Résumé:
Le contrôle existe pour l'algorithme de routage réseau LEO satellite prend en charge compte d'équilibrage de la charge réseau est trop important, les mises à jour de routage ne sont pas en temps opportun et la répartition inégale des mécanisme d'ajustement du débit et d'autres questions, un nouveau réseau de satellites en orbite basse à base d'équilibrage de charge dynamique algorithme de routage DRLB. L'enregistrement d'informations sur l'itinéraire de noeud par satellite et lecture-out à la nouvelle conception mécanisme de routage de stratégie Agent, obtenir le satellite de topologie dynamique, champ de suppression redondant du format de paquets et l'agent avant l'analyse, afin de réduire l'objet de tête de réseau, selon l'intervalle de temps de transmission de données Agent avant les stratégies de chantier pour améliorer l'efficacité de la mise à jour de routage, latitude par satellite en considérant le problème de la répartition des flux inégal, régulateur d'écoulement amélioré pour obtenir un meilleur équilibre de charge. Les résultats de simulation montrent que par rapport à l'algorithme ZSRD-MA, algorithme DRLB a un meilleur avantage à ralentir les frais généraux de contrôle entre les étoiles, la fin moyenne délai final et ainsi de suite.
format de citation chinois: Luoyong Hua, la maison Wu Wei. Les réseaux LEO satellites un algorithme régulateur de débit de routage de dynamique efficace Electronic Technology, 2016,42 (5): 104-108,112.
Anglais format de citation: Luo Yonghua, Wu Jiawei. Un algorithme de routage efficace basé sur l'équilibrage de charge pour les réseaux de satellites en orbite basse de dynamique .Application Technique électronique, 2016,42 (5): 104-108,112.
0 introduction
LEO topologie de réseau de satellites ayant un changement de topologie dynamique a été rapidement, ce qui est différent des caractéristiques du satellite en orbite basse réseau terrestre principaux du réseau ad hoc, un satellite et la capacité de stockage limitée et la puissance de traitement . Pendant ce temps, la distance entre les satellites est beaucoup plus facilement conduire à la fin délai de transmission .
À cet égard, certains chercheurs ont proposé un équilibrage de charge mécanisme de routage à base, tels que l'algorithme ELB est faite par TALEB T, l'algorithme est principalement dans le satellite noeuds avant la transmission de paquets de données ont été acquises ou en avant au noeud suivant hop les conditions de charge de liaison, en tant que base séquentielle, pour sélectionner le chemin d'accès approprié pour la transmission des paquets de données. Cependant, si les nuds de la congestion du réseau est apparu excessive, la dégradation des performances de l'algorithme ou l'échec même. KUCUKATES R et al présente l'algorithme PAR, qui est prise avant que la congestion du réseau se produit en temps opportun aux mesures d'éviter pour atteindre l'équilibrage de charge réseau. Cependant, cette méthode n'est pas haut débit réseau, et à la fin de paquet à retard final est relativement importante. algorithme ZSRD-MA Agent dans le routage de réseau par satellite en orbite basse, la transmission des nuds satellites Agent et-vient entre ses nuds satellites de génération de synchronisation avant, le processus de migration vers Collect latitude par satellite, le coût de la liaison, etc. nécessaires à la mise à jour des informations de routage. Mais algorithme ZSRD-MA il y a une surcharge par satellite, le manque d'autres le développement des ressources par satellite.
À cet égard, l'algorithme ZSRD-MA à base de papier, est proposée sur la base réseau de satellites LEO d'équilibrage de charge dynamique algorithme de routage DRLB (dynamique algorithme de routage basé sur la balance de charge). Avant l'analyse, la façon de lire le mécanisme de routage à l'agent, et de concevoir une nouvelle politique de routage et l'optimisation de la longueur des paquets avant que l'agent pour améliorer la fonction de facteur de régulation de débit, le trafic réseau dimensions plus adaptées à la position spécifique. Enfin, nous avons testé les performances de l'algorithme de routage proposé en termes de frais généraux de bout en contrôle moyen et le retard et la régulation du débit.
