一種基于動態窗口的衛星ip資源預留處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于動態窗口的衛星IP資源預留處理方法，屬于衛星通信領域。
【背景技術】
[0002] IP提供了無連接、不可靠和無確認的數據報交付機制，在有效利用網絡資源的同 時也無法保證業務的服務質量（Q〇S，QualityofService)。資源預留（RSVP，Resource ReservationProtocol)是一種在IP上承載的信令機制，該機制可用于在網絡中為數據流 建立一條具有足夠帶寬的單向通道，從而實現對數據流的可預測性傳輸。資源預留機制包 含一個信令的呼叫建立過程，在此呼叫建立過程中，用戶提出帶寬以及QoS參數請求，網絡 中參與資源預留過程的路由器將對于自身是否有足夠的資源做出回應。通過資源預留機制 可以為IP網絡上的數據傳輸預定和保證Q〇S，對于需要保證帶寬和時延的業務，具有十分 重要的作用。
[0003] 在衛星IP網絡中，對于某些高QoS要求的IP業務，如語音業務、視頻會議等，若通 過采用高層協議，如TCP協議等方法保證IP業務的QoS，則需要在星地之間進行頻繁交互， 由于衛星通信具有的長時延、高誤碼的特點，并不適于采用這類方法，因此可考慮采用RSVP 方法，在進行IP業務傳輸前，提前告知衛星網絡該業務傳輸所需資源信息，有效保證通信 暢通，保證IP業務QoS要求。目前地面通過RFC2205規定了RSVP規范，地面在通過RSVP 進行資源預留時，將所有路由器及終端節點視為相同類型，采用的處理方式也完全一致，并 沒有考慮衛星IP網絡具有的帶寬資源有限的特點，由于IP業務是具有突發性的，而RSVP 所申請的預留資源情況只是一個統計值，并不一定可以實時或者準確反映IP業務特性，當 RSVP所申請的預留資源大于實際使用資源時，會降低衛星IP網絡資源利用率，甚至可能使 其他鏈路資源不足導致通信受限；當RSVP所申請的預留資源小于實際使用資源時，會導致 衛星IP網絡無法完全保證業務Q〇S，甚至導致產生鏈路擁塞。因此，本發明提出一種基于動 態窗口的資源預留方法，可使RSVP所預留的資源更符合星上實際使用資源情況。
[0004] 目前地面IP網絡關于采用資源預留（RSVP)的公開資料較多，但基于動態窗口的 資源預留處理方法并不多，目前查找到的各類公開資料，其采用的方法及目的具體如下：
[0005] (1)查閱中文文獻，在數據庫中搜索關鍵詞"衛星"、"資源預留/RSVP"共有15篇 文獻，搜索"資源預留/RSVP"和"動態窗口 "共有9篇文獻。其中涉及到具體"資源預留" 處理方法的有5篇：
[0006] 《半導體光電》2014年10月第35卷第5期文獻"一種適用于星載光交換網絡的資 源預留協議"，根據衛星光交換網絡應用需求，結合現有的地面光突發交換資源預留方法， 提出一種基于突發流的資源預留協議，通過流量估計把突發數據按照目的地址和QoS區分 為單個突發和突發流，然后按照這兩種分類對衛星光網絡資源進行預留。
[0007] 《小型微型計算機系統》2007年1月第1期文獻"全IP移動網絡中基于信令預測 優先級排隊的動態資源預留排序"提出一種在全IP移動網絡中基于信令預測優先級排隊的 動態排序算法，可以有效地對多個移動主機進行資源預留。
[0008]《中國激光》2013年第40卷第11期文獻"基于突發流的星載光交換數據信道調度 算法"根據衛星光交換網絡應用需求，提出了一種基于突發流資源預留的星載光交換信道 調度算法。通過流量估計把突發數據按照目的地址和突發區服務質量（QoS)區分為單個突 發和突發流，并分類進行資源預留。
[0009]《信號處理》2009年第25卷第8期文獻"LEO衛星網絡中基于門限的切換優先資 源管理機制"針對LEO衛星網絡提出了一種基于門限的切換優先資源管理算法，在進行實際 系統配置之前根據系統參數及業務參數計算出應該采用的預留門限值的大小，以動態地反 映出業務及系統參數的變化，但該方法并沒有將申請預留的參數與實際使用的參數進行比 對。
