数据包发送至所述第二地面设备。

可选地，所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，选择所述目标高轨转发节点，包括：

所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，加权计算所述每条链路的链路优先级，并根据所述链路优先级，选择所述目标高轨转发节点。

可选地，所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，包括：

响应于所述控制管理模块的数据缓存中存在与所述第一消息相匹配的高轨转发节点的数据信息，且所述数据信息未过期，所述控制管理模块将所述数据信息对应的高轨转发节点作为所述目标高轨转发节点。

基于上述目的，本申请还提供了一种卫星通信系统，所述卫星通信系统包括控制管理模块，一定数量的低轨接入节点，以及一定数量的高轨转发节点；

源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块；

所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点；其中，所述第二消息包括所述目标高轨转发节点的地址；

所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，并将所述新数据包发送至所述目标高轨转发节点，以使所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，并将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点。

从上面所述可以看出，本申请提供的一种卫星通信方法和卫星通信系统，该方法通过源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块，以使控制管理模块根据第一消息选择合适的目标高轨转发节点，并返回选择结果至源低轨接入节点。源低轨接入节点再根据返回的选择结果得到新数据包，并将新数据包发送至目标高轨转发节点，以使目标高轨转发节点根据新数据包得到目标数据包，并将目标数据包发送至目的低轨接入节点。本申请的方法面向卫星网络，对网络链路资源进行优化调度，根据不同类型切片对网络链路资源需求的不同，实现网络切片的差异化服务，满足不同类型切片的资源需求，以达到最大化卫星网络中的网络数据承载量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信系统的示意图。

图2示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信方法的流程图。

图3示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信方法的示意图。

图4示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术所述，传统的网络切片技术不能很好的适应卫星网络设备异构化与带宽资源相对受限的场景特征。

具体地，在传统的VxLAN(Virtual eXtensible Local Area Network，虚拟扩展局域网)网络中，一般是采用泛洪学习的方法来确定对端设备接入交换机的IP(InternetProtocol，网际互连协议)地址和MAC(Media Access Control Address，局域网地址)地址，在这个过程中，需要向整个网络发送组播数据包，然后根据接收到的组播数据包源地址，学习路由信息并将其存储到交换机的转发表中。组播泛洪这一过程需要发送大量的数据包，无形中占用了大量的网络资源。与地面网络相比，卫星网络中的带宽资源更加受限，因此，传统的VxLAN网络无法直接应用于卫星网络场景中。

另外，由于卫星网络具有异构特征，无论采用哪种网络切片技术，都需要设备支持对应的切片协议。然而卫星网络设备异构性强，在异构设备上部署统一的切片协议，尤其是经过定制化改进的切片协议有较大困难。

因此，设计一种能够适应卫星网络环境的切片方法非常重要。这也是本发明的主要设计初衷，即将SONiC(Software for Open Networking in the Cloud)网络操作系统中软硬件解耦、软件容器化、引入数据库的特性融合到卫星网络中来，结合改进的VxLAN技术来灵活应对卫星网络中的网络环境，实现卫星网络切片。

针对上述问题，本申请提出一种卫星通信方法和卫星通信系统。该卫星通信系统包括控制管理模块，一定数量的低轨接入节点，以及一定数量的高轨转发节点。该方法通过源低轨接入节点发送第一消息至控制管理模块，控制管理模块根据第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至源低轨接入节点，源低轨接入节点根据第二消息得到新数据包，并将新数据包发送至目标高轨转发节点，以使目标高轨转发节点根据新数据包，得到目标数据包，并将目标数据包发送至目的低轨接入节点。本申请的方法面向卫星网络，对网络链路资源进行优化调度，根据不同类型切片对网络链路资源需求的不同，实现网络切片的差异化服务，满足不同类型切片的资源需求，以达到最大化卫星网络中的网络数据承载量。

本申请实施例面向卫星网络场景，基于SONiC网络操作系统和改进的VxLAN技术实现。在满足卫星网络特征需求的前提下实现卫星网络Overlay(一种网络构建技术)逻辑切片与传输逻辑隔离，并且能够基于卫星网络中的不同应用场景和不同业务类型实现网络切片的差异化服务质量保证。

由于卫星网络设备异构性强，在异构设备上部署统一的切片协议，尤其是经过定制化改进的切片协议存在较大困难。而且与地面网络相比，卫星网络带宽与算储资源相对受限，因此在卫星网络中无法直接套用地面网络中已相对成熟的切片方法。针对这一问题，本申请实施例采用的SONiC网络操作系统具有软硬件彻底解耦、软件模块容器化、协议逻辑与数据松耦合、高可靠、易扩展等特点，支持网络应用程序功能在异构设备上的快速开发、部署、修改、测试和维护，节省设备算储资源，支持网络资源更加灵活地调度。