1 modèle de réseau et la description du problème
1.1 Modèle réseau et définitions connexes
Ici DRLB algorithme, Walker constellation avec pour la mise en réseau, l'algorithme n'a pas été considérée comme une abstraction de réseau par satellite d'un ensemble de noeuds V et un ensemble d'arêtes E forment un graphe connexe G = (V, E ). Dans laquelle | V | est le nombre de satellites tous les nuds du réseau, | E | est le nombre de l'ensemble du réseau ISL. algorithmes associés est défini comme:
1.2 Description du problème
l'équilibre de la charge par l'étude représentant LEO réseau par satellite algorithme de routage ZSRD-MA ont noté les problèmes suivants que l'algorithme:
(1) en raison des services terrestres chauds concentrés dans l'hémisphère Nord, en particulier dans la latitude 50 °, l'algorithme ZSRD-MA conception originale du facteur d'ajustement des prix, afin de promouvoir la distribution des flux de l'hémisphère sud à l'hémisphère nord, mais le coût de la conception imparfaite des facteurs réglementaires;
(2) Dans l'algorithme ZSRD-MA, la constellation de satellites pour exécuter un cycle, chaque noeud satellite avant que pour déterminer la valeur de l'adresse satellite probabilité de QD à l'agent de destination, qui ne suffit pas complète, peut conduire à des nuds satellites pour l'ensemble de la topologie du réseau suffisamment d'informations pour obtenir en temps opportun et précis;
Agent des champs de paquets redondant à (3) ci-dessus.
2 Cet article algorithme DRLB
En raison de l'algorithme de routage réseau LEO par satellite basé sur les frais généraux de contrôle de réseau mobile agent est trop important, les mécanismes de régulation de flux déraisonnables, ce document présente un algorithme de routage de réseau de satellites en orbite basse équilibrage de charge dynamique basée DRLB.
2.1 facteur de régulation de débit amélioré
Dans l'algorithme ZSRD-MA, le facteur de réglage de la fonction est la suivante:
Sa fonction représentée sur la figure 1 (a). La figure comprise par, lorsque la latitude de la latitude supérieure à 50 °, le profil de réglage continue facteur de tendance à la hausse, ce qui est évidemment pas réaliste. À cet égard, un satellite de latitude de localisation géographique spécifique envisagée ici, est corrigé le modèle (3), le facteur d'ajustement de débit pour former un nouveau modèle:
Nouveau régulateur de la fonction représentée sur la figure 1 (b). Figure compris par le régulateur amélioré pour faire en sorte que le poids peut toujours supérieure à l'hémisphère Sud, où le poids 0 ° ~ 50 ° de la valeur maximale, qui est la distribution du trafic plus réaliste.
2.2 La stratégie de sélection pour optimiser le but de l'agent satellite
Dans l'algorithme ZSRD-MA, les nuds satellites transmettent périodiquement en avant d'autres satellites agent, probabilité QD pour déterminer l'adresse de destination de l'ex-agent:
Dans lequel, fsd représente la quantité de données transmises à partir de la source vers le d du satellite par satellite de destination. Dans l'algorithme ZSRD-MA, il y aura un peu de temps avant que la situation se répète pour générer la même adresse de destination à l'agent. Dans cet article, le problème est évité par plusieurs reprises transmis (temps de transmission d'intervalle avant l'agent. DRLB algorithme ici, avant d'envoyer le satellite nuds intervalles de temps agent, produire un enregistrement de son propre nud à d'autres satellites de la période actuelle avant. lorsqu'un nud doit envoyer son propre satellite avant lorsque l'agent, première règle sur l'adresse de destination à l'agent avant leurs dossiers à l'adresse de destination de l'agent, puis il y a probabilité de presse QD pouvez sélectionner l'adresse de destination, de sorte que le satellite nuds Agent obtenir des conditions de charge réseau plus précis pour trouver le chemin optimal.
2.3 Agent longueur de paquet compressé
2.4 règles DRLB et des opérations arithmétiques de base
Règle 2.4.1 Algorithme
(1) La règle 1
Table de routage Initialisation:
(2) Règle 2
avant le premier cycle de fonctionnement du réseau, la totalité du noeud de satellite génère une synchronisation d'agent, avant la choisi au hasard parmi les autres noeuds du satellite en dehors de la présente adresse de destination dans l'agent satellite.
le second cycle commence, chaque noeud de satellite avant d'agent, avant que l'intervalle de génération de la première règle consiste à enregistrer satellite Agent avant de générer l'objet vers l'avant à travers leur propre adresse Agent de satellite, et ensuite sélectionner le QD de destination probabilité d'agent adresse postale, avant de générer l'agent envoyé aux satellites voisins.
(3) Règle 3
avant d'atteindre le satellite Agent intermédiaire, conformément à la table de routage le noeud satellite sélectionne le saut suivant. S'il y a un lien est pas disponible, la première règle est pas disponible dans le lien, et re-mettre à jour la table de routage du satellite, et sélectionne ensuite le saut suivant.
Après avoir généré le mouvement vers l'avant générer l'agent Agent à la direction vers l'avant dans la direction opposée.
(4) la règle 4
Lorsque l'une des conditions suivantes est remplie, après la pré-générer l'agent à l'agent, l'agent avant de disparaître:
avant d'atteindre sa durée de vie à l'agent mobile.
Agent l'ex-3 selon le saut de règle de sélection suivante, le saut suivant sélectionné avant que le satellite a été consultée ou non le chemin est agent disponible.
