多层卫星网络路由协议

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GNNS卫星协议

GNNS卫星协议协议名称：GNSS卫星协议一、背景全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是一种利用卫星进行导航和定位的技术系统。

为了确保GNSS卫星系统的正常运行和使用，制定本协议，明确各方在GNSS卫星系统的使用和管理中的权利和义务。

二、定义1. GNSS卫星系统：指由多颗卫星组成的全球导航卫星系统，包括但不限于GPS、GLONASS、Galileo等系统。

2. 用户：指使用GNSS卫星系统进行导航和定位的个人、组织或机构。

3. 运营商：指负责GNSS卫星系统的运行和管理的相关机构或公司。

三、协议内容1. GNSS卫星系统的使用权1.1 运营商应确保GNSS卫星系统的正常运行和提供稳定的信号服务。

1.2 用户应遵守运营商制定的使用规则，并按时支付相应的使用费用。

1.3 运营商有权根据需要对GNSS卫星系统进行维护和升级，但应提前通知用户，并尽量减少对用户的影响。

2. 数据安全和隐私保护2.1 运营商应采取合理的安全措施，保护GNSS卫星系统的数据安全和用户的隐私。

2.2 用户在使用GNSS卫星系统时，应遵守相关的隐私保护法律法规，并不得利用系统进行非法活动或侵犯他人隐私。

2.3 运营商不得未经用户同意将用户的个人信息提供给第三方，除非法律法规另有规定或用户同意。

3. 服务质量保证3.1 运营商应确保GNSS卫星系统的服务质量，提供准确、稳定的导航和定位服务。

3.2 运营商应及时修复系统故障，并提供有效的技术支持和问题解决方案。

3.3 用户在使用GNSS卫星系统时，如发现系统故障或服务质量不符合要求，应及时向运营商报告，并配合运营商进行故障排查和解决。

4. 违约责任4.1 运营商如未能按照本协议规定提供稳定的GNSS卫星系统服务，应承担相应的违约责任，并赔偿用户因此造成的损失。

4.2 用户如违反本协议规定的使用规则，应承担相应的违约责任，并赔偿运营商因此造成的损失。

卫星网络路由技术_

软件学报ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@Journal of Software,2014,25(5):1085−1100 [doi: 10.13328/ki.jos.004581] +86-10-62562563 ©中国科学院软件研究所版权所有. Tel/Fax:∗卫星网络路由技术卢勇2, 赵有健1, 孙富春1, 李洪波1, 倪国旗2, 王殿军11(清华大学计算机科学与技术系,北京 100084)2(空军空降兵学院,广西桂林 541003)通讯作者: 卢勇, E-mail: lysky007@摘要: 卫星网络周期性动态变化的拓扑对路由协议的设计提出了新的挑战.由于传统网络的路由协议不再适用于卫星网络,许多针对卫星网络的路由技术被相继提出来.在简要介绍卫星网络架构与拓扑控制策略的基础上,根据卫星网络路由技术的发展脉络,从分类的角度重点阐述了一些关键路由技术的核心机制、特点以及存在的主要问题.最后,针对应用需求,提出了卫星网络路由技术的发展趋势.关键词: 卫星网络;路由中图法分类号: TP393中文引用格式: 卢勇,赵有健,孙富春,李洪波,倪国旗,王殿军.卫星网络路由技术.软件学报,2014,25(5):1085−1100.http://www./1000-9825/4581.htm英文引用格式: Lu Y, Zhao YJ, Sun FC, Li HB, Ni GQ, Wang DJ. Routing techniques on satellite networks. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2014,25(5):1085−1100 (in Chinese)./1000-9825/4581.htmRouting Techniques on Satellite NetworksLU Yong2, ZHAO You-Jian1, SUN Fu-Chun1, LI Hong-Bo1, NI Guo-Qi2, WANG Dian-Jun11(Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China)2(Air Force Airborne Academy, Guilin 541003, China)Corresponding author: LU Yong, E-mail: lysky007@Abstract: The periodic and dynamic topology of satellite networks poses new challenge to the design of routing protocols. Since therouting protocols of conventional networks can not be effectively applied to satellite networks, many new routing techniques for satellitenetworks were put forward. With an introduction to satellite network architecture and topology control strategies along with thedevelopmental history of routing techniques on satellite networks, this paper summarizes the core mechanism, feature and major problemsof some important routing techniques of satellite networks from the classification perspective. Considering application requirements, thepaper also suggests the future trends towards the development of routing techniques on satellite networks.Key words: satellite network; routing运行于轨道的卫星通过星间链路构成的新型网络体系成为全新的全球通信模式,在空间信息获取和全球无缝通信领域发挥着地面网络无法比拟的作用.随着第一个全球个人通信Iridium计划[1]的公布,卫星网络开始引起广泛的关注与研究.目前,公开的卫星网络架构主要有Teledesic[2],Iridium[1],Celestri[3]以及NeLS[4].其中,Iridium卫星网络已在轨运营服务.由于地面网络受地理条件、自然灾害等多种因素的限制,卫星网络将为下一代互联网随时随地的全球通信能力发挥基础性的作用.随着空间信息技术的迅速发展,各国普遍意识到:卫星网络在全球通信、导航定位、气象预测、环境与灾∗基金项目: 国家自然科学基金(61233007, 61373144); 国家重点基础研究发展计划(973)(2013CB329105, 2012CB821206); 国家高技术研究发展计划(863)(2011AA010704); 北京市自然科学基金(4122037)收稿时间:2013-06-25; 定稿时间: 2014-01-261086 Journal of Software软件学报 V ol.25, No.5, May 2014害监测、资源探测和军事应用等方面将发挥越来越重要的作用,以卫星网络为核心的空间网络平台日益成为各国持续研究与发展的战略性工程.2012年10月25日,我国第16颗北斗导航卫星发射的成功,标志着北斗导航卫星系统又迈出重要的一步;同时,卫星组网计划正稳步推进.