本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方法及裝置。

背景技術(shù)：

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究是網(wǎng)絡(luò)研究的熱門，當(dāng)前地面網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溲芯勘容^深入，天基網(wǎng)的拓?fù)溲芯繙笥诘孛婢W(wǎng)絡(luò)的研究，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的研究基于衛(wèi)星的星座設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。目前公開的衛(wèi)星網(wǎng)路架構(gòu)主要有teledesic，iridium，celestri，nels。現(xiàn)階段，主要的星座設(shè)計(jì)有：walkerdelta(傾斜星座)與walkerstar(極軌道星座)。在不考慮衛(wèi)星失效的情況下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)采用的星座設(shè)計(jì)決定了拓?fù)渥兓奶卣?。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的連接是通過星間鏈路進(jìn)行組網(wǎng)的，一般情況下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)包含兩種類型的星間鏈路：軌道內(nèi)相鄰的衛(wèi)星構(gòu)成軌內(nèi)鏈路，相鄰軌道相鄰的衛(wèi)星構(gòu)成軌間鏈路。

和地面網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湎啾龋l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的特性成為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)研究中面臨的挑戰(zhàn)?；谛l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性而對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、路由協(xié)議設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重要的影響。當(dāng)前，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)主要分為兩種：基于星際鏈路(isl)的和不基于星際鏈路的路由。兩者相比，基于星際鏈路的路由技術(shù)不需要地面設(shè)施的輔助，對(duì)地面站的依賴小，更加可靠和安全，是未來個(gè)人通信的理想和發(fā)展方向。但星際鏈路的路由計(jì)算依賴于衛(wèi)星運(yùn)行的周期性和可預(yù)知性，從而造成其自適應(yīng)性不夠好的弱點(diǎn)。此外，在某些情況極端情況下，當(dāng)衛(wèi)星受到外界的干擾和攻擊時(shí)導(dǎo)致衛(wèi)星出現(xiàn)故障失靈，在這種情況下衛(wèi)星的拓?fù)鋾?huì)出現(xiàn)無法預(yù)料的變化，從而導(dǎo)致導(dǎo)航和通信中斷，數(shù)據(jù)丟失，網(wǎng)絡(luò)崩潰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種克服在衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)容易崩潰的問題，提供了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方法及裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方法，包括：

s1，基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的無規(guī)則的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

s2，從所述規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲姓业饺我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)形成的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并形成最短路徑集合；

s3，針對(duì)于構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)，從所述最短路徑集合中找到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并從中隨機(jī)挑選一條最短路徑作為虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)之間的路徑；

s4，遍歷所述虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃械墓?jié)點(diǎn)對(duì)，以完成虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

本發(fā)明的有益效果為：能夠依據(jù)規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)具體的需求，構(gòu)建隨機(jī)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并?shí)現(xiàn)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行l(wèi)星節(jié)點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)路由，隨機(jī)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性能好，當(dāng)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，自愈能力較強(qiáng)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進(jìn)。

進(jìn)一步的，所述步驟s1具體包括：

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的衛(wèi)星星座構(gòu)形，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建與衛(wèi)星星座構(gòu)形對(duì)應(yīng)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌渲?，衛(wèi)星星座構(gòu)形決定構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及各節(jié)點(diǎn)的位置。

進(jìn)一步的，所述虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行l(wèi)星節(jié)點(diǎn)的數(shù)目小于等于物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行l(wèi)星節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。

進(jìn)一步的，所述步驟s2具體包括：

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，采用廣度優(yōu)先算法尋找得到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，構(gòu)成每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合；

由每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合再組成物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合。

進(jìn)一步的，所述步驟s4之后還包括：

當(dāng)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于當(dāng)前與該故障節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)對(duì)，從最短路徑集合中重新選擇一條最短路徑進(jìn)行該節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

進(jìn)一步的，所述規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒?d-torus網(wǎng)絡(luò)，所述虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒╦ellyfish網(wǎng)絡(luò)和flattenedbutterfly網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)裝置，包括：

構(gòu)建模塊，用于基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的無規(guī)則的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

最短路徑尋找模塊，用于從所述規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲姓业饺我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)形成的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并形成最短路徑集合；

