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龍圖騰網(wǎng)獲悉南京大學(xué)申請(qǐng)的專利一種面向大規(guī)模極地軌道星座的低開銷OSPF協(xié)議改進(jìn)方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116155796B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211687006.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04L45/03；該發(fā)明授權(quán)一種面向大規(guī)模極地軌道星座的低開銷OSPF協(xié)議改進(jìn)方法是由李文峰;王宇成;張運(yùn)澤;趙康僆;方元設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-12-27向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種面向大規(guī)模極地軌道星座的低開銷OSPF協(xié)議改進(jìn)方法在說(shuō)明書摘要公布了：一種面向大規(guī)模極地軌道星座的低開銷OSPF協(xié)議改進(jìn)方法，在OSPFOSPF+協(xié)議原有機(jī)制的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行如下的改進(jìn)：1進(jìn)行“軌道區(qū)”劃分，降低路由計(jì)算資源開銷；2預(yù)置鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，減少不必要報(bào)文發(fā)送；3新增鏈路“測(cè)試狀態(tài)”，保證鏈路連接可靠性。在原有OSPF+鄰居狀態(tài)機(jī)加入“離開狀態(tài)”的基礎(chǔ)之上，加入一種新的“測(cè)試狀態(tài)”。無(wú)論某條鏈路位于“軌道區(qū)”內(nèi)或“軌道區(qū)”之間，該鏈路以及該鏈路對(duì)應(yīng)的鄰居都具有四種確定性狀態(tài)：連接、離開、測(cè)試、關(guān)閉。當(dāng)鏈路發(fā)生可預(yù)測(cè)的中斷與恢復(fù)時(shí)，將不再通過(guò)鏈路狀態(tài)更新報(bào)文進(jìn)行通告，加快了可預(yù)測(cè)鏈路中斷與恢復(fù)發(fā)生時(shí)路由重新收斂的速度，減少星間鏈路資源不必要占用。

本發(fā)明授權(quán)一種面向大規(guī)模極地軌道星座的低開銷OSPF協(xié)議改進(jìn)方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種面向大規(guī)模極地軌道星座的低開銷OSPF協(xié)議改進(jìn)方法，其特征在于，在OSPFOSPF+協(xié)議原有機(jī)制的基礎(chǔ)之上，改進(jìn)步驟如下： 1進(jìn)行“軌道區(qū)”劃分，降低路由計(jì)算資源開銷； 改變網(wǎng)絡(luò)原有的分區(qū)機(jī)制，將整個(gè)空間網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)“軌道區(qū)”，每個(gè)“軌道區(qū)”包含若干條軌道，并賦予固定的IP網(wǎng)段；對(duì)于“軌道區(qū)”內(nèi)部的所有鏈路，都將在該“軌道區(qū)”網(wǎng)段之下，被分配一個(gè)獨(dú)立的IP子網(wǎng)段； “軌道區(qū)”內(nèi)部的路由信息通過(guò)內(nèi)部每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的OSPF協(xié)議原有定義的第一類LSA即Router-LSA進(jìn)行計(jì)算，“軌道區(qū)”外部的路由信息通過(guò)“軌道區(qū)”邊界節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的OSPF協(xié)議原有定義的第五類LSA即AS-External-LSA進(jìn)行計(jì)算；同時(shí)，“軌道區(qū)”邊界節(jié)點(diǎn)與另一“軌道區(qū)”相鄰節(jié)點(diǎn)，都將互相發(fā)送Hello報(bào)文探測(cè)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的“軌道區(qū)”間連接鏈路是否有效，一旦任一節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)該連接鏈路失效，即通過(guò)LSU報(bào)文廣播第五類LSA通知其各自“軌道區(qū)”內(nèi)部其余節(jié)點(diǎn)； 2預(yù)置鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，減少不必要報(bào)文發(fā)送； 將系統(tǒng)內(nèi)衛(wèi)星繞地運(yùn)行的整個(gè)周期劃分為若干時(shí)隙；每個(gè)時(shí)隙中，如果沒有發(fā)生意外故障，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)衛(wèi)星間的連接關(guān)系保持穩(wěn)定；而在時(shí)隙發(fā)生切換時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)必有鏈路發(fā)生可預(yù)測(cè)通斷變化，同時(shí)進(jìn)行路由切換；針對(duì)具體的極地軌道星座場(chǎng)景，時(shí)隙的數(shù)量以及切換間隔需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行該協(xié)議的極地軌道星座的拓?fù)浜玩溌芬?guī)劃進(jìn)行確定； 針對(duì)每個(gè)“軌道區(qū)”，都分別預(yù)置一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，該“軌道區(qū)”內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)都將持有該數(shù)據(jù)庫(kù)；預(yù)置數(shù)據(jù)庫(kù)中，包含在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的該“軌道區(qū)”內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的第一類和第五類LSA信息，并對(duì)于其中的所有鏈路，分別附帶其在所有時(shí)隙內(nèi)的通斷信息；時(shí)隙切換發(fā)生時(shí)，如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)Hello報(bào)文探測(cè)到其所有相連鏈路在時(shí)隙切換后的狀態(tài)符合預(yù)置信息，那么即使其相鄰鏈路的通斷關(guān)系發(fā)生改變，也不會(huì)發(fā)送LSU報(bào)文；即任何可預(yù)測(cè)的鏈路中斷與恢復(fù)，都將不再通過(guò)LSU報(bào)文進(jìn)行通知，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠自主計(jì)算時(shí)隙切換后的路由；而當(dāng)某節(jié)點(diǎn)探測(cè)到其所連接的鏈路發(fā)生不可預(yù)測(cè)中斷時(shí)，將通過(guò)LSU報(bào)文通知其所在的“軌道區(qū)”內(nèi)部其余節(jié)點(diǎn)，若該鏈路在一段時(shí)間后恢復(fù)正常，將同樣通過(guò)LSU報(bào)文進(jìn)行通知； 