未来几年,我国发展的卫星将逐步构成主体空间网络系统,在空间信息资源的利用方面将会有实质性的突破.因此,当前卫星网络的研究对于促进我国空间信息技术的发展具有重要的意义.卫星网络路由技术作为卫星网络通信协议的核心,承担着星间数据传输的重任,决定着卫星网络的整体性能.因此,卫星网络路由技术的研究非常必要.卫星网络拓扑的动态性导致传统的TCP/IP协议不能直接应用于卫星网络.自20世纪90年代以来,国内外针对卫星网络进行了深入的研究,集中体现在星座设计、路由技术、传输层控制以及安全隐私等方面.其中,路由技术是卫星网络的热点研究问题.各种针对卫星网络的路由技术被相继提出来.本文首先对卫星网络的体系结构、拓扑控制策略进行介绍;然后,以卫星网络路由技术的发展过程和应用背景为依据,对不同的路由算法进行分类,从中选择重要的路由算法进行分析,阐述其核心机制、主要特点及存在的主要问题;最后指出卫星网络路由技术的发展趋势,为进一步研究提供参考.1 卫星网络构架1.1 卫星分类卫星的轨道类型与轨道高度决定了卫星的运动特征.卫星轨道一般分为椭圆轨道与圆轨道.椭圆轨道以地球为焦点之一,而圆轨道以地球为圆心.椭圆轨道卫星的运动速度受卫星与地球之间的距离的影响,近地点速度快,远地点速度慢,故一般在远地点建立卫星与地球之间的通信.典型的椭圆轨道卫星有俄国的Molniya系统和Tundra系统[5].与椭圆轨道不同,圆轨道能够保证卫星以恒定速度绕地球运行,便于卫星之间星间链路的建立,因此,卫星网络一般采用圆轨道.此外,由于地球近层宇宙空间存在两个由高能带电粒子组成的强电磁辐射带,高度分别位于1 500km∼5 000km与13 000km∼20 000km之间,以其发现者范⋅艾伦(Van Alan)命名,如图1所示.为了躲避范⋅艾伦带与大气阻力的影响,低地球轨道(LEO)卫星的轨道高度一般位于500km∼1 500km,中地球轨道(MEO)卫星的轨道高度位于5 000km∼10 000km,地球同步轨道(GEO)卫星的轨道高度为35 786km.轨道高度决定卫星的轨道周期以及与地面通信的传播时延.与GEO卫星相比,LEO与MEO卫星能够提供更短的传播时延与发射能量需求,广泛应用于卫星网络的设计,但它们更低的轨道高度导致更快的运动速度,增加了通信协议设计的复杂性.LEOMEOGEOFig.1 Satellite orbit selection图1 卫星轨道选择卢勇等:卫星网络路由技术10871.2 卫星星座设计迄今为止,主要有两种星座设计用于卫星网络:Walker delta(倾斜星座)与Walker star(极轨道星座).Walker 星座一般可形式化为N L ×M L /N L /F (F =0,1,…,N L −1)[6],其中,M L 为单个轨道内卫星数目,N L 为轨道数,F 为相位因子.图2显示了两种星座构型.倾斜星座中轨道倾角小于90°,一般位于40°∼60°之间,相邻轨道在赤道面的角距离为360°/N ;极轨道星座中轨道倾角接近于90°,一般位于80°∼90°之间,相邻轨道在赤道面的角距离为180°/N .(a) Walker delta 星座 (b) Walker star 星座Fig.2 Walker delta and Walker star constellation图2 Walker delta 与Walker star 星座不考虑卫星失效的随机性,卫星网络采用的星座设计决定了拓扑变化特征.一般情形下,卫星网络包含两种类型的星间链路:轨道内相邻的卫星构成轨内链路,相邻轨道相邻的卫星构成轨间链路.极轨道卫星网络存在两个相邻的轨道,其卫星运动方向相反,形成一个所谓的缝隙(seam),如图3所示.由于在缝隙两侧建立跨缝链路代价昂贵[7],且Gavish 等人[8]验证了跨缝链路对端到端时延产生次要的影响,因此一般情况下不考虑极轨道卫星网络的跨缝链路.极轨道卫星网络的轨间链路在进入极地区域时会断开连接,离开极地区域后重新建立连接,直接造成其拓扑的动态性.此外,极轨道卫星网络另一个不利在于对地球覆盖的不均匀:人口密集的赤道附近覆盖稀疏,而人口稀疏的两极区域却覆盖密集.与极轨道卫星网络不同,倾斜轨道卫星网络能够实现均匀的全球覆盖,如图4所示,但对轨间链路的建立提出更高的要求.随着技术的发展和研究的深入,如果选择合适的星座参数,倾斜轨道卫星网络可建立永久的轨内链路与轨间链路,如Celestri 系统.Suzukia 等人[9]对该类型卫星网络的星座设计进行了详细的分析.Interplane ISL SeamInterplane ISL Fig.3 Satellite network with Walker star 图3 Walker star 卫星网络Fig.4 Satellite network with Walker delta [10]图4 Walker delta 卫星网络[10] L Δω=π/M L (F =N L /2)L Δω=2πF /(N L ×M L )1088Journal of Software 软件学报 V ol.25, No.5, May 2014卫星网络根据不同轨道高度的层次配置,可分为单层卫星网络与多层卫星网络.单层卫星网络由轨道高度相同的卫星通过星间链路构成.根据选择的轨道高度,单层卫星网络又可分为LEO 卫星网络和MEO 卫星网络.多层卫星网络由不同轨道高度的卫星通过轨间链路和不同卫星层之间的层间链路构成,如双层LEO/MEO 卫星网络[11]、双层LEO/GEO 卫星网络[12]以及三层LEO/MEO/ GEO 卫星网络[13].与单层卫星网络相比,多层卫星网络能够提供更强的计算能力、数据传输能力以及通信协议设计的灵活性.随着空间通信技术的发展和应用需求的提升,多层卫星网络成为未来空间网络发展的主要趋势.1.3 卫星网络拓扑控制策略由于卫星严格的轨道运动,卫星网络的动态拓扑呈现周期性与可预测性,这是区别于其他动态网络,如自组织网络、传感器网络的主要特征.基于这一特点,卫星网络的路由技术一般采用拓扑控制策略来屏蔽拓扑的动态性,然后,针对静态的拓扑序列进行路由优化计算.目前,卫星网络的拓扑控制策略主要包括虚拟拓扑策略[14−16]、虚拟节点策略[17,18]和覆盖域划分方法[19].虚拟拓扑策略将卫星网络的动态拓扑进行离散化,一个系统周期T 可划分为若干个时间片[t 0,t 1],[t 1,t 2],[t 2,t 3],…,[t n −1,t n ],星间链路的变化仅在时间点t 1,t 2,…,t n 发生,且每个时间片[t i ,t i +1]内卫星网络假定拓扑不变.其中,以快照概念[16]为典型代表,其形式化描述由Fischer 等人[20]完成.在快照概念中,一旦任意星间链路临时断开或重新连接,一个不同于先前的快照就形成了,每个快照内卫星拓扑固定不变.为了描述卫星网络快照的变化规律,Wang 等人[6]给出了LEO 卫星网络快照数目与快照长度的理论计算公式.虚拟节点概念最早由Mauger 等人[17]提出,后来经Ekici 等人[18]推广应用到LEO 卫星网络的分布式路由技术.虚拟节点方法的基本思想是:利用卫星逻辑位置的概念,形成一个覆盖全球的虚拟网络,网络中每个节点即为虚拟节点,由最近的卫星提供服务.虚拟节点策略能够屏蔽卫星的运动,考虑卫星网络为固定拓扑结构.目前卫星天线系统主要有两种工作方式:卫星固定足印与地球固定足印模式[21],如图5所示.