此外，本申请实施例还针对卫星网络带宽资源受限的特性对VxLAN切片技术进行改进，通过对切片ID(Identity document)信息的标识与处理，实现切片的划分和数据传输隔离并节省带宽资源。本发明通过SONiC来实现切片数据包的构造、识别和转发，同时提供网络流量和链路状态的监控，通过集中式控制器对网络进行集中控制，对整个网络的性能数据进行监控汇总，根据切片参数设定进行转发节点选举，使得不同切片中的流量可以选择不同的转发路径，从而实现切片的差异化服务支持。

图1示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信系统的示意图。

如图1所示，该卫星通信系统可以包括三个模块：低轨接入模块(LAEP)、高轨转发模块(HFN)和控制管理模块。低轨接入模块中包括一定数量的低轨接入节点，高轨转发模块中包括一定数量的高轨转发节点。通过在低轨卫星中设置低轨接入模块，在高轨卫星中设置高轨转发模块，完成切片内地面设备发送的数据包处理和转发。在高轨卫星中设置控制管理模块，实现对整个卫星网络切片内地面设备发送的数据包的控制和管理。

如图1所示，控制管理模块可以实现转发控制、切片管理和数据存储功能。控制功能是指通过对高轨转发模块中的转发节点设备运行状态(如内存、CPU负载等)进行监控和采集，对高轨转发模块和低轨接入模块之间的链路状态(如时延、抖动等)进行监控和采集，对实时采集到的这些数据进行分析，根据切片类别的不同，为不同切片分配不同的转发节点。切片管理和数据存储功能包括切片信息管理、用户设备信息管理，以及用户权限管理等功能，可以方便快捷地创建删除切片，部署切片网络数据。

低轨接入模块用于部署SONiC切片接入功能容器，连接高轨转发模块与地面设备，负责对地面设备发来的数据包进行改进VxLAN数据包的封装以及对高轨转发模块发来的数据包进行解封装，同时根据切片属性类别的不同对数据包进行一定的处理，如鉴权、加密、限速等，然后将处理好的数据包发往高轨转发模块或地面设备。

高轨转发模块用于部署SONiC切片转发功能容器，负责对低轨接入模块发来的数据包进行转发。对数据包进行解封装处理，根据数据包中存储的目标节点信息对数据包进行修改，然后将数据包发往目标节点。

在低轨接入模块中，对于来自不同地面设备、不同切片的数据包，在进行改进VxLAN数据包的封装时，赋予不同的切片ID标识，而在解封装时，会根据切片ID标识，将内层的Overlay数据包发往不同的用户设备。因此，对于切片内的用户设备而言，对于上层的改进VxLAN数据包封装操作是无感知的，用户设备只能访问到自己所属切片内的数据，因此能够实现切片内的网络隔离功能。

控制管理模块中的集中式控制器能够对全局的网络链路状态进行感知，从而能够根据数据包所属切片的切片属性，针对不同类型的网络切片，分配不同的高轨转发节点，选择不同的网络链路。

SONiC可以解决卫星网络异构化设备的功能全局部署问题。在实现切片功能上，不需要针对不同的卫星硬件平台单独开发部署适配其专属接口的切片模块，而是仅开发针对SONiC的切片软件容器，即可快速实现大规模全局部署。本发明中基于SONiC设计并实现了灵活的、动态且细粒度的卫星网络切片资源调配功能。

在切片内数据包转发过程中，由于卫星网络通信场景下的用户身份类别和安全级别的不同，不同切片间的数据包应互不可见，实现数据传输隔离。在传统的基于VxLAN的切片传输隔离方法中，一般是采用泛洪学习的方法来确定对端设备接入交换机的IP地址和MAC地址，在这个过程中，需要向整个网络发送组播数据包，然后根据接收到的组播数据包源地址，将其学习并存储到交换机的转发表中。组播泛洪这一过程需要发送大量的数据包，无形中占用了大量的网络资源。而与地面网络相比，卫星网络中的带宽资源更加受限。因此，传统的VxLAN方法无法很好的适应卫星网络的通信需求。