在時(shí)隙切換發(fā)生時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)還應(yīng)當(dāng)分別對(duì)于自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理；不可預(yù)測(cè)鏈路中斷相關(guān)的LSA由于通過(guò)LSU報(bào)文進(jìn)行獲取，將不帶有時(shí)隙信息，因而容易與預(yù)置的LSA進(jìn)行區(qū)分；對(duì)于已經(jīng)恢復(fù)為與預(yù)置信息一致的LSA，恢復(fù)為原有預(yù)置的帶有時(shí)隙信息的LSA；對(duì)于仍然與預(yù)置信息不一致的LSA，檢查其中是否有在下一時(shí)隙發(fā)生斷開的鏈路，如果有則對(duì)其打上標(biāo)簽，使其不參與下一時(shí)隙的最短路徑計(jì)算；完成管理后，進(jìn)行路由重新計(jì)算，以適應(yīng)新時(shí)隙內(nèi)的拓?fù)洌?3新增鏈路“測(cè)試狀態(tài)”，保證鏈路連接可靠性； 在原有OSPF+鄰居狀態(tài)機(jī)加入“離開狀態(tài)”的基礎(chǔ)之上，加入一種新的“測(cè)試狀態(tài)”；無(wú)論某條鏈路位于“軌道區(qū)”內(nèi)或“軌道區(qū)”之間，該鏈路以及該鏈路對(duì)應(yīng)的鄰居都具有四種確定性狀態(tài)：連接、離開、測(cè)試、關(guān)閉；每個(gè)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)其相鄰的所有鄰居節(jié)點(diǎn)，都將獨(dú)立設(shè)置一個(gè)鄰居狀態(tài)機(jī)，且每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)都有一條對(duì)應(yīng)的鏈路；在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，其所有鏈路與鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，按照如下描述進(jìn)行轉(zhuǎn)換： 對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，開始運(yùn)行前，分別將其所有相連的鏈路及鄰居置于“關(guān)閉狀態(tài)”，在進(jìn)入第一個(gè)時(shí)隙時(shí)，根據(jù)預(yù)置的鏈路通斷信息，選擇進(jìn)入“連接狀態(tài)”或“離開狀態(tài)”； 如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)的某條鏈路處于“連接狀態(tài)”，且下一時(shí)隙鏈路斷開，則時(shí)隙切換后直接進(jìn)入“離開狀態(tài)”，該斷開的鏈路將不再參與路由計(jì)算； 如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)的某條鏈路處于“離開狀態(tài)”，且在下一時(shí)隙預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)換為“連接狀態(tài)”，則將在時(shí)隙切換發(fā)生時(shí)刻之前，提前一段時(shí)間TTest即開始嘗試連接鏈路，TTest的選取應(yīng)當(dāng)保證其大于鏈路連接的最小時(shí)間，并向該鏈路對(duì)端的鄰居以一定時(shí)間間隔THello持續(xù)發(fā)送Hello包，此時(shí)該鏈路進(jìn)入“測(cè)試狀態(tài)”；該提前一段時(shí)間TTest應(yīng)當(dāng)保證鏈路在不發(fā)生意外的情況下，能夠在該時(shí)間內(nèi)完成連接，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)完成連接的時(shí)間點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的緯度，保證開始連接的時(shí)刻具備鏈路連接條件；THello的選取應(yīng)當(dāng)保證在TTest時(shí)間內(nèi)能夠發(fā)送一定數(shù)量的Hello包，防止由于意外丟包造成誤判，THello和TTest根據(jù)實(shí)際星上丟包概率測(cè)試結(jié)果進(jìn)行確定，發(fā)包數(shù)量能夠保證一定的判斷準(zhǔn)確性即可；如果在“測(cè)試狀態(tài)”內(nèi)，此節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路成功完成連接，則不發(fā)送LSU報(bào)文，該節(jié)點(diǎn)所在的“軌道區(qū)”內(nèi)部其余節(jié)點(diǎn)將直接按照預(yù)置的數(shù)據(jù)庫(kù)中的LSA完成計(jì)算；如果TTest時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成連接，將通過(guò)LSU報(bào)文通知該節(jié)點(diǎn)所在“軌道區(qū)”內(nèi)部的其余節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)將根據(jù)收到的LSU報(bào)文中包含的LSA進(jìn)行計(jì)算；同時(shí)，鄰居狀態(tài)機(jī)停留在該“測(cè)試狀態(tài)”下，繼續(xù)探測(cè)該鏈路是否連接，一旦完成與該鏈路對(duì)端鄰居節(jié)點(diǎn)的連接，則再次通過(guò)LSU報(bào)文通知其余節(jié)點(diǎn)該鏈路已經(jīng)恢復(fù)正常；假如該鏈路在整個(gè)時(shí)隙內(nèi)始終未完成連接，那么在下一個(gè)時(shí)隙切換發(fā)生時(shí)，認(rèn)為該鏈路已經(jīng)暫時(shí)失效，鄰居狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)化為“關(guān)閉狀態(tài)”以等待該鏈路修復(fù)。

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