[0010] 《通信學報》2014年2月第35卷第2期文獻"云計算中的服務可用性保障機制"中 提出了一種基于滑動窗口的資源預留SWRR算法，其基本思想是：在云計算平臺中為VIP任 務預留一定數量的優秀資源，并將這部分優秀資源在整個資源池中所占的比例稱為窗口。 該算法中是將網絡資源劃分為兩個部分，通過滑動窗口來動態調整VIP可用的資源，而本 發明是通過動態窗口調整資源預留所申請的預留資源參數。
[0011] (2)查閱外文文獻，在數據庫中搜索"satellite"和"RSVP/ResourceReservation Protocol''，"RSVP/ResourceReservationProtocol"和"dynamicallywindow''，"RSVP/ ResourceReservationProtocol"，其中1篇文獻討論RSVP在長時延、動態網絡下的應用 研宄。
[0012] YavuzSagir于 2013 年 9 月，在其碩士論文"DYNAMICBANDWIDTHPROVISIONING USINGMARKOVCHAINBASEDONRSVP"中，基于動態帶寬的無人駕駛系統（UGV)網絡，提出 采用馬爾科夫鏈（Markov)與RSVP相結合的方法，比單獨使用RSVP可提供該網絡更有保證 的帶寬量以及確立的QoS。
[0013] (3)查閱專利，在中外專利檢索數據庫搜索"資源預留/RSVP"以及"處理"，"資源 預留/RSVP"以及"動態窗口"，共搜索到5項專利，其中涉及到RSVP具體處理方法的有3 項：
[0014] 專利《資源預留設置協議RSVP環境中提供帶寬預留的系統和方法》，專利號： CN200680010475,該發明提出一種策略，用于確定獲得或未獲得預留時以及呼叫過程中丟 失或得到預留時怎樣處理呼叫。通信系統能在如掛起、呼叫轉移、呼叫轉發、電話會議和共 享線路服務之類的各種情況中，處理預留或預留缺失。該方法用于地面通信系統，確定端點 在接收到RSVP預留申請后，如何確定預留策略或處理預留缺失。
[0015] 專利《資源預留協議流量工程下優雅重啟的實現裝置及方法》，專利號： CN200810181148,該發明提供了一種資源預留協議流量工程下優雅重啟的實現裝置及方 法。具體是通過在標簽交換路由器LSR的線路卡或控制卡上部署信令消息分發單元、信令 管理單元和信令處理單元，并在上述各單元的基礎上進行RSVP-TE信令消息的分發、處理 以及控制相應的GR處理過程。可以有效的實現RSVP-TE實例的分布式部署，從而使系統能 夠支持更大的容量規格，提高系統性能。
[0016] 專利《在3G網絡中的RSVP處理》，專利號：CN200410048412,該發明提出一種無線 電網絡中的RSVP處理方法，通過在IP協議和無線電網絡協議之間映射對應的參數以達到 希望的延遲和帶寬要求來實現IP信令，并可以被用于提供端到端的服務質量。
[0017] (4)在其他公開資料中搜索關于"衛星"、"資源預留/RSVP"、"動態窗口"， "satellite"、"ResourceReservationProtocol/RSVP"、"dynamicallywindow"等關鍵詞， 未搜索到相關信息。
[0018] 綜上，可以看到在所能查閱到的已有公開資料中，很少有將資源預留方法與動態 窗口相結合的方法，并且已有的將資源預留與窗口相結合的文獻，其所述的具體處理方法 及應用場景與本發明所述方法均不相同。
【發明內容】
[0019] 本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種衛星IP資源預留處 理方法，采用IP業務動態窗口門限，通過對星上實際使用的資源情況進行反饋，實現了IP 業務傳輸時間及RSVP預留資源參數的動態調整，使IP業務通過資源預留所申請的資源與 IP業務實際使用資源