在卫星固定足印模式下,卫星与其足印同步移动.在地球固定足印模式下,卫星能够自动调整天线,一段间隔内保持足印固定不变.虚拟节点策略的有效实现,需要借助卫星天线系统地球固定工作模式的支持[21].Lu 等人[22]对基于虚拟节点策略的虚拟拓扑进行了形式化、优化设计,并且阐述了其重要特征.此外,Hashimoto 等人[19]也提出了覆盖域划分的概念.其基本思想是:将地球表面按等间距划分为多个蜂窝(cell),每个蜂窝由最近的卫星提供服务.由于地球的自转与卫星的运动,采用该策略的每个卫星需要更新网络的拓扑信息,源卫星在转发数据前,需要根据目的节点的地理坐标计算相应的目的卫星.基于虚拟节点与覆盖域划分拓扑控制策略的本质区别在于构建虚拟网络的模式:虚拟节点策略构建的虚拟网络独立于地球的自转,与地球的地理位置无关;基于覆盖域划分的策略将划分的地球区域形式化为虚拟的节点,构成与地球同步运动的虚拟网络.Fig.5 Operation mode of satellite antenna [21]图5 卫星天线工作模式[21]卫星网络的拓扑控制策略直接影响到路由技术的设计.如果拓扑控制策略产生较多的拓扑变化,则不利于高效路由算法的实现.为了显示不同拓扑控制策略的特点,从天线工作模式需求、拓扑变化数目、适用的星座(a) 卫星固定足印 (b) 地球固定足印卢勇等:卫星网络路由技术 1089 限制等方面对这3种拓扑控制策略进行了对比分析,见表1.可以看出:虚拟拓扑策略与覆盖域划分适用限制少,但产生的拓扑变化较多,额外计算负载大;虚拟节点策略适用范围有限,但具有拓扑固定不变、无额外计算负载的优点.实际应用中,需要针对不同的环境采用相应的拓扑控制策略.Table 1 Comparison of topological control strategy表1 拓扑控制策略对比TopologicalcontrolAntenna operation Snapshots (system cycle) Limited constellation Computing mode Computational complexity Virtual nodeEarth-Fixed footprint One Walker star No Low Covering domain partition Arbitray Many No Distributed Normal2 卫星网络主要路由技术分析通过对卫星网络路由技术的研究,本文根据卫星网络路由技术的发展脉路以及相应特点进行了分类,如图6所示.基于该分类,我们将系统地阐述一些重要单播与组播路由技术的主要功能、机制与特点. Routing techniques forsatellite networksRouting in multi-layered satellite networks Routing in single layeredsatellite networksConnection-Oriented routingConnectionless routing On-Demand routing IP-Basedrouting Traffic allocating routing IP-Based routing QoS routing Traffic balance routing Multicast routing Multicast routingFig.6 Taxonomy of routing technologies for satellite networks图6 卫星网络路由技术分类2.1 单层卫星网络路由技术2.1.1 基于连接的路由技术为了融合ATM 网络与电路交换语音网络在卫星网络中的应用,早期卫星网络的路由技术主要采用基于连接的路由模式.Werner 等人[14]首先在LEO 卫星网络中引入ATM 网络路由的概念,将路由策略分两个过程:首先,采用虚拟拓扑方法,将连续时变的卫星网络离散化为一系列静态拓扑,离散时间片选取以物理拓扑与链路长度的变化为依据,然后计算所有离散拓扑序列中任意卫星之间的路径集合;其次,根据优化目标从路径集合中选择最优路径.Chang 等人[15,23,24]将LEO 卫星网络模型为系统周期内一系列等长时间的有限状态自动机FSA(finite state automata),利用卫星之间的可视性建立每个状态的可视矩阵,然后根据流量需求计算最优链路分配机制,实现有限链路资源的充分利用.由于系统周期内大量的离散拓扑序列,这些算法一般采用集中计算方式,缺乏对流量拥塞、卫星失效的自适应能力.此外,这些算法仅仅考虑了动态拓扑控制策略与星上路由,没有处理链路或星间转交引起的路径变化问题.根据前面的描述,在极轨道LEO 卫星网络中,轨间链路会出现临时关闭与重建,链路转交频繁发生,导致已经建立的星上路径需要频繁更新,即需要重路由过程.显然,基于连接的路由策略中频繁的重路由会导致额外的信号负载和系统性能的降低.为了减少链路转交次数,Werner 等人[25]提出了LEO 卫星网络中ATM 路由的优化算法,优化目标为尽可能减少链路转交次数.为了进一步满足时延敏感性应用如语音通话的需求,Werner 等人[26]在卫星网络ATM 路由机制上引入滑动时间窗口的概念,时间窗口尺寸大于平均呼叫持续时间,并保证在时间窗口内产生最少的链路转交次数,从而减少由链路转交引起的时延抖动.由于LEO 卫星的高速运动(26 000km/h,1090 Journal of Software软件学报 V ol.25, No.5, May 2014即7km/s),会话期间服务于地面终端的卫星可能需要切换,该过程称为星间转交.它主要包括两种:如果会话期间服务于地面终端的卫星切换到同轨道下一颗卫星,该转交称为轨内转交;如果切换到相邻轨道的卫星,则称为轨间转交.前面的算法虽然考虑了星上链路转交的问题,但并未考虑星间转交的问题.为了解决星间转交引起的重路由问题,Uzunalioglu等人[27]提出了针对极轨道LEO卫星网络的FHRP重路由协议(footprint handover rerouting protocol).该协议利用极轨道LEO卫星网络拓扑的规则性与可预测性,提出了星间转交发生时依然维持路径最优化的规则,主要包括增量与足印重路由两个阶段:第1阶段主要解决地面源与目的终端之一发生星间转交时路径变化的问题;第2阶段主要用于源与目的终端都发生星间转交后的重路由问题.基于FHRP,Uzunalioglu等人[28,29]进一步提出以减少链路转交次数为目的概率路由协议PRP (probabilistic routing protocol).由于语音的呼叫持续时间为随机变量,PRP寻找会话连接期间以一定的概率p不会发生链路转交的路径,即满足:P(min(T C,T hr)<T i,lh)>p,其中,T C为剩余会话持续时间,T hr为路径建立与星间转交重路由之间的间隔,T i,hr为路径建立与卫星i发生链路转交的间隔.实验结果显示:通过在减少链路转交次数与降低呼叫阻塞概率之间的折中,概率p值被选为0.9时能够产生较好的效果.尽管PRP与FHRP能够以较小的额外通信、计算与存储负载快速实现星间或链路转交时的重路由问题,然而它们以时间均衡流量为假定,与现实复杂的流量分布相违背.而且,由于PRP或FHRP缺乏流量平衡能力,单一的计算路径容易被突发流量拥塞,而源与目的端之间其他路径上的链路不被充分利用.大部分早期基于连接的路由算法集中于解决路径变化引起的重路由问题,一般采用离线集中计算方式,缺乏对流量拥塞与卫星失效的快速响应.随着Internet在21世纪的迅速推广,基于无连接的路由技术在卫星网络中得到广泛的应用与发展.2.1.2 无连接路由技术(1) 基于IP的路由技术Hashimoto等人[19]首先提出了针对LEO卫星网络基于IP的路由算法.