resumo:
existe controle para LEO rede de satélites algoritmo de roteamento leva em conta o balanceamento de carga de sobrecarga da rede é muito grande, atualizações de roteamento não são oportunas e a distribuição desigual de mecanismo de ajuste da taxa de fluxo e outras questões, um novo balanceamento dinâmico de carga rede LEO satélite Based Routing algoritmo DRLB. O nó rota gravação de informações de satélite e lendo-out para o novo design estratégia Agente mecanismo de roteamento, obtenha o satélite topologia dinâmica; campo redundante exclusão do formato do pacote e agente antes da análise, para reduzir o objeto a sobrecarga da rede, de acordo com o intervalo de tempo de transmissão de dados agente antes de as estratégias canteiro de obras para melhorar a eficiência de atualização de roteamento, latitude satélite por considerar o problema da distribuição do fluxo irregular, regulador de fluxo melhorado para obter um melhor equilíbrio de carga. Os resultados obtidos mostram que, em comparação com o algoritmo SDRZ-MA, DRLB algoritmo tem uma melhor vantagem em diminuir a sobrecarga de controlo entre as estrelas, a extremidade média de atraso final e assim por diante.
formato de citação chinês: Luoyong Hua, Wu Wei casa. Redes LEO satélite uma dinâmica eficiente algoritmo de roteamento regulador de fluxo Tecnologia Eletrônica, 2016,42 (5): 104-108,112.
Inglês formato de citação: Luo Yonghua, Wu Jiawei. Um algoritmo de roteamento eficiente baseado em balanceamento de carga para redes de satélites LEO dinâmica .Application de Técnica Eletrônica, 2016,42 (5): 104-108,112.
0 Introdução
LEO topologia de rede por satélite ter uma alteração de topologia dinâmica tem sido rapidamente, o que é diferente das principais características terrestres rede LEO satélite da rede ad hoc, um satélite e a capacidade limitada de armazenamento e poder de processamento . Enquanto isso, a distância entre os satélites é muito maior facilmente levar ao fim atraso de transmissão .
A este respeito, alguns pesquisadores propuseram carga com base mecanismo de roteamento de equilíbrio, como algoritmo ELB é feita por TALEB T, o algoritmo é principalmente no satélite nós antes da transmissão de pacotes de dados foram adquiridos ou para a frente para o nó hop próxima condições de carga ligação, como a base sequencialmente, para selecionar o caminho apropriado para o encaminhamento de pacotes de dados. No entanto, se os nós no congestionamento da rede apareceu excessiva, a degradação do desempenho algoritmo ou fracasso mesmo. KUCUKATES de R et al presentes PAR algoritmo, o qual é tomado antes do congestionamento da rede ocorre em tempo hábil para medidas evitam para alcançar balanceamento de carga de rede. No entanto, este método não é elevado rendimento da rede, e no fim do pacote de atraso fim é relativamente grande. algoritmo SDRZ-MA Agent para o encaminhamento LEO rede de satélites, encaminhando os nós satélite Agente e para trás entre seus nós satélites frontais geração momento, o processo de migração para latitude cobrar por satélite, o custo da ligação, etc. necessário para atualizar as informações de roteamento. Mas algoritmo SDRZ-MA há alguma sobrecarga de satélite, a falta de desenvolvimento de outros recursos por satélite.
A este respeito, o algoritmo SDRZ-MA baseado em papel, é proposto com base no balanceamento dinâmico de carga LEO rede de satélites de roteamento algoritmo DRLB (algoritmo de roteamento dinâmico baseado em Load Balance). Antes da análise, como ler o mecanismo de encaminhamento para o agente, e para a concepção nova política de encaminhamento e a optimização do tamanho do pacote antes de o agente para melhorar a função do factor de regulação do fluxo, o tráfego de rede mais dimensões adaptadas para a posição específica. Finalmente, para testar o desempenho do algoritmo de encaminhamento proposta em termos de média final a sobrecarga de controlo de atraso extremidade, etc, bem como a regulação do fluxo.
