專(zhuān)利名稱(chēng)：一種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法
—種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于深空通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法。
背景技術(shù)：
容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)指的是具有間歇連接、頻繁割裂、極高時(shí)延、非對(duì)稱(chēng)報(bào)文速率、較高誤碼率與丟包率以及異構(gòu)互連等特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。該類(lèi)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)下層鏈路的基本假設(shè)， 如，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的報(bào)文傳送時(shí)間不會(huì)大于一定值、每條鏈路在工作狀態(tài)下絕大多數(shù)時(shí)間是連通的、傳送報(bào)文報(bào)的丟失率非常小等特點(diǎn)完全不同，因此設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法成為網(wǎng)絡(luò)有效實(shí)施的關(guān)鍵。
近年來(lái)，研究人員相繼提出多種針對(duì)容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法。目前主流的容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法主要分為兩類(lèi)，即通過(guò)對(duì)單個(gè)報(bào)文生成多個(gè)副本以增加副本被傳輸?shù)臋C(jī)會(huì)的多副本報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)策略；為解決多副本報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)策略帶來(lái)的節(jié)點(diǎn)自身存儲(chǔ)空間增加以及可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞而影響報(bào)文及時(shí)傳輸?shù)?、基于某些歷史知識(shí)庫(kù)的單副本報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)策略。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣，容時(shí)延網(wǎng)絡(luò)需要為多種服務(wù)質(zhì)量(QoS)需求的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，一般在網(wǎng)絡(luò)中為其預(yù)留一定的資源，對(duì)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)則不預(yù)留資源，只提供單一的盡力而為的服務(wù)。但實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，容時(shí)延網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS需求不僅限于此，對(duì)于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，也會(huì)有多種優(yōu)先級(jí)區(qū)分。但目前還未見(jiàn)有對(duì)應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的針對(duì)多優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，解決了容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)不進(jìn)行區(qū)分而只提供單一的盡力而為服務(wù)的問(wèn)題，從而進(jìn)一步提高了容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)多種業(yè)務(wù)QoS的支持能力。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括以下步驟
(I)在所述容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的信源部分將待傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行優(yōu)先級(jí)區(qū)分，設(shè)定各自的優(yōu)先級(jí)；
(2)在信源部分，按照優(yōu)先級(jí)的高低順序，依次將所述待傳輸?shù)男畔l(fā)送到所述容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；
(3)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)的緩存均按照優(yōu)先級(jí)劃分，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)接收到步驟(2)中所述待傳輸信息之后，將所述待傳輸信息存入相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中，同時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)自身的待發(fā)送信息設(shè)定優(yōu)先級(jí)之后存入相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的發(fā)送緩存區(qū)之中；
(4)若轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中為空，則發(fā)送緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)高低順序發(fā)送；若發(fā)送緩存區(qū)為空，則轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)高低順序發(fā)送；若轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)均不為空，則按照轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)中所有業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)從高到的排序順序發(fā)送數(shù)據(jù)，若有轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和發(fā)送緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)相同，則優(yōu)先發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的該優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)之后再發(fā)送發(fā)送緩存區(qū)中該優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)；若優(yōu)先級(jí)不同的業(yè)務(wù)共同存儲(chǔ)于轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中劃分的同一個(gè)緩存區(qū)域中，則業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)為該緩存區(qū)域中存儲(chǔ)的最低優(yōu)先級(jí)；
(5)在容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)信宿部分的緩存中按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行區(qū)域劃分，將步驟(4)中所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息存儲(chǔ)到相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的緩存區(qū)域中。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、與傳統(tǒng)容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法不同，本發(fā)明在信源節(jié)點(diǎn)按照業(yè)務(wù)的不同優(yōu)先級(jí)別需求設(shè)置不同的發(fā)送緩存區(qū)，在報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)置面向不同優(yōu)先級(jí)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)并進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，并在信宿節(jié)點(diǎn)按照業(yè)務(wù)的不同優(yōu)先級(jí)別需求設(shè)置不同的接收緩存區(qū)，從而解決了網(wǎng)絡(luò)中非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的區(qū)分QoS需求。