该算法利用覆盖域划分的概念,将地球表面按边长160km的长度划分为宏蜂窝,每个宏蜂窝进一步划分为边长相等的9个蜂窝,一颗LEO卫星可最多覆盖64个宏蜂窝.每个IP分组被分片为多个卫星信元S_cell,每个S_cell头部包含如下信息〈宏蜂窝ID;蜂窝ID;终端ID;数据报ID;序列号;TTL〉,其中,前3个域构成类似IP地址的虚地址VID,且源终端通过地面网关获得目的终端的虚地址VID.星间路由时采用分布式转发,每个卫星计算全局拓扑信息,利用S_cell的地址计算最短的下一跳.Ekici等人[18,30]进一步提出了分布式数据报路由协议DRA(datagram routing algorithm).不同于覆盖域划分策略,DRA采用虚拟节点策略屏蔽卫星的移动性,考虑极轨道LEO卫星网络具有静态的二维mesh拓扑,并采用分布式策略实现最短传播时延路由.与前面的路由算法相比,DRA仅仅根据目的节点的位置来转发分组,几乎不需要额外的计算与存储负载.Henderson等人[31]也提出了针对LEO卫星网络的分布式路由算法.该算法的基本过程是:首先以目的卫星为中心,在一定半径范围内进行链路状态洪泛,利用Dijkstra最短路径算法计算最优路径;而对范围之外的路由则利用网络的二维mesh拓扑特点,按目的节点的位置转发分组.尽管也提出了其他一些基于IP的分布式路由算法[32−34],但基本路由策略仍与DRA相同.除了极大程度地降低了路由的计算与存储负载,这些分布式算法能够在一定程度上消除卫星失效与流量拥塞的影响,但它们的路由决定局限于本地信息,不能从全局解决这些问题.例如,DRA实际上只能容忍任意卫星的一个邻居出现失效,如果某卫星两个邻居同时失效,则DRA缺乏有效的容忍策略实现容错路由.而且,由于高纬度地区的轨间链路距离更短,其传播时延大大低于赤道附近轨间链路的传播时延,DRA容易导致高纬度地区的卫星链路发生拥塞.尽管Lu等人[35]将二维mesh并行处理系统的容错路由策略进行改进,在路由层面将极轨道LEO卫星网络发展为自适应无死锁的容错路由系统,并利用分布式策略以降低系统负载,但他们没有考虑链路拥塞问题.随着基于Internet应用的迅速增长,这些分布式路由算法由于优化目标的限制导致路由性能有限,已经不能满足日益增长的多媒体应用如语音、视频服务等的需要.为了提高LEO卫星网络基于IP的路由性能,Bai等人[36]提出了另一个分布式的路由协议DHRP(distributed卢勇等:卫星网络路由技术1091hierarchical routing protocol).与DRA不同,DHRP将链路的传播时延与排队时延同时纳入路径代价评估.为了减少链路状态洪泛代价,DHRP对每个轨道设置一个轨道发言者,由它负责收集本轨道面内所有链路的状态信息;同时,与其他轨道面的轨道发言者进行链路状态信息交换,并利用Dijkstra最短路径算法计算最优路径.为了提高容错能力,DHRP对每个轨道也设置一个备份发言者,应付轨道发言者失效的情形.可见,DHRP利用LEO卫星网络拓扑的规则性,以较低的链路状态洪泛代价实现了类似OSPF的路由协议,达到了比DRA更好的路由性能.尽管如此,DHRP仍属于单路径路由,突发流量容易引起链路拥塞,DHRP与DRA缺乏流量平衡能力.(2) 流量分配路由技术• 区分服务路由根据不同通信业务不同的传输要求,Svigelj等人[37]将流量分为3类:A类为典型的交互式实时数据传输,如VoIP(voice-over-IP)和交互式视频,这类应用以最小端到端时延为优化目标;B类为VoD(video-on-demand)与大文件传输应用,以最大吞吐量为优化目标;C类为最大努力传输,适宜无QoS请求的数据服务.基于该流量分类,路由过程针对不同的流量类分别进行优化,其中,A类与C类流量的链路代价度量属于加性,可直接采用Dijkstra 最短路径算法;B类流量的优化需要同时满足最少跳数与最大可行带宽目标,属于凹性度量,Svigelj等人采用Bellman-Ford最短路径算法[38]进行路由表计算.在数据转发过程中,缓冲队列按A类、B类、C类的优先级顺序进行转发.根据同样的流量分类,Papapetrou等人[39]提出了多服务按需路由协议MOR(multiservice on-demand routing).MOR也单独对各类流量进行路由优化,但采用按需路由协议LAOR[40]的思想,路由更新更能反映网络即时的状态,而且同时适用于Walker star与Walker delta星座.Svigelj等人[37]提出的路由策略没有考虑Walker star星座卫星网络的链路转交问题.• 流量平衡路由Mohorcic等人[41]研究了倾斜轨道卫星网络Celestri在均匀流量分布下最短路径路由的特性,结果显示,星上流量的分布受地理位置的影响.由于高纬度地区轨间链路更短的传播时延,流量趋向于向高纬度地区的卫星集中.为了解决这一问题,Mohorcic等人[42]提出了ALR(alternate link routing)路由策略.ALR根据Celestri星座固定星间链路的特性,采用类似Internet的OSPF路由策略进行链路状态信息交互与路由更新.为了避免高纬度地区卫星链路的流量拥塞,ALR分别计算最优与次优路径,其调度策略包括ALR-S与ALR-A:ALR-S迫使每个分组在源卫星节点使用次优路径的下一跳,而在中间卫星节点使用最优下一跳;ALR-A对任意分组在任意卫星节点交替使用最优与次优下一跳.结果显示:ALR与单路径最短时延路由相比,减少了近50%的流量高峰.为了进一步显示卫星网络自适应路由在非均匀流量分布下的特性,Mohorcic等人[43]利用地球热点区域的分布规律建立流量分布场景,结果显示,星上流量依旧偏向于高纬度区域的卫星链路.为了解决该问题,相同的ALR路由策略也被应用于非均匀的流量场景[44].Korcak等人[45]提出了基于优先级的自适应路由算法PAR(priority-based adaptive routing).由于LEO卫星网络的二维mesh拓扑特征,任意一对卫星之间可能存在多条最短路径,构成最短路径集. PAR根据星间链路过去利用率与当前缓冲区大小在最短路径集合中选择下一跳,在一定程度上解决了高纬度地区流量集中的问题.此外,Bai等人[46]提出了LEO卫星网络的多路径路由算法CEMR(compact explicit multi- path routing).CEMR中每颗卫星为每对源目的节点计算两条路径,源卫星的流量被划分为相等的两部分,分别在两条路径上传输,从而平衡网络的流量负载.由于ALR[42],PAR[45]与CEMR[46]针对平衡流量的路由决定限于本地信息,并不能从全局角度解决流量平衡问题.Tarik等人[47]提出了反应式流量平衡策略ELB(explicit load balancing).在ELB机制中,某卫星如果发现自己的链路从空闲进入忙碌或拥塞状态,就发送信号至邻居.邻居卫星收到信息后更新路由表,搜索其他后备路径,并降低至忙碌或拥塞卫星的数据发送率.尽管ELB能够降低丢包率,但当网络较为拥塞时,会产生大量的反馈信号,进一步恶化系统的性能.为了打破ELB的局限,Rao等人[48]提出了基于代理的流量平衡路由算法ALBR (agent-based load balancing routing).ALBR使用两种类型的代理:每个卫星的静态代理负责周期性地评估链路代价和计算路由表,而移动代理随机选择最远目的节点进行路径发现过程.ALBR的另一个特色是在链路代价评估中引入以卫星地理位置为参考的修改因子,从而隐含了地球流量分布不均匀的特性.实验结果显示:ALBR。