1 modelo de rede e descrição do problema
1.1 Rede de modelo e definições relacionadas
Aqui DRLB algoritmo, Walker constelação com para a rede, o algoritmo não é considerada como uma abstracção rede de satélites de um conjunto de nodos V e um conjunto de arestas E formar um gráfico conectado G = (V, E ). Onde, | V | é o número de satélites todos os nós da rede, | E | é o número de toda a rede dos ISLs. algoritmos relacionados é definida como:
1.2 Descrição do problema
balanceamento de carga por rede de satélites LEO roteamento algoritmo SDRZ-MA estudo representativo encontrados os seguintes problemas que o algoritmo:
(1) devido aos serviços terrestres quente concentradas no hemisfério norte, em particular, dentro da latitude 50 °, o algoritmo SDRZ-MA original é conceber o factor de ajuste de preço, para promover a distribuição do fluxo do hemisfério sul para o hemisfério norte, mas o custo de criação falho de factores de regulação;
(2) algoritmo em SDRZ-MA, após um período de funcionamento de constelação de satélites, cada nó satélite antes apenas para determinar o valor do endereço de satélite probabilidade qd para o destino agente, que não é suficiente abrangente, pode levar a nós satélite para toda a topologia de rede informação suficiente para obter oportunas e precisas;
Agente campos de pacotes redundantes a (3) acima.
2 Este algoritmo DRLB artigo
Por causa da rede de satélites LEO algoritmo de roteamento baseado em Agent sobrecarga de controle de rede móvel é muito grande, os mecanismos de regulação de fluxo irracionais, este trabalho apresenta um balanceamento dinâmico de carga LEO rede de satélites algoritmo de roteamento baseado DRLB.
2.1 factor de regulação de fluxo melhoradas
No algoritmo SDRZ-MA, o factor de ajuste de função é a seguinte:
Sua função mostrado na Figura 1 (a). FIG compreendido por, quando a latitude a uma maior latitude de 50 °, o perfil de ajuste continua fator tendência para cima, o que, obviamente, não é realista. A este respeito, um satélite de localização geográfica específica latitude aqui contempladas, o modelo (3) for corrigido, o factor de ajuste de taxa de fluxo, para formar um novo modelo:
Novo regulador de função mostrado na Figura 1 (b). FIG compreendido por, a melhoria do regulador para assegurar que o peso pode sempre maior do Hemisfério Sul, onde o peso 0 ° ~ 50 ° do valor máximo, que é a distribuição de tráfego mais realista.
2.2 A estratégia de seleção para otimizar a finalidade do Agente de satélite
No algoritmo SDRZ-MA, os nós de satélite periodicamente transmissão para a frente a outros satélites agente, com probabilidade qd para determinar o endereço de destino do ex-agente:
Onde, fsd representa a quantidade de dados transmitidos a partir da fonte para o destino d satélite satélite s. No algoritmo SDRZ-MA, haverá um curto período de tempo antes que a situação se repete para gerar o mesmo endereço de destino para o Agente. Neste artigo, o problema é evitado (tempo de transmissão repetidamente transmitida intervalo antes do Agent. DRLB aqui algoritmo, antes de enviar o satélite nodos intervalos de tempo do agente, produzir um registro de seu próprio nó de outros satélites do presente período de tempo antes. quando um nó precisa enviar seu próprio satélite antes quando o agente, primeira regra o endereço de destino para o agente antes de seus registros para o endereço de destino do Agent e pressione probabilidade atrás qd pode selecionar o endereço de destino, então o satélite nodos Agent obter condições de carga rede mais precisos para encontrar o caminho ideal.
2.3 Agente comprimento de pacote comprimido
2.4 regras DRLB e operações aritméticas básicas
2.4.1 Regras Algoritmo
(1) Regra 1
Encaminhamento Tabela Inicialização:
(2) Regra 2
antes do primeiro ciclo de funcionamento de rede, todo o nó satélite gera uma temporização agente, antes da seleccionados aleatoriamente a partir dos outros nós satélite fora do endereço de destino presente no agente de satélite.