2、本發(fā)明提出的優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法無(wú)需任何信息反饋，即可在不增加緩存區(qū)容量需求的前提下實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，即節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)的通信開(kāi)銷(xiāo)也降低了對(duì)節(jié)點(diǎn)緩存空間的需求。


圖I為本發(fā)明流程圖。
圖2為報(bào)文優(yōu)先級(jí)設(shè)為三級(jí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)緩存區(qū)配置和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)圖。
具體實(shí)施方式
下面就結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
本發(fā)明將面向多優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的緩存區(qū)管理和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)，用于解決非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的多優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題，對(duì)容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法設(shè)計(jì)有重要的參考和實(shí)用價(jià)值。
本發(fā)明方法如圖I所示,步驟如下
(I)在所述容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的信源部分將待傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行優(yōu)先級(jí)區(qū)分，設(shè)定各自的優(yōu)先級(jí)；
(2)在信源部分，按照優(yōu)先級(jí)的高低順序，依次將所述待傳輸?shù)男畔l(fā)送到所述容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；
(3)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)的緩存均按照優(yōu)先級(jí)劃分，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)接收到步驟(2)中所述待傳輸信息之后，將所述待傳輸信息存入相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中，同時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)自身的待發(fā)送信息設(shè)定優(yōu)先級(jí)之后存入相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的發(fā)送緩存區(qū)之中；
(4)若轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中為空，則發(fā)送緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)高低順序發(fā)送；若發(fā)送緩存區(qū)為空，則轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)高低順序發(fā)送；若轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)均不為空，則按照轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)中所有業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)從高到的排序順序發(fā)送數(shù)據(jù)，若有轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和發(fā)送緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)相同，則優(yōu)先發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的該優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)之后再發(fā)送發(fā)送緩存區(qū)中該優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)；若優(yōu)先級(jí)不同的業(yè)務(wù)共同存儲(chǔ)于轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中劃分的同一個(gè)緩存區(qū)域中，則業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)為該緩存區(qū)域中存儲(chǔ)的最低優(yōu)先級(jí)；
(5)在容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)信宿部分的緩存中按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行區(qū)域劃分，將步驟(4)中所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息存儲(chǔ)到相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的緩存區(qū)域中。
在本發(fā)明上述過(guò)程中，信源節(jié)點(diǎn)對(duì)報(bào)文的優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行分類(lèi)，在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，對(duì)本節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的報(bào)文和收到的本節(jié)點(diǎn)非信宿的不同優(yōu)先的報(bào)文進(jìn)行緩存區(qū)配置和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，在不進(jìn)行資源預(yù)留的前提下，實(shí)現(xiàn)了不同優(yōu)先級(jí)報(bào)文的QoS需求，從而為容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)提供了有益的參考思路。
下面以報(bào)文優(yōu)先級(jí)為高、中、低三級(jí)為例，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖2給出了轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的緩存區(qū)配置和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)框圖。即，發(fā)送緩存區(qū)對(duì)三個(gè)優(yōu)先級(jí)分別設(shè)置緩存區(qū)，轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)對(duì)高優(yōu)先級(jí)報(bào)文設(shè)置專(zhuān)門(mén)的緩存區(qū)，對(duì)中、低優(yōu)先級(jí)報(bào)文設(shè)置共用緩存區(qū)。并按照“轉(zhuǎn)發(fā)高一發(fā)送高一發(fā)送中一轉(zhuǎn)發(fā)中、低一發(fā)送低”的順序進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。
下面分別針對(duì)報(bào)文端到端時(shí)延和緩存區(qū)容量需求對(duì)上述方法的優(yōu)良性能進(jìn)行分析。
(I)報(bào)文端到端平均時(shí)延對(duì)業(yè)務(wù)量強(qiáng)度的影響