wsn路由协议的分类

wsn路由协议的分类WSN（无线传感器网络）是由大量低功耗的无线传感器节点组成的网络，用于感知、采集和传输环境信息。

WSN路由协议是指在无线传感器网络中，节点之间进行通信和数据传输时所采用的路由方式和协议。

根据不同的路由方式和协议特点，WSN路由协议可以分为以下几类。

一、平面型路由协议平面型路由协议主要是将网络拓扑结构抽象为二维平面，将节点部署在平面上，通过节点之间的位置关系来确定路由路径。

常见的平面型路由协议有以下几种。

1. GPSR（Greedy Perimeter Stateless Routing）：该协议通过节点的位置信息来进行数据包的路由选择，利用局部贪心算法选择下一跳节点，具有低能耗和高可靠性的优点。

2. GAF（Geographic Adaptive Fidelity）：该协议根据节点的位置信息，动态调整节点的通信范围，从而实现网络中节点的负载均衡和能量均衡。

3. LAR（Location-Aided Routing）：该协议通过节点的位置信息来进行数据包的路由选择，利用洪泛和反向路径设置机制来提高路由的效率和可靠性。

二、层次型路由协议层次型路由协议是将网络划分为不同的层次结构，每个层次有不同的路由策略和协议。

常见的层次型路由协议有以下几种。

1. LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：该协议将网络节点划分为不同的簇，每个簇有一个簇头节点负责数据的聚集和转发，通过簇头节点和基站之间的通信来实现数据的传输。

2. TEEN（Threshold-sensitive Energy Efficient Sensor Network）：该协议将网络节点划分为不同的阈值范围，节点根据自身能量水平选择合适的阈值范围进行数据的传输和路由选择。

3. MTE（Multicast Tree-based Energy）：该协议通过构建多播树的方式进行数据传输，通过选择合适的多播树结构来实现能量的节约和路由的优化。

卫星通信2.1协议

卫星通信2.1协议（Satellite Communications 2.1 Protocol）是一种用于在卫星通信网络中进行数据传输的协议。

它是基于TCP/IP协议的，并提供了在卫星网络中传输数据所需的一些特定功能。

卫星通信2.1协议主要包括以下内容：
1.物理层协议：定义了卫星通信设备的物理连接方式和通信规范，例如使用何
种频率和调制方式进行通信。

2.数据链路层协议：定义了在物理层上传输的数据包的格式和交互规则，例如
前向纠错编码、差错检测和重传机制等。

3.网络层协议：定义了在卫星网络中传输数据包的方式和规则，例如路由选择、
地址解析和数据包分片等。

4.传输层协议：定义了在卫星网络中传输数据的应用程序协议，例如HTTP、TCP
和UDP等。

5.
卫星通信2.1协议的主要目标是提供一种可靠、高效和安全的数据传输方式，以便在卫星通信网络中实现各种应用程序，如语音、视频和数据传输等。

ZigBee路由协议分析及仿真实现-毕业论文

ZigBee路由协议分析及仿真实现-毕业论文摘要作为无线传感器网络（WSN Wireless Sensor Networks）的一项新型技术，ZigBee技术具有低功耗、低速率、低延时、低成本等特性，具有强大的组网能力和超大的网络容量，可以广泛应用在消费电子产品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域。

由于其独有的特性，ZigBee无线技术也是无线传感器网络的首先技术，具有广阔的发展前景。

ZigBee协议标准采用开放系统接口（0SI）分层结构，其中物理层和媒体接入层由IEEE802.15.4工作小组制定，而网络层，安全层和应用框架层由ZigBee联盟制定。

本文根据IEEE802.15.4标准规范与ZigBee 标准规范，简单扼要地阐述了ZigBee协议栈的协议栈架构，重点讲解了ZigBee网络层树路由和网状网路由。

然后讲解了NS2网络仿真软件的工作原理，详细介绍了仿真环境的搭建和仿真分析的过程。

通过对CLUSTER-TREE路由算法和AODVjr路由算法在不同发包间隔下的平均延时、丢包率和控制包数量模拟，获得仿真结果。

AbstractAs a WSN(Wireless Sensor network), a new technology, ZigBee technology with low power consumption, low speed, low latency, low cost features, is a powerful networking capabilities and large network capacity, and can be widely used in consumer electronics, home and building automation, industrial control, medical equipment and other fields.Because of its unique properties, ZigBee wireless technology is the first technology of wireless sensor network, has a broad development prospects.ZigBee protocol standard using open system interface (OSI) hierarchical structure, including the physical layer and the media access layer shall be formulated by the IEEE802.15.4 working group, and the network layer, security and application framework layer shall be formulated by the ZigBee alliance.In this paper, based on IEEE802.15.4 standard specification and ZigBee standards,briefly expounds the simple ZigBee protocol stack protocol stack architecture, focusing on the ZigBee network layer routing and mesh networks by the tree.Then explained the working principle of NS2 network simulation software, introduces in detail the process of the construction of the simulation environment and simulation analysis.Routing algorithm based on CLUSTER - TREE and AODVjr routing algorithm under different contract awarding interval average delay, packet loss rate and the control packet number simulation, the simulation results.KEYWORDS: NS2，ZigBee，CLUSTER-TREE，AODVjr目录摘要......................................................................... I I Abstract. (III)目录 (VI)1 绪论 (1)1.1 背景介绍 (1)1.2 课程设计环境和工作内容 (1)2 ZigBee技术及仿真软件介绍 (3)2.1 ZigBee技术概述 (3)2.2 ZigBee协议栈架构 (3)2.3 ZigBee网络层路由协议 (5)2.3.1 ZigBee支持的网络拓扑 (5)2.3.2 ZigBee网络编址方式 (6)2.3.3 ZigBee网络路由算法介绍 (6)2.4 NS2网络仿真软件介绍 (7)2.4.1 NS2软件概述 (7)2.4.2 trace文件格式介绍 (8)3 仿真环境搭建过程 (10)3.1 Fedora 21安装过程 (10)3.2 NS2的安装过程 (18)3.3 NS2中添加ZBR路由协议的过程 (21)3.3.1 协议底层文件 (21)3.3.2 需要修改的文件 (21)3.3.3 需要修改的具体内容 (22)3.3.4 编译 (27)3.3.5 测试脚本 (27)3.4 gnuplot的安装 (27)3.5 本章小结 (27)4 仿真过程与仿真结果分析 (29)4.1 使用NS2进行模拟的基本流程 (29)4.2 星型拓扑环境搭建和模拟 (30)4.2.1 任务分析 (30)4.2.2 编写Tcl脚本 (30)4.2.3 执行模拟 (35)4.2.4 修改路由算法 (35)4.2.5 再次执行模拟 (36)4.3 星型拓扑仿真结果分析 (36)4.3.1 gawk工具介绍 (36)4.3.2 传输延时 (39)4.3.3 丢包率 (40)4.3.4 控制包数量 (41)4.4 树形拓扑环境的搭建和执行 (42)4.4.1 任务分析 (42)4.4.2 编写Tcl脚本 (42)4.4.3 执行模拟 (47)4.4.4 修改路由算法 (48)4.4.5 再次执行模拟 (48)4.5 树形拓扑仿真结果分析 (48)4.5.1 平均延时 (49)4.5.2 丢包率 (49)4.5.3 控制包数量 (50)4.6 本章小结 (51)5 总结和展望 (53)5.1 总结 (53)5.2 展望 (53)参考文献 (54)致谢 (56)1 绪论1.1 背景介绍随着科技的发展、文明的进步，人类对于信息的需求也日益增大，推广了信息的蓬勃发展。

zte路由协议优先级

zte路由协议优先级一、引言在网络通信中，路由协议是控制数据包转发的重要机制。

作为中国领先的通信设备制造商，ZTE（中兴）路由器在市场上有着广泛的应用。

本文将详细介绍ZTE路由协议的优先级，帮助大家更好地理解和配置路由协议。

二、ZTE路由协议概述1.路由协议类型ZTE路由器支持多种路由协议，包括内部路由协议和外部路由协议。

内部路由协议主要有OSPF、IS-IS、BGP等，外部路由协议主要有RIP、OSPF、BGP等。

2.路由协议层级ZTE路由协议按照层级分为以下几种：- 链路状态路由协议：OSPF、IS-IS- 距离矢量路由协议：RIP- 路径矢量路由协议：BGP三、ZTE路由协议优先级1.内部路由协议优先级在ZTE路由器中，内部路由协议的优先级如下：- OSPF：级别1- IS-IS：级别2- BGP：级别32.外部路由协议优先级ZTE路由器中外部路由协议的优先级如下：- RIP：级别1- OSPF：级别2- BGP：级别3四、影响ZTE路由协议优先级的因素1.路由器硬件性能：路由器的硬件性能直接影响路由协议的优先级，高性能的路由器可以支持更多且更复杂的路由协议。