O segundo inicia ciclo, cada nó de satélite para a frente Agent, antes do intervalo de geração da primeira regra é Agente de registro do satélite antes de gerar o objeto para a frente através do seu endereço de Agente próprio satélite, em seguida, selecione a probabilidade destino qd do Agente após o endereço, a primeira geração a Agent enviado para os satélites vizinhos.
(3) A regra 3
frente para chegar ao satélite intermediário Agente, de acordo com a tabela de encaminhamento dos selecciona nó de satélite a próxima hop. Se houver um link não está disponível, em seguida, a primeira regra não está disponível no link, e re-atualizando a tabela de roteamento do satélite, em seguida, seleciona o próximo hop.
Depois de gerar o movimento para frente gerando o Agente Agente Agente para a frente na direcção oposta.
(4) 4 Regra
Quando qualquer uma das seguintes condições for satisfeita, após o pré-gerar o agente para agente, o agente antes de desaparecer:
antes de chegar a sua vida para o agente móvel.
Agente o ex 3 de acordo com o seguinte hop regra de seleção, o próximo salto selecione satélites foram acessados antes ou a nenhum caminho disponível para o agente.
(5) 5 Regra
atualizações do modelo de custos de rede:
2.4.2 As etapas específicas
(1) Todos os nodos de acordo com a Regra 1 da conclusão da inicialização tabela de encaminhamento.
(2) Geração de um satélite para a frente nodos s Fs agente tem um tempo de vida limitado pela regra 2, durante a migração, o agente Fs gravação cada endereço acessada nó Vi é o último nó a ser acedida da latitude e o nó de um hop consideração nó para este nó. Quando o agente Fs satélite atinge o nó intermediário, a informação intermediária realizada nos gânglios satélite atualizar seus Fs agente eo latitude em que um custo nó de acordo com o nó satélite. Agente Fs quando o nó de satélite para o destino, o formato das informações transportadas por:
(3) Agente para a frente de encaminhamento de acordo com a regra 3 no processo de migração, quando qualquer um estado da regra é satisfeita na reivindicação 4, depois de se gerar o agente antes de o agente Bd.
(4) Agente Fs avanço atualização rota sua levando as informações necessárias para o Agente Bd pressionado para a memória, e ao termo da sua vida útil.
A migração na direcção oposta ao longo da frente Agente Bd (5). Ao migrar para o encaminhamento intermediário nó Vi, os registros de leitura do nó intermediário em sua latitude e latitude em que o custo de um nó para o nó atual, é armazenado na pilha, continuar a obter junto de informação sobre mobilidade nó hop, para migrar até um nó de origem, cada nó meio, de acordo com as regras de uma tabela de roteamento atualizar o nó 5
Agente de fluxo de trabalho aqui algoritmo DRLB mostrado na Figura 2.
3 Análise de emulação e desempenho
3.1 simulação configurações de ambiente
Com a ajuda do software de simulação para o desempenho da rede de teste é OPNET14.5 artigo roteamento algoritmo . A fim de simular a distribuição de tráfego real de uma rede de satélite, a latitude de simulação satélite entre 0 ° ~ 50 ° cada nó satélite deixa de transmitir pacotes de 0,4 s 0,8 s, outras regiões não polares de cada nó satélite pára de transmitir pacotes 0,1 s 1,1 s, o endereço de destino do pacote aleatório. De modo a reflectir a natureza avançada deste algoritmo, a corrente a partir da rede de satélite LEO considerado melhor desempenho SDRZ-MA grupo de controlo algoritmo, e tomada = 3, = 5, = 0,8. parâmetros de simulação topologia de constelação como mostrados na Tabela 1.
Para quantificar o desempenho do algoritmo de algoritmo e de rede de controlo proposto, com a taxa de perda de pacotes no presente documento, o atraso de extremo média e índice de carga ISL normalizada, etc avaliadas.