针对上述问题，本申请实施例对VxLAN方法进行了改进以适配卫星网络切片的通信需求，利用集中式的控制管理模块，统一存储切片内设备与低轨接入节点的IP/MAC地址映射关系。用户设备接入切片时，将存储在SONiC数据库中的设备信息，以及接入切片信息，发送至控制管理模块，由控制管理模块对整个卫星网络内的切片内设备映射关系做统一管控。当低轨接入节点收到新的切片数据包时，会向控制管理模块发送切片信息查询请求，控制管理模块根据实时链路状态变化，向低轨接入节点返回转发节点信息以及目的节点信息。低轨接入节点根据控制管理模块下发的返回结果更新交换机设备的转发表，同时构造新的改进VxLAN数据包。本申请实施例中采用源路由的思想实现改进VxLAN数据包的转发，在低轨接入节点构造改进VxLAN数据包时，将所选的高轨转发节点信息写入至外层IP/MAC中，而将真正的目的节点信息，以可选字段的方式写入至数据包中。当数据包转发至高轨转发节点时，再从可选字段中解析出目的节点信息，改写数据包后再继续进行转发。

本申请实施例在切片内数据包转发及数据传输隔离功能设计与实现的过程中，充分体现了SONiC的优势。传统的切片方案，大多都需要定制化的接入端点设备，以支持切片标识写入，协议嵌套或者地址翻译等操作。采用SONiC网络操作系统，通过将网络功能容器化，实现了快速部署和无感升级。

图2示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信方法的流程图。该方法可以包括如下步骤。

在步骤S202，源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块。

如图3所示，切片内的第一地面设备(例如，地面设备A)要向第二地面设备(例如，地面设备B)发送原数据包，该原数据包包括地面设备A的地址(例如，scr_mac:00:00:00:00:00:0a，src_ip:192.168.1.11/24)，地面设备B的地址(例如，dst_mac:00:00:00:00:00:0b，dst_ip:192.168.1.22/24)，以及其他数据信息(data…)。在一些实施例中，源低轨接入节点(例如，低轨接入节点A)发送第一消息之前，参见步骤①，原数据包首先被转发至与地面设备A通信连接的低轨接入节点A。

如图3所示，参见步骤②，在一些实施例中，低轨接入节点A通过SONiC切片接入功能容器向控制管理模块发送第一消息，以查询高轨转发节点的信息，以及与地面设备B通信连接的目的低轨接入节点(例如，低轨接入节点B)的设备信息。若控制管理模块的数据存储中存在与低轨接入节点A发送的第一消息匹配的切片转发缓存数据信息，且该缓存数据信息尚未过期，则直接从数据存储中读取该数据信息。

可以理解，用于查询高轨转发节点以及接入节点信息的第一消息根据低轨接入节点A接收到的地面设备A发送的原数据包生成，且包括信息和切片类别。信息可以包括低轨接入节点A的IP地址(例如，10.0.1.1/24)、MAC地址(例如，11:00:00:00:00:0a)、地面设备A的IP地址(例如，192.168.1.11/24)和地面设备B的IP地址(例如，192.168.1.22/24)。切片类别可以根据不同切片对网络资源需求情况的不同(例如，有的切片需要高带宽，有的切片需要低延迟)，在切片管理系统(即控制管理模块中的切片管理模块)里面提前设置好不同的切片，每个切片具有唯一的切片ID。在这里传输的切片类别即该切片ID。

在步骤S204，所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点；其中，所述第二消息包括所述目标高轨转发节点的地址。

如图3所示，在一些实施例中，控制管理模块根据低轨接入节点A发来的第一消息(例如，低轨接入节点A的地址、地面设备A的地址和地面设备B的地址)，参见步骤③，进入切片资源调配流程，选择合适的目标高轨转发节点，并将第二消息(例如，目标高轨转发节点的地址和低轨接入节点B的地址)返回给低轨接入节点A(参见步骤④)。

图4示出了根据本申请实施例的示例性卫星通信方法的流程图。上述切片资源调配流程可以包括如下步骤。

在步骤S402，所述控制管理模块根据所述第一消息，查询所述源低轨接入节点与所述一定数量的高轨转发节点之间，以及所述一定数量的高轨转发节点与所述目的低轨接入节点之间每条链路的链路状态。

在一些实施例中，控制管理模块接收到低轨接入模块中的低轨接入节点A发来的用于切片转发请求的第一消息，查询低轨接入节点A至高轨转发模块中每个高轨转发节点的每条链路的链路状态，以及查询每个高轨转发节点至低轨接入模块中低轨接入节点B的每条链路的链路状态，将结果存储到数据存储中缓存。