2.网络拓扑结构：不同的网络拓扑结构对路由协议的优先级有不同要求，例如，星型网络适合使用链路状态路由协议，而总线型网络适合使用距离矢量路由协议。

3.路由协议本身特性：不同路由协议的特性也会影响优先级，例如，BGP 适用于大型互联网服务提供商，而OSPF和IS-IS更适合中小型网络。

五、如何调整ZTE路由协议优先级1.配置路由协议参数：通过配置路由协议的参数，如路由器接口的IP地址、子网掩码、路由器ID等，实现路由协议优先级的调整。

2.调整路由器优先级设置：在路由器配置文件中，可以通过修改路由器优先级参数，如路由器接口的优先级、路由器区域的优先级等，实现路由协议优先级的调整。

3.使用路由策略控制器：通过路由策略控制器，如PCC（策略路由控制器），可以根据网络需求和路由协议特性实现优先级的调整。

一种GEO／LEO双层卫星网络路由算法及仿真研究

宇航学报
第３３卷
点，在时间片内，星网络的拓扑固定不变；２而卫（）
时间片足够小，在该时间期间内，各链路的代价可以
认为不变。对于多层卫星网络而言，近年来研究较多的是
时间虚拟化路由策略。文献［提出基于ＧＯ７］Ｅ／
ａｇｒｔｍ；Ｓｉａｉｎｌｏｉｈｍｕｌｔｏ
０引言
动态路由采用数据包自动寻址方式，不同星对座拓扑适应性强，由收敛速度快，路但较短的收敛时
卫星网络具有覆盖范围广、移动性，高以及Ｅ益ｔ
间得到的路径仅为局部最优，且由于卫星高动态并
特点，态的路由机制容易造成频繁的路由切换。动
发展为支持语音、图像、视频多种通信业务等特点，作为新一代全球移动通 Biblioteka 系统的重要组成部分］卫，
空间虚拟化路由更适用于ＬＯ单层卫星网络，求Ｅ要
网络拓扑非常规则。时间虚拟化也叫快照序列、有
ｉｈｓｐｐｒｈｅｏｔｇａｇｒｈｉｒｖｓｔｅｖｒａｉｅｉｔｔｇｅｓｎｂｙａｄｒａｉｅｏｃｌｕａｅａｄｎｔｉａｅ．Ｔｅｎｗｒｕｉｌｏｉｍｍｐｏｅｈｉｕｌｄｔｎｔｔｚｍｅｓｒｅｙｒａｏａｌｎｅｌｓｔａｃｌｔｎａｚｕｄｔｏｔｇｂｄｐｉｇｔｅｎｗｉｅｆｌｙｒｄｍａａｅｎｔｔｅｂｇｎｉｇｏａｈｓａｓｏ．Ｔｒｕｈａａｙｉａｄｐａｅｒｕｉｙａｏｔｈｅｄａｏａｅｅｎｇｍｅｔａｈｅｉｎｎｆｅｃｎｐｈｔｈｏｇｎｌｓｓｎｎｎｓｍｕａｉｎ，ｉ ’ ｈｗｎｔａｈｍｐｏｅｉｕｌｅｉｔａｅｂａｎｒａｉｎｌｓａｓｏ，ａｄｉｈｌｆｌｆｒｔｅｉｌｔｏｔｓｓｏｈｔｔｅｉｒｖｄｖｒａｉｄｔｔｚｍｅｓｒｔｇｏｔｉｓｍｏｅｒｔａｎｐｈｔｎｓｅｐｕｏｈｙｏ

wsn路由协议的分类

wsn路由协议的分类WSN（Wireless Sensor Network，无线传感器网络）是一种特定的无线网络，用于收集和传输环境数据。

在WSN中，多个传感器节点通过无线通信连接到一个中央节点，它们可以在自己的位置上收集环境信息。

WSN可以应用于环境监测、智能家居、工业控制等领域，它们的设计和部署需要考虑多种因素，包括能源消耗、网络传输协议、节点容量等。

在WSN中，路由协议是非常重要的组成部分。

它定义了网络中如何传输数据、如何路由数据和如何维护网络拓扑结构等问题。

下面我们来介绍WSN路由协议的分类。

一、层次路由协议层次路由协议是WSN中最常见的路由协议之一。

它将网络分为多个层次，每个层次由一组节点组成。

每层节点负责收集邻居节点的信息，将信息传递给上一层的节点。

最终将数据从最底层节点传递到中央节点。

层次路由协议具有灵活性和可扩展性，它可以适应大规模、复杂的WSN应用。

除此之外，由于每个节点只需要跟它的邻居节点通信，因此能源消耗比较低，寿命也比较长。

二、平面路由协议平面路由协议是一种比较简单的路由协议，它将所有节点都放在同一平面中。

平面路由协议将网络分为多个区域，每个区域由若干个节点组成。

在网络中，每个节点都有自己的地址，并且知道其周围节点的位置。

平面路由协议的特点是路由路径较短，能够降低网络延迟和能耗。

然而，平面路由协议缺乏对网络拓扑的全局视图，因此可能会导致路由路径不稳定或重复。

三、基于协同过滤的路由协议基于协同过滤的路由协议是一种新型的WSN路由协议。

它主要利用节点之间相似性来建立路由路径。

通过比较节点之间的通信频率和数据传输量，努力找到稳定的、可靠的节点组合。

基于协同过滤的路由协议能够最大程度地减少网络延迟和路由路径的复杂性，同时也能够有效降低能源消耗。

四、地理路由协议地理路由协议是一种基于节点位置的路由协议。

地理路由协议通常是基于两个节点之间的距离来定义路由路径。

具体来说，它使用节点GPS坐标或距离测量来确定节点之间的位置。

卫星网络的路由技术

动态拓扑结构
减小重编路由（rerouting）的可能性也是切换协议的一个目标
• Uzunaloglu提出了一个概率性路由协议（probabilistic routing protocol）,能预测卫星拓扑结构的改变并根据历史数据调用来减少严重的重编路由问题 • 在切换或数据调用过程中可能会改变的链路都会被删除。算法中确定了数据调用使用当前已建立路径所能持续时间的概率分布方程。这个方程会被用来寻找一定概率下不会产生重编路由的路径。
卫星网络的路由技术
调研报告
路由设计的影响因素
• 1.路由算法设计要求：准确，简单，鲁棒性，公平与差异的服务，优化 • 2.卫星网络的拓扑结构是动态的，因此路由技术也与地面网络的不同 • 3.卫星网络的路由技术也受到太空环境的影响：长距离传输的高链路时延太空中过大的误码率资源和能量缺乏难于升级或维修
• Jinhua Cao用“交叉熵蚂蚁路由系统”改善了网络的收敛时间 • Source节点的算法中产生三种“蚂蚁”： • 1.目的地定向的蚂蚁：根据地理信息只延最少跳数的路径移动，以提高收敛速度 • 2.普通蚂蚁：作为上一中蚂蚁补充，遍及整个网络 • 3.探索蚂蚁：探索所有可能的路径
卫星网络路由的技术问题
卫星网络路由技术的未来发展
• 卫星通信系统的星座设计 • 设计各种损耗更小的切换协议 • 提供QoS保证
• 优化多播技术
• 对于分步式算法，每个节点根据它自己对网络的了解并根据某一选择算法来决定下一跳。 • 例如一个基于地理信息的数据包理由算法（datagram routing algorithm）每个包都包括source和destination的距离，。由于每个节点的位置对于整个网络都是已知的，因此每个节点都能准确找到使包更接近 destination的下一跳；