(5) L'article 5
mises à jour du modèle de coût du réseau:
2.4.2 étapes spécifiques
(1) Tous les noeuds conformément à la règle 1 de l'achèvement de la table de routage d'initialisation.
(2) générant un noeuds satellites avant de l'agent Fs a une durée de vie limitée en vertu de l'article 2, lors de la migration, l'agent d'enregistrement Fs chaque adresse Vi est accessible nud le dernier nud à accéder à la latitude et le noeud un saut noeud de considération pour ce noeud. Lorsque l'agent satellite Fs atteint le noeud intermédiaire, l'information intermédiaire effectuée dans les noeuds satellites mettre à jour leurs Fs agent et la latitude à laquelle un coût de noeud en fonction du noeud de satellite. Agent Fs lorsque le noeud satellite vers la destination, les informations véhiculées par le format:
(3) Agent de routage vers l'avant en fonction de la règle 3 dans le processus de migration, lorsque l'une quelconque condition de la règle est satisfaite dans la revendication 4, après la génération de l'agent avant que l'agent Bd.
(4) Agent Fs mouvement vers l'avant la mise à jour de leur itinéraire portant l'information nécessaire à l'agent Bd enfoncé dans la mémoire, et l'expiration de sa vie.
La migration dans la direction opposée le long de l'agent avant Bd (5). Lors de la migration vers le routage intermédiaire noeud Vi, les enregistrements lus du noeud intermédiaire de leur latitude et la latitude à laquelle le coût d'un noeud au noeud courant, est stocké dans la pile, continuent d'obtenir des informations sur la mobilité à côté du noeud hop, de migrer jusqu'à un noeud de source, chaque noeud intermédiaire, selon les règles d'une table de routage mise à jour du noeud 5
Agent de workflow ici algorithme DRLB illustré à la figure 2.
3 analyse d'émulation et de la performance
3.1 Simulation des paramètres d'environnement
Avec l'aide d'un logiciel de simulation pour tester les performances du réseau est OPNET14.5 article algorithme de routage . Afin de simuler la répartition réelle du trafic d'un réseau par satellite, la latitude de simulation par satellite entre 0 ° ~ 50 ° chaque noeud de satellite arrête la transmission de paquets de 0,4 s 0,8 s, d'autres régions non polaires de chaque noeud de satellite cesse de transmettre des paquets 0,1 s 1,1 s, l'adresse de destination du paquet aléatoire. Afin de refléter la nature avancée de cet algorithme, le courant du réseau de satellites LEO considéré comme meilleur groupe de contrôle de l'algorithme ZSRD-MA performance, et la prise = 3, = 5, = 0,8. paramètres de simulation de la topologie de Constellation comme indiqué dans le tableau 1.
Pour quantifier les performances de l'algorithme proposé et de l'algorithme de contrôle réseau, le taux de perte de paquets ici, le délai final moyen et l'indice normalisé de charge ISL, etc. évalués.
3.2 Analyse des données expérimentales
(1) le taux de perte de paquets
Comme le montre la figure, l'algorithme ZSRD-MA et l'algorithme dans le terminal taux bit DRLB est inférieure à 400 kb / s 3, sont proches de zéro taux de perte de paquets, ce qui est relativement libre en raison du réseau à ce moment, le paquet peut être avec précision et le noeud de destination de livraison rapide . Lorsque le terminal augmente la quantité de données, la perte de moins que l'algorithme DRLB algorithme ZSRD-MA, ce qui est dû au facteur d'amélioration est ajustée de telle sorte que l'ensemble du trafic de réseau est la distribution raisonnable, tandis que le noeud de destination à l'agent, au trafic éviter triés selon le précédent noeud sélectionné répéter la situation avant l'agent de transmission en continu, le noeud obtient les informations de charge du même noeud du réseau entier est plus précis, et l'algorithme ZSRD-MA ne considère pas le problème du taux de distribution d'écoulement des noeuds de communication mobile par satellite en raison d'un énorme, si le taux de perte de paquets supérieur.
(2) la fin d'un retard moyen d'extrémité
Le taux moyen de variation du retard d'extrémité terminale avec les figures 4 et 5. Graphique source de données et les satellites destination 4 satellites sont dans l'hémisphère nord, cette fois l'algorithme est la performance évidemment supérieur DRLB algorithme ZSRD-MA, qui est due à l'algorithme DRLB pour la distribution des réalités de la population et au sol des plaques continentales, la conception du nouveau régulateur de débit, pour mieux vous allouez le trafic réseau à l'hémisphère sud, afin d'éviter la situation en raison de la congestion du réseau causé dans le noeud de transmission de paquets de données par satellite depuis longtemps en cache pas l'étendue maximale possible.
