空间光网络技术-习题及答案 ch10空间光网络路由与波长分配算法.docx

第十章 空间光网络路由与波长分配算法 1. 简述HSRP有什么特点? (1)动态性，该协议通过空间光网络现有状态信息推算下个时刻的空间光网络状态、拓 扑和信息的可到达性，并自动适应空间光网络的变化。(2)该协议选择的路由能满足 OoS 各参数的要求，如带宽、时延和时延抖动等(3)该协议采用一系列机制使空间光网络能自行升级、扩容，满足日益增长的通信容量需求，适用于多层的大型空间光网络。 2.简述多层空间光网络路由算法的定义？ 在多层卫星路由算法(Multilayered Satellite RoutingAlgorithm，MLSR)中，星载路由表通过不断更新反映空间光网络的拓扑和业务负载的变化，并及时形成路由协议。多层空间光网络结构是目前研究非常多的网络结构，具有分层、分级结构和分布式的特点，结构灵活、网络吞吐量大、鲁棒性强，允许较大的路由开销来取得更加精确的路由。MLSR 是由 SoS 演变而来的多层空间光网络路由算法，依据轨道高度将网络分为LEO、MEO和GEO三层，被一个MEO覆盖的LEO分为一组，MEO是该LEO组的管理员，被一个GEO覆盖的MEO分为一组，GEO为该MEO组的管理员。对MEO来说，其管理的LEO组是一个点，大大减轻了高层卫星节点的计算量，而LEO层的路由计算分担给MEO管理员，GEO不了解每个LEO的链路状态信息，减少了网络中的数据交换，减轻了网络负担，如图10-4 所示。SGRG路由协议针对LEO/MEO双层空间光网络将网络拓扑离散化，通过MEO覆盖区域对LEO分组LEO层时延报告发送给MEO层，MEO根据网络全局信息计算一条最短路径发送给LEO。由于路由开销业务和实际传输业务实现物力分离，链路拥塞不影响时延报告的发送和路由表的计算，可以提高网络吞吐量，增强网络鲁棒性。 3.简述MLSR的特点是什么？ (1)多层空间光网络中卫星节点众多，卫星功率有限，这要求卫星必须具有相当强的周期性路由表计算能力。为解决这个问题，多层卫星路由算法采用分层计算路由表的办法并减少GEO层的卫星数。 (2)为了反映最新网络状态得到的最新路由协议，在计算路由表时要考虑最新的链路时延。这些时延给空间光网络带来了额外的通信负担。为此，MLSR将LEO层卫星抽象地看成一个总的卫星节点，在计算路由表时只考虑该总节点与其他总节点(如MEO 层和 GEO层的总节点)之间链路的时延。这样MLSR可以减少多余的通信开销。 (3)链路时延包括传输时延、处理时延和队列时延。在一般情况下，链路时延主要指传输时延，但是在链路拥塞时处理时延和队列时延构成了影响链路时延的主要因素。其中，卫星将下行链路中的传输时延、处理时延和队列时延三者的平均时延作为链路时延。 4.简述MLSR有什么类型分组？ (1)低轨道卫星组(LEOGroups):一个低轨道卫星组由一个中轨道卫星覆盖的所有低轨道卫星组成，记为L，，对应的中轨道卫星记为M，L=Llk=0,S(L)-，S是低轨道卫星组中的卫星节点数。L中所有 LEO卫星都和该组的管理员M连接，低轨道卫星组及其管理员具有一一对应的关系。 (2)中轨道卫星组(MEOGroups):一个中轨道卫星组由一个静止轨道卫星(GEO)覆盖的中轨道卫星组成，记为M，M=Mj=0,S(M)-1，S是中轨道卫星组中的卫星节点数。M中所有 MEO卫星都和该组的管理员G连接，中轨道卫星组及其管理员具有一一对应的关系。 5.简述LEO/MEO两层空间光网络路由算法的定义。 类似单层空间光网络,LEO/MEO 两层空间光网络路由充分利用其网络拓扑结构的可预见性和周期性，将卫星运行周期T分成N个小的时间片，[to,t1] [t1,t2]，...[t2t3]在每个时间间隔内，拓扑结构可看作固定不变，并且星间链路的开销也可视为恒定。链路的建立和断开只在时间点to,t....tn时刻发生，因此可用星间链路的ON/OFF来描述两层空间光网络拓扑结构的动态性。 根据这种拓扑结构，所有卫星对之间的最优路径及可选路径都可以使用著名的 Diikstra算法事先确定，甚至可以在地面实现计算最佳路径，然后在特定时刻上传给卫星。该拓扑结构与Diikstra算法的综合运用，减少了 LEO/MEO两层空间光网络的切换次数，降低了两层空间光网络动态路由难度;但是在极区和狭缝区域，星间链路不存在，链路开销趋于无穷，故此路由算法不适用。 无论是面向连接还是面向无连接空间光网络路由，都服务于不同的业务类型和不同的网络结构。鉴于目前空间光网络结构的多层化发展趋势(我国的北斗导航系统由静止轨道和低轨道卫星组成)，在空间光网络的路由协议应当从多层结构出发，特别针对我国业务需求(业务类型和业务分布)来设计。与传统微波空间光网络不同，在空间光网络中，数据包的交换处理和传输都以波长为粒度，