在步骤S404，所述控制管理模块获取预设的切片参数系数，以及获取所述一定数量的低轨接入节点和所述一定数量的高轨转发节点的负载状态和端口性能。

在本申请实施例的卫星通信系统中，低轨接入模块和高轨转发模块中各节点可以通过SONiC系统监控组件获取当前负载状态和端口性能。同时，控制管理模块可以定时对整个网络系统的性能数据进行监控汇总。控制管理模块的数据存储中存储有预先设置好的不同切片的参数系数。

在步骤S406，所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，选择所述目标高轨转发节点。

在一些实施例中，控制管理模块从数据存储中获取预先设置好的对应切片的切片参数系数，结合切片参数系数和SONiC节点的负载状态、端口性能、链路状态等数据，加权计算每条转发链路的链路优先级，选举出当前网络状态下对于该切片最优的高轨转发节点。可以参照下述公式加权计算链路优先级：

w＝c₁×a₁+c₂×a₂+…+c_n×a_n

其中，c₁,c₂,…,c_n为切片参数系数，a₁,a₂,…,a_n为实时获取的节点的负载状态、端口性能和链路状态等数据。

控制管理模块将高轨转发节点的选举结果返回至低轨接入节点A，并将选举结果存储到缓存中。

控制管理模块在查询链路状态以及选择合适的目标高轨转发节点时，若系统中存在缓存数据且缓存数据尚未过期，可以直接从缓存中读取数据。如果没有缓存的话，每接收到一个数据包都需要去查询链路状态，如此会浪费大量时间和计算资源。链路状态短时间内是不会改变的，因此存到缓存中，后续数据包可以直接调用。这样，通过缓存直接返回结果，能够减少数据传输耗时，同时也通过缓存减少了控制管理模块中运算的执行次数，节省了卫星中宝贵的计算资源。

在步骤S206，所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，并将所述新数据包发送至所述目标高轨转发节点，以使所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，并将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点。

如图3所示，在一些实施例中，低轨接入节点A根据控制管理模块返回的第二消息(参见步骤④)，通过SONiC切片接入功能容器，以Underlay(一种网络构建技术)的方式构造新数据包。其中，新数据包的源地址为低轨接入节点A的地址(例如，src_mac:11:00:00:00:00:0a，src_ip:10.0.1.1/24)，目的地址是第二消息中的所选择的目标高轨转发节点的地址(例如，dst_mac:22:00:00:00:00:0a，dst_ip:10.1.1.1/24)，而新数据包真正的目的地址，即，低轨接入节点B的地址，存储在数据包的可选字段中(例如，Option:fdst_ip:10.0.2.1/24)。同时，将地面设备A发来的原始数据包(例如，原数据包)以Overlay的方式存储在新数据包的数据(data)部分中。同时，低轨接入节点A将切片转发节点信息存储到缓存中。

可以理解，将原数据包存储在新数据包的data部分，低轨接入节点B的地址存储于数据包的可选字段部分是为了遵循最小改动原则，以保证兼容性。在VxLAN协议中，原始数据包就是存在data部分的，因此在这里还是放在data部分。在原VxLAN协议中，VxLAN头部存在32比特的保留字段(即可选字段)，因此将目的地址(例如，低轨接入节点B的地址)存放在这里，使得网络链路中未安装本发明的交换机，也能够按照VxLAN协议正常解析数据包并进行读取与转发。而如果将目的地址(例如，低轨接入节点B的地址)存储在数据包的其他部分中，协议的格式会发生变化，对于未安装本发明的交换机，这就是一个新的未知的协议，就不能正确解析，也不能进行读取与转发。

如图3所示，参见步骤⑤，低轨接入节点A将构造好的新数据包按照原卫星网络中部署的路由策略发往所选择的目标高轨转发节点。

如图3所示，参见步骤⑥，在一些实施例中，目标高轨转发节点接收到低轨接入节点A发来的新数据包，通过SONiC切片转发功能容器对新数据包进行解封装，从可选字段中读取出此新数据包的目的地址，即，低轨接入节点B的地址，将此地址作为新的目的地址对新数据包进行修改并重新封装，得到目标数据包。该目标数据包中，源地址为目标高轨转发节点的地址(例如，src_mac:22:00:00:00:00:0a，src_ip:10.0.1.1/24)，目的地址为低轨接入节点B的地址(例如，dst_mac:11:00:00:00:00:0b，dst_ip:10.0.2.1/24)，以Overlay方式存储的原数据包依然存储于data部分。

如图3所示，参见步骤⑦，目标高轨转发节点将目标数据包按照原卫星网络中部署的路由策略发往低轨接入节点B。

如图3所示，在一些实施例中，低轨接入节点B接收到目标高轨转发节点发来的目标数据包，通过SONiC切片接入功能容器从目标数据包的data部分中提取出原数据包，将此原数据包发送给地面设备B(参见步骤⑧)。