5 source de données par satellite et les satellites de destination dans l'hémisphère sud, les deux algorithmes de retard presque fin, mais dans le nouvel algorithme optimisé pour la stratégie de sélection d'adresse de destination avant que l'agent, l'obtention d'une pluralité de chaînes de répétition réduite les informations de probabilité de la charge routière, l'ensemble du noeud de réseau pour obtenir des informations de charge précis pour mettre à jour la table de routage, l'extrémité moyenne pour terminer un peu mieux retard algorithme DRLB.
(3) ISL de charge normalisée
charge Normalisée change avec la latitude par satellite ISL comme indiqué dans la charge de la liaison est plus grande que l'hémisphère sud algorithme DRLB algorithme ZSRD-MA 6, latitude entre environ 0 ° ~ 50 °, DRLB lien algorithme de charge est inférieur à l'original algorithme ZSRD-MA. En effet, l'algorithme du facteur d'ajustement du débit est améliorée, ce qui augmente le coût du 0 ° valeur du poids de lien entre la latitude à 50 °, de sorte que plus de trafic est affecté à l'hémisphère Sud. En même temps, la sélection de l'algorithme Agent adresse de destination avant a été amélioré, l'efficacité améliorée du chemin mise à jour, les noeuds satellites obtenir une meilleure condition de charge du réseau, la redistribution du trafic est encore atteint. Et algorithme ZSRD-MA pour le trafic de lien dynamique peut être distribué à la vitesse de déplacement du satellite nuds grande, une congestion du réseau de grande cause.
4 Conclusion
Et les frais généraux de contrôle de flux est trop grand pour l'examen du mécanisme de réglage de l'algorithme de routage réseau d'équilibrage de charge réseau de satellites LEO défauts et d'autres problèmes, un réseau de satellites en orbite basse dynamique basée algorithme de routage d'équilibrage de charge DRLB. Dans l'algorithme DRLB, met à jour les informations de routage nécessaires par le noeud satellite à l'aide d'un enregistrement, la politique de lecture à l'agent, la longueur du paquet est réduite avant que l'agent, réduire les frais généraux de contrôle du réseau, la stratégie de sélection de l'adresse de destination avant l'agent pour améliorer, améliorer acheminer l'efficacité de mise à jour, l'optimisation du mécanisme d'étranglement, afin de mieux réaliser l'équilibrage de la charge du réseau. les résultats d'analyse théoriques et de simulation montrent que par rapport à l'algorithme ZSRD-MA, algorithme DRLB pour améliorer la performance du taux de perte de paquets, la fin moyenne à un retard final et d'autres aspects des deux.
références
Wei Juan, vibrations pluie fine, Liu Ye. Algorithme de routage asymétrique en fonction du temps division réseau LEO par satellite la science et de l'exploration informatique, 2014,9 (7): 832-838.
WERNER M, JAHN A, LUTZ E.Analysis des paramètres du système pour les réseaux de communication LEO / ICO-satellites .Journal sur les zones sélectionnées en communications, 2014,13 (2), 371-381.
H S CHANG, KMI B W, affectation de liaison à base de G.FSA LEE C et le routage dans les réseaux de satellites en orbite basse .Transactions sur Vehicular Technology, 2013,47 (3): 1037-1048.
TALEB T, MASHIMO D, JAMALIPOUR A.SAT04-3: ELB: un protocole de routage charge explicite d'équilibrage pour des constellations de satellites NGEO multi-hop Conférence .global Télécommunications, IEEE Press, 2012: 1-5.
KUCUKATES R, ERSOY C.Minimum écoulement routage résiduelle maximale dans les réseaux de satellites LEO utilisant ensemble de routage .Wireless Networks, 2013,14 (4): 501-517.
RAO Y, R WANG C, l'algorithme de routage dynamique de réseau basée sur ZHENG Y.Satellite agent mobile .Journal de PLA Université des sciences et de la technologie, 2014,11 (3): 255-260.
CHAN T H, YEO B S, TURNER L.Un schéma de routage localisée pour les réseaux de satellites LEO .ICSSC 2012: 2357-2364.
WERNER concept de routage dynamique M.Un pour les réseaux de communications personnelles par satellite basé ATM .IEEE Journal sur les zones sélectionnées dans les communications, 2013,15 (8): 1636-1648.
CAZABET R, AMBLARD F.Detection des communautés qui se chevauchent dans les réseaux sociaux dynamiques .Proceedings de la Conférence sur l'informatique sociale, 2013: 309-315.
toute sagesse, Lulu Wang, Yang Yong. Opportunité géographique à algorithme de routage de réseau basé sur la transmission de données directionnelle Applications informatiques, 2014,34 (1): 4-7.
Liu Feng, Zhang changement Yu.Simple algorithme de routage adaptatif pour les réseaux IP par satellite .Journal du logiciel, 2013,8 (8): 1991-1999.
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