3.2 Análise de dados experimentais
(1) a taxa de perda de pacotes
Como mostrado na FIG, o algoritmo SDRZ-MA e o algoritmo na DRLB terminal de taxa de bits seja inferior a 400 kb / s 3, encontram-se perto de zero taxa de perda de pacotes, o qual é relativamente livre devido à rede, neste momento, o pacote pode ser exacta e nó de destino de entrega atempada . Quando os aumentos de terminais a quantidade de dados, perda de menos de DRLB algoritmo algoritmo SDRZ-MA, o que é devido ao fator de melhoria é ajustada de tal forma que todo o tráfego de rede é razoável distribuição, enquanto o nó de destino para o agente, ao tráfego evitar classificados de acordo com o nó selecionado anterior repetindo a situação antes de transmitir continuamente agente, o nó obtém a informação de carga do mesmo nó de toda a rede é mais preciso, e algoritmo SDRZ-MA não considera o problema da taxa de distribuição do fluxo dos nós de comunicação por satélite móveis devido a um enorme, por isso a taxa de perda de pacotes superior.
(2) a fim média de atraso extremidade
A taxa média de variação do atraso de extremo terminal com as Figuras 4 e 5. Gráfico da fonte de dados e de destino satélites 4 satélites estão no hemisfério norte, desta vez o algoritmo é o desempenho obviamente superior algoritmo DRLB SDRZ-MA, que é devido ao algoritmo DRLB para a distribuição da população e terrestres realidades placas continentais, o design do novo regulador de fluxo, para melhor alocar o tráfego de rede para o hemisfério sul, para evitar a situação por causa do congestionamento na rede causado no nó de encaminhamento de pacotes de dados de satélite por um longo tempo não cache o máximo possível.
satélites de fonte de dados 5 por satélite e de destino no hemisfério sul, o atraso de dois algoritmos de quase-end, mas no novo algoritmo otimizado para a estratégia de seleção de endereço de destino antes do agente, a obtenção de uma pluralidade de cadeias repetindo reduzidos a informação de probabilidade de carga estrada, todo o nó de rede para obter informações de carga precisa para atualizar a tabela de roteamento, o fim média para acabar com atraso DRLB algoritmo um pouco melhor.
(3) ISL carga normalizada
carga normalizada muda com ISL latitude satélite como mostrado na carga ligação é maior do que o hemisfério sul algoritmo DRLB algoritmo SDRZ-MA 6, latitude entre cerca de 0 ° ~ 50 °, DRLB carga algoritmo de ligação é menor do que o original algoritmo SDRZ-MA. Isto acontece porque o algoritmo do factor de ajuste de taxa de fluxo é melhorada, aumentando o custo do valor do peso de ligação entre a latitude 0 ° a 50 °, de tal modo que mais tráfego é atribuído para o hemisfério sul. Ao mesmo tempo, a seleção algoritmo Agent endereço de destino para a frente foi melhorada, a melhoria da eficiência do caminho atualizado, nós satélite obter condição de carga melhor da rede, a redistribuição de tráfego é ainda alcançado. E algoritmo SDRZ-MA para o tráfego de vínculo dinâmico pode ser alocado quando um satélite Mobile Nodes grande velocidade, resultando em um congestionamento da rede maior.
4 Conclusão
E controle de fluxo de sobrecarga é demasiado grande para a consideração da carga da rede LEO satélite equilibrar rede de encaminhamento defeitos mecanismo de ajuste algoritmo e outros problemas, uma rede com base dinâmica LEO satélite encaminhamento algoritmo de balanceamento de carga DRLB. No algoritmo DRLB, atualiza as informações de roteamento necessárias pelo nó satélite usando uma gravação, a política de leitura para o agente, o tamanho do pacote é reduzido antes do agente, reduzir o controle rede aérea; estratégia de seleção do endereço de destino para a frente Agent para melhorar, aperfeiçoar encaminhamento eficiência actualização; optimizar o mecanismo de estrangulamento, para melhor atingir o equilíbrio de carga da rede. análise e simulação teóricos resultados mostram que, em comparação com o algoritmo SDRZ-MA, o algoritmo DRLB para melhorar o desempenho da taxa de perda de pacotes, a extremidade média de atraso fim e outros aspectos de ambos.
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