5.1 MLSR路由算法_卫星通信网路由技术及其模拟_[共9页]

– 106 – 第5章多层卫星网路由技术前一章介绍的卫星网路由算法，都只适用于低轨道（LEO ）卫星构成的单层卫星网络。

然而，由低轨卫星（LEO ）、中轨卫星（MEO ）和同步卫星（GEO ）组合构成的多层卫星网络比单层卫星网络拥有更好的性能。

本章将介绍各种适用于多层卫星网的卫星网路由算法。

5.1 MLSR 路由算法MLSR （Multi-Layered Satellite Routing algorithm ）路由算法，即多层卫星网路由算法，是一种适用于由低轨、中轨和同步卫星组成的三层卫星IP 网络的多层卫星网路由算法。

1．MLSR 路由算法简介MLSR 路由算法能在卫星网络的不同卫星和地面通路之间，使用延时度量集合，高效地算出最短延时路径。

为反映卫星移动和网络拓扑的变化，MLSR 算法会有规律地更新卫星路由表。

仿真结果表明，MLSR 路由算法除了当路由跳转转向高一层卫星时的一小段摆动阶段外，其他时刻的性能与最短路径算法的性能相同。

当网络负载很高时，MLSR 算法比单层卫星网路由算法有更好的性能。

此外，由于MLSR 路由算法将路由计算负担分给了多颗卫星，因此计算路由表的通信开销较小。

2．MLSR 路由算法原理（1）相关定义MLSR 算法应用的卫星网络的结构如图5.1所示。

图5.2是从GEO 卫星的角度得到的卫星网络的结构。

在卫星网络中，所有连接都会有延迟。

总延迟由传播延迟、处理延迟和队列延迟组成，总延迟由上行卫星来计算。

上行卫星从它们的空间相对位置计算与下行卫星之间的传播延迟。

处理延迟近似为路由表查询的平均时间。

队列延迟取决于测量时的队列长度、平均分组大小和连接容量。

平均延迟由这3个延迟之和组成。

延迟函数D 和D +返回相互链接的两个节点之间的平均延迟。

如果链接不存在，函数D 返回无穷大，而D +返回0。

函数D 和D +分别用来计算延迟测量记录（定义3）和总连接（定义2）。

定义1（延迟函数D 和D +）：令l a →b 为节点a 到b 的直接连接。

卫星通信协议

卫星通信协议引言随着科技的迅速发展，卫星通信已成为连接全球的重要手段。

它允许信息跨越长距离，实现实时传输，对军事、商业和科研领域都至关重要。

本文旨在概述卫星通信协议的基本概念及其应用。

卫星通信基础定义与分类卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现地面站之间或地面站与航天器之间的通信。

根据轨道的不同，卫星通信可以分为地球同步轨道（GEO）、中地球轨道（MEO）和低地球轨道（LEO）通信。

工作原理卫星通信系统主要由地面站、空间段和用户终端组成。

信号从发送端通过地面站上传至卫星，再由卫星转发到接收端的地面站，完成信息的传递。

主要卫星通信协议CCSDSCCSDS（空间数据和信息传输系统咨询委员会）协议是国际上广泛采用的一套用于空间数据传输的标准。

它包括了数据封装、文件传输、图像数据压缩等多种协议标准。

DVB-S2DVB-S2是一种数字视频广播标准，主要用于卫星电视广播服务。

该协议支持更高的数据传输速率和更好的信号质量，广泛应用于商业卫星通信。

GMR-1GMR-1（Globalstar Mobile Radio System）是一个用于移动卫星通信的开放标准。

它支持语音、数据和定位服务，适用于偏远地区的通信需求。

应用领域军事通信卫星通信在军事领域扮演着关键角色，用于指挥控制、战场通讯和情报收集等。

商业用途商业卫星通信提供了远程教育、金融数据传输、远程医疗等服务，极大地促进了全球化经济的发展。

科研探索卫星通信还用于深空探测任务，如火星探测器与地球之间的数据传输，为人类探索宇宙提供了重要支持。

结论卫星通信协议是实现全球范围内高效、可靠通信的关键。

随着技术的不断进步，未来卫星通信将更加普及，其应用领域也将进一步扩大。

了解这些协议对于从事相关领域的专业人士来说至关重要，它们不仅保证了信息的快速传递，也推动了人类社会的进步。

卫星网络中基于区域扩散的动态路由协议

：ｓ；；；；Ｋｅｗｏｒｄｓａｔｅｌｌｉｔｅｎｅｔｗｏｒｋｓｚｏｎｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｄｎａｍｉｃｒｏｕｔｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｏｔｏｃｏｌｒｏｔｏｃｏｌｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ－ｙｇｐｐｐｙ
（，；１．ＣｈｉｎｅｓｅＦｌｉｈｔＴｅｓｔＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＸｉａｎ７１００８９，Ｃｈｉｎａｇ，，）２．ＣｏｌｌｅｅｏｆＣｏｍｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈｅｎｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａｇｐｙｇ
：Ａ，，ＡｂｓｔｒａｃｔｃｃｏｒｄｉｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳａｔｅｌｌｉｔｅｎｅｔｗｏｒｋｓａＺｏｎｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎＤｎａｍｉｃｒｏｕｔｉｎＺＤＲＰ）ｉｓｒｏｔｏｃｏｌ（ｒｏｏｓｅｄ－ｇｙｇｐｐｐｔｈｅＺＤＲＰｏｅｒａｔｅｓｉｎｄｎａｍｉｃａｎｄｏｎｄｅｍａｎｄｍｏｄｅｔｏｓｗｉｔｃｈｍｅｓｓａｅｓｉｎｔｈｅｕｎｉｔｏｆｚｏｎｅａｎｄｓｅｔｕｂｅｔｗｅｅｎｓｏｕｒｃｅａｎｄａｔｈ－ｐｙｇｐｐｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ，ＴｈｅＯＰＮＥＴｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅａｎｄｖａｌｉｄａｔｅＺＤＲＰｂｏｔｈｉｎｓｉｎｌｅｌａｅｒａｎｄｂｉｌａｅｒｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｇｙｙ，Ｂ，ｒｏｔｏｃｏｌｓａｔｈｍｏｄｅｌｃｏｍａｒｉｎｗｉｔｈｏｔｈｅｒｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｅｎｅｔｗｏｒｋｓｅｔｕｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｉｍｅｏｆｐｐｙｐｇｇｐｇａｃｋａｅｒｏｔｏｃｏｌ．ＺＤＲＰａｒｅｂｅｔｔｅｒｔｈａｎＯＳＰＦａｎｄＲＩＰ，ｔｈｅｅｎｄｔｏｅｎｄｄｅｌａａｎｄｔｈｅｌｏｓｓｒａｔｅａｒｅｂｅｔｔｅｒｔｈａｎＦｌｏｏｄｉｎｒｏｕｔｅｐｇｐｙｇ