不考慮節(jié)點(diǎn)的處理時(shí)延，任一報(bào)文端到端時(shí)延(ttotal)包括在源節(jié)點(diǎn)的時(shí)延(排隊(duì)時(shí)延\、接入時(shí)延ta、信道處理時(shí)延ts)、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)延(排隊(duì)時(shí)延tt(1、接入時(shí)延tta、信道處理時(shí)延tts)、接收節(jié)點(diǎn)時(shí)延(tj、報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中的傳播時(shí)延(tp)。
因?yàn)閠s、tts與報(bào)文長(zhǎng)度和與信道相對(duì)應(yīng)的服務(wù)者的處理能力相關(guān)，tp與信道和信號(hào)的傳播速率相關(guān)，因此對(duì)確定網(wǎng)絡(luò)配置情況下確定的報(bào)文流是固定的。另外，k只與報(bào)文長(zhǎng)度和目的節(jié)點(diǎn)的處理方式有關(guān)，因此對(duì)報(bào)文端到端時(shí)延可用= tq+ta+ttq+tta來(lái)表征。
為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)為“對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)量”，即所有關(guān)于報(bào)文流的參數(shù)，都與源節(jié)點(diǎn)無(wú)關(guān)，而只與源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的距離有關(guān)。假設(shè)到達(dá)各源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送緩存區(qū)的報(bào)文流為泊松(Poission)流，不同優(yōu)先級(jí)報(bào)文的到達(dá)速率相同，各源節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同優(yōu)先級(jí)流量的報(bào)文長(zhǎng)度的概率分布相同，且各源節(jié)點(diǎn)對(duì)相同優(yōu)先級(jí)流量的報(bào)文的信道處理時(shí)延的概率分布Y相同。此外，設(shè)各緩存區(qū)容量不受限，則節(jié)點(diǎn)模型可看成是隊(duì)首(HoL)擁塞非搶占優(yōu)先級(jí)Μ/G/l排隊(duì)。
優(yōu)先級(jí)為k(k = 1，2，. . . K，K的優(yōu)先級(jí)最高)的報(bào)文平均排隊(duì)時(shí)延為
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于包括以下步驟(1)在所述容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的信源部分將待傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行優(yōu)先級(jí)區(qū)分，設(shè)定各自的優(yōu)先級(jí)；(2)在信源部分，按照優(yōu)先級(jí)的高低順序，依次將所述待傳輸?shù)男畔l(fā)送到所述容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；(3)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)的緩存均按照優(yōu)先級(jí)劃分，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)接收到步驟(2)中所述待傳輸信息之后，將所述待傳輸信息存入相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中， 同時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)自身的待發(fā)送信息設(shè)定優(yōu)先級(jí)之后存入相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的發(fā)送緩存區(qū)之中；(4)若轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中為空，則發(fā)送緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)高低順序發(fā)送；若發(fā)送緩存區(qū)為空，則轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)高低順序發(fā)送；若轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)均不為空，則按照轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)和發(fā)送緩存區(qū)中所有業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)從高到的排序順序發(fā)送數(shù)據(jù)，若有轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和發(fā)送緩存區(qū)中的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)相同，則優(yōu)先發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中的該優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)之后再發(fā)送發(fā)送緩存區(qū)中該優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)；若優(yōu)先級(jí)不同的業(yè)務(wù)共同存儲(chǔ)于轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)中劃分的同一個(gè)緩存區(qū)域中，則業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)為該緩存區(qū)域中存儲(chǔ)的最低優(yōu)先級(jí)；(5)在容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)信宿部分的緩存中按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行區(qū)域劃分，將步驟(4)中所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息存儲(chǔ)到相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的緩存區(qū)域中。
全文摘要
一種應(yīng)用于容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，在信源節(jié)點(diǎn)將報(bào)文進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分類(lèi)，在與轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間存在接觸時(shí)將報(bào)文按優(yōu)先級(jí)高低發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)對(duì)收到的報(bào)文和本節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行緩存區(qū)配置和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，然后在與后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間存在接觸時(shí)，發(fā)送相應(yīng)優(yōu)先級(jí)別的報(bào)文；信宿負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)報(bào)文并按優(yōu)先級(jí)高低進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)。本發(fā)明在信源節(jié)點(diǎn)按照業(yè)務(wù)的不同優(yōu)先級(jí)別需求設(shè)置不同的發(fā)送緩存區(qū)，并在報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)置面向不同優(yōu)先級(jí)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)緩存區(qū)并進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，解決了容延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的區(qū)分QoS需求。
文檔編號(hào)H04L12/851GK102932275SQ20121047253
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者陶瀅, 高梓賀, 劉乃金, 周鈉, 陳東 申請(qǐng)人:中國(guó)空間技術(shù)研究院