如图3所示，参见步骤⑨，地面设备B接收到低轨接入节点B发来的原数据包。

本申请提出的一种卫星通信方法和卫星通信系统，在集中化控制架构下，该方法可通过与环境不断交互，实时调整卫星网络中的转发策略，利用高轨转发节点的负载性能差异，给不同业务场景和不同业务类型的网络切片提供差异化服务。该方法融合了SONiC网络操作系统的软硬件解耦、软件容器化以及引入数据库的特性，具备易于开发、易于维护、易于移植、易于升级的优势，在满足卫星网络数据稳定传输的同时支持异构设备的功能统一部署。同时，该方法利用改进的VxLAN技术对切片内数据包进行重新封装，增加了对切片资源调配的支持，减小了VxLAN组网时对网络资源的占用，在给切片内数据提供安全隔离环境的同时，更适用于卫星网络带宽资源受限的场景。

需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星通信方法，其特征在于，应用于卫星通信系统，所述卫星通信系统包括控制管理模块，一定数量的低轨接入节点，以及一定数量的高轨转发节点；

所述方法包括：

源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块；

所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点；其中，所述第二消息包括所述目标高轨转发节点的地址；

所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，并将所述新数据包发送至所述目标高轨转发节点，以使所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，并将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星通信系统还包括第一地面设备和第二地面设备，所述第一地面设备与所述源低轨接入节点通信连接；

所述源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块具体包括：

所述源低轨接入节点接收所述第一地面设备发送的原数据包，根据所述原数据包，得到所述第一地面设备的地址和所述第二地面设备的地址，并根据所述源低轨接入节点的地址、所述第一地面设备的地址和所述第二地面设备的地址，生成所述第一消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，包括：

所述控制管理模块根据所述第一消息，查询所述源低轨接入节点与所述一定数量的高轨转发节点之间，以及所述一定数量的高轨转发节点与所述目的低轨接入节点之间每条链路的链路状态；

所述控制管理模块获取预设的切片参数系数，以及获取所述一定数量的低轨接入节点和所述一定数量的高轨转发节点的负载状态和端口性能；

所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，选择所述目标高轨转发节点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二地面设备与所述目的低轨接入节点通信连接；

所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点具体包括：

所述控制管理模块根据所述第一消息，得到所述第二地面设备的地址，并根据选择的所述目标高轨转发节点，得到所述目标高轨转发节点的地址，根据所述第二地面设备的地址，确定所述目的低轨接入节点的地址，并根据所述目标高轨转发节点的地址和所述目的低轨接入节点的地址，生成所述第二消息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，包括：

所述源低轨接入节点根据所述第二消息，得到所述目标高轨转发节点的地址和所述目的低轨接入节点的地址，并根据所述目标高轨转发节点的地址、所述目的低轨接入节点的地址和所述原数据包，得到所述新数据包；其中，所述原数据包存储于所述新数据包的数据部分，所述目的低轨接入节点的地址存储于所述新数据包的可选字段部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，包括：

所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到所述目的低轨接入节点的地址，根据所述目的低轨接入节点的地址和所述原数据包，得到所述目标数据包。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点之后，所述方法还包括：

所述目的低轨接入节点根据所述目标数据包，得到所述原数据包，并将所述原数据包发送至所述第二地面设备。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，选择所述目标高轨转发节点，包括：

所述控制管理模块根据所述链路状态、所述切片参数系数、所述负载状态和所述端口性能，加权计算所述每条链路的链路优先级，并根据所述链路优先级，选择所述目标高轨转发节点。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，包括：

响应于所述控制管理模块的数据缓存中存在与所述第一消息相匹配的高轨转发节点的数据信息，且所述数据信息未过期，所述控制管理模块将所述数据信息对应的高轨转发节点作为所述目标高轨转发节点。

10.一种卫星通信系统，其特征在于，所述卫星通信系统包括控制管理模块，一定数量的低轨接入节点，以及一定数量的高轨转发节点；

源低轨接入节点发送第一消息至所述控制管理模块；

所述控制管理模块根据所述第一消息选择目标高轨转发节点，并返回第二消息至所述源低轨接入节点；其中，所述第二消息包括所述目标高轨转发节点的地址；

所述源低轨接入节点根据所述第二消息得到新数据包，并将所述新数据包发送至所述目标高轨转发节点，以使所述目标高轨转发节点根据所述新数据包，得到目标数据包，并将所述目标数据包发送至目的低轨接入节点。