多层卫星网络结构设计与分析

多层卫星网络结构设计与分析本文将探讨多层卫星网络结构设计的概念、方法、挑战和未来趋势。

随着空间技术的飞速发展，卫星网络逐渐成为信息传输的重要手段，而多层卫星网络结构是其中的核心部分。

在当今的信息化社会中，卫星网络作为信息传输的重要手段，已经得到了广泛的应用。

尤其在航天、军事等领域，卫星网络的作用更为突出。

然而，随着人们对信息传输需求量的不断增加，传统的卫星网络已经难以满足需求，因此，多层卫星网络结构应运而生。

多层卫星网络结构是指由多个卫星网络节点组成，具有高效信息传输能力的网络结构。

相比传统的卫星网络，它具有更高的信息传输速率、更低的传输延迟和更好的网络鲁棒性。

多层卫星网络结构的设计与实现，既可以满足人们日益增长的信息传输需求，也是未来卫星网络发展的重要方向。

多层卫星网络结构设计需要从多个方面考虑。

要选择合适的卫星网络节点。

节点数量、分布和质量都对网络性能产生重要影响。

同时，要考虑卫星网络的拓扑结构，包括星型结构、网状结构等。

还要考虑卫星网络的路由协议、通信协议和网络安全等问题。

具体设计过程中，需要结合实际情况进行整体优化。

在分析和讨论多层卫星网络结构设计时，我们需要注意以下几点。

多层卫星网络结构具有较高的复杂性和成本，因此在实际应用中需要权衡其性能与成本之间的关系。

多层卫星网络结构的可维护性和可扩展性也是需要考虑的问题。

虽然多层卫星网络结构具有许多优点，但是在某些特殊情况下，如星载设备故障或敌方攻击时，其性能可能会受到影响。

针对以上问题，未来的研究将更加注重优化设计、降低成本和提高网络的容错性能。

多层卫星网络结构作为未来卫星网络的重要发展方向，具有巨大的优势和潜力。

然而，它也面临着许多挑战和技术难题。

为了进一步推动多层卫星网络结构的发展和应用，未来的研究需要以下几个方面：1）优化设计：进一步降低多层卫星网络结构的复杂性和成本，提高其可靠性和稳定性。

2）技术创新：研发更高效、更稳定的通信协议和路由算法，以提升多层卫星网络的信息传输效率。

ZigBee协议

ZigBee协议协议名称：ZigBee协议协议背景：ZigBee是一种低功耗、短距离、低速率的无线通信协议，主要用于物联网设备之间的通信。

它基于IEEE 802.15.4标准，并由ZigBee联盟制定和管理。

ZigBee协议广泛应用于家庭自动化、智能能源管理、工业控制等领域。

协议目的：本协议旨在规范ZigBee协议的使用和实施，确保不同厂商生产的ZigBee设备之间能够互联互通，实现无缝的物联网通信。

协议内容：1. ZigBee网络拓扑结构1.1 网络类型：支持星型、网状和混合型网络结构。

1.2 网络节点：定义协调器、路由器和终端设备三种类型的节点，并规定它们的功能和特性。

1.3 网络层次：定义网络的层次结构，包括协调器级别、路由器级别和终端设备级别。

2. ZigBee协议栈2.1 物理层：定义ZigBee的物理层规范，包括频率、调制方式和传输速率等参数。

2.2 MAC层：定义ZigBee的媒体访问控制层规范，包括帧格式、帧类型和帧交互过程等。

2.3 网络层：定义ZigBee的网络层规范，包括路由选择算法、网络拓扑管理和地址分配等。

2.4 应用层：定义ZigBee的应用层规范，包括应用对象、应用框架和应用服务等。

3. ZigBee设备和服务3.1 设备标识：定义ZigBee设备的唯一标识符，包括设备类型、设备ID和设备描述等信息。

3.2 服务接口：定义ZigBee设备的服务接口规范，包括服务对象、服务操作和服务参数等。

3.3 设备发现：定义ZigBee设备之间的发现机制，包括主动发现和被动发现两种方式。

3.4 设备配置：定义ZigBee设备的配置过程，包括设备加入网络、设备离开网络和设备重置等。

4. ZigBee安全机制4.1 认证和加密：定义ZigBee设备之间的认证和加密机制，保护通信数据的机密性和完整性。

4.2 密钥管理：定义ZigBee设备的密钥管理规范，包括密钥生成、密钥分发和密钥更新等。

关于天地一体化信息网络安全防护技术的研究

关于天地一体化信息网络安全防护技术的研究发布时间：2021-02-02T02:16:31.096Z 来源：《现代电信科技》2020年第15期作者：康江浩[导读] 伴随着我国经济的快速发展，我国科学技术也得到了较好的进步，与此同时，我国在太空以及海洋等领域的发展逐渐上升，空间科学以及安全应急事件的处理受到越来越多的关注，对该方面的探究也越来越多。

在这种发展大背景之下，对我国天地一体化的信息网络安全提出了更高的要求，但是在实际的发展中我国在天地一体化信息网络防护受到多方面的威胁，影响着我国的安全发展。

（中铝山西新材料山西运城 043300）摘要：伴随着我国经济的快速发展，我国科学技术也得到了较好的进步，与此同时，我国在太空以及海洋等领域的发展逐渐上升，空间科学以及安全应急事件的处理受到越来越多的关注，对该方面的探究也越来越多。

本文在此基础上主要探讨天地一体化信息网络安全受到的威胁，并针对这些威胁提出相应的应对措施，希望能够提升我国天地一体化信息网络安全防护技术水平。

关键词：安全切换；安全路由；端到端传输一、天地一体化信息网络受到的威胁（一）天地一体化信息网络无线接入的安全受到威胁就我国现阶段的天地一体化信息网络来说，其所包含的无线接入主要分为两种类型，分别是卫星节点接入以及用户终端接入。

除此以外，天地一体化信息网络中所拥有的用户终端、天基节点以及地基节点等在进行通讯的时候，都是通过无线链路进行完成的。

但是因为无线链路在实际的使用过程中是处于开放状态的，所以这也就导致无线链路非常容易受到安全威胁被恶意攻击，比如说一些不法分子会通过攻击无线链路导致用户的信息被盗取、篡改，甚至是冒充客户身份等，这些不法分子的行为会导致整个系统中的信息泄露、系统出现无法访问等问题，严重情况下会导致整个无线链路无法正常工作，给国家带来一定的损失。

卫星宽带接入的解决方案

卫星宽带接入的解决方案1.卫星通信技术选择：选择合适的卫星通信技术对于卫星宽带接入至关重要。

根据使用场景和需求，可以选择地球同步轨道卫星（GEO）、非地球同步轨道卫星（LEO）或中地球轨道卫星（MEO）等不同类型的卫星。

同时，还需要考虑卫星的带宽和频谱资源等因素。

2.卫星地面站建设：卫星地面站是实现卫星通信的必要设施，它负责将卫星上行和下行的信号转换为计算机可以识别的数据。

地面站一般包括天线、发射机、接收机、信号处理设备等设备和系统。

根据卫星通信系统的规模和服务范围，地面站的建设需要考虑合理的布局和优化的设计。

3.用户终端设备：用户终端设备是实现卫星宽带接入的关键组成部分，它将卫星信号转换为计算机可以处理的数据，同时也将计算机产生的数据通过卫星信号传输到卫星上。

用户终端设备的种类有多种选择，包括卫星调制解调器、卫星路由器等。

4.服务商网络：卫星宽带接入的实现需要一个强大的网络支持。

服务商需要建立一个完整的网络架构，包括网络核心节点、传输线路、网络管理系统等，以确保信号传输的稳定和可靠性。

5.频谱资源管理：卫星宽带接入需要使用有效的频谱资源来传输数据，因此频谱资源的管理非常重要。

政府和相关机构需要制定相应的政策和规定，对频谱资源进行合理的分配和管理，同时也需要对频谱资源进行监管和维护，以保障卫星宽带接入的功能和服务。

6.安全保障：卫星宽带接入的安全问题需要被重视。

由于卫星通信涉及到敏感信息的传输和存储，服务商需要采取相应的安全措施，包括数据加密、身份认证等，以保护用户的隐私和数据安全。

7.服务质量保障：卫星宽带接入的用户通常具有较高的服务质量要求。

服务商需要建立完善的服务质量监控体系，及时检测和解决网络故障，同时也需要提供有效的技术支持和客户服务，以满足用户的需求。

以上是卫星宽带接入的解决方案的主要内容。

随着科技的不断发展，卫星宽带接入的技术和服务也将不断提升和完善，为更多的用户提供高速可靠的互联网接入。