路徑選擇模塊，用于針對(duì)于構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)，從所述最短路徑集合中找到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并從中隨機(jī)挑選一條最短路徑作為虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械膬蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑；

遍歷模塊，用于遍歷所述虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)對(duì)，以完成虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)計(jì)模塊；

所述設(shè)計(jì)模塊，用于預(yù)先設(shè)計(jì)衛(wèi)星星座構(gòu)形，所述衛(wèi)星星座構(gòu)形決定構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及各節(jié)點(diǎn)的位置。

所述構(gòu)建模塊具體用于：

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的衛(wèi)星星座構(gòu)形，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建與衛(wèi)星星座構(gòu)形對(duì)應(yīng)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

進(jìn)一步的，還包括集合建造模塊；

所述最短路徑尋找模塊具體用于：

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，采用廣度優(yōu)先算法尋找得到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑；

所述集合構(gòu)造模塊，用于根據(jù)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑構(gòu)成每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合；以及用于由每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合再構(gòu)造物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合。

進(jìn)一步的，所述路徑選擇模塊還用于：

當(dāng)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于當(dāng)前與該故障節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)對(duì)，從最短路徑集合中重新選擇一條最短路徑進(jìn)行該節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的2d-torus環(huán)形規(guī)則衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方法流程圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D；

圖4為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)裝置連接框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

現(xiàn)有的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠旧隙际且?guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，比如，如圖1所示，為2d-torus環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，2d-torus環(huán)形網(wǎng)絡(luò)為規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，結(jié)構(gòu)簡單，是星際鏈路的理想模型。但是2d-torus衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)絡(luò)直徑長的缺點(diǎn)。例如,對(duì)于32x16規(guī)模的衛(wèi)星鏈路網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)直徑就達(dá)到24跳。假設(shè)每個(gè)衛(wèi)星間通信的延遲為200ns，那么數(shù)據(jù)包的往返延遲(不包括協(xié)議棧的往返延遲)將達(dá)到10us上。對(duì)于全球組網(wǎng)衛(wèi)星通信而言，傳輸延遲將會(huì)更大。另外，規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)的位置都是固定不變的，任意兩節(jié)點(diǎn)之間的路徑也是固定不變的。因此，當(dāng)其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

因此，針對(duì)上述的問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出了一種虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置都是可以動(dòng)態(tài)變化的，兩節(jié)點(diǎn)之間的路由也是動(dòng)態(tài)變化的，將規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為無規(guī)則的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

參見圖2，虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法包括：s1，基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的無規(guī)則的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；s2，從所述規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲姓业饺我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)形成的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并形成最短路徑集合；s3，針對(duì)于構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)，從所述最短路徑集合中找到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并從中隨機(jī)挑選一條最短路徑作為虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)之間的路徑；s4，遍歷所述虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃械墓?jié)點(diǎn)對(duì)，以完成虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

本實(shí)施例基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌霉獠◤?fù)用技術(shù)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。比如，圖3為基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?gòu)建對(duì)應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中，本?shí)施例采用光波復(fù)用技術(shù)建立對(duì)應(yīng)的隨機(jī)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。一個(gè)規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢詷?gòu)建任意的虛擬隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＜僭O(shè)規(guī)則的物理拓?fù)錇間(v,e)，其中v為交換節(jié)點(diǎn)集合，e為物理鏈路集；對(duì)應(yīng)的虛擬拓?fù)錇関t(v,e’)，其中v為交換節(jié)點(diǎn)集合，e’為虛擬鏈路集合，此時(shí)，需要解決的問題就是求e’到e的映射。本實(shí)施例中采用了動(dòng)態(tài)路由選擇方法來建立虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的虛擬鏈路。本實(shí)施例中所謂的光波復(fù)用技術(shù)，即是通過一個(gè)波長占用成一個(gè)通信鏈路的方式，比如：一個(gè)激光鏈路上有10個(gè)波長，就可以分配出10條網(wǎng)絡(luò)連接。

構(gòu)建了虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的框架，即確定了虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)和各節(jié)點(diǎn)所在的位置，還需要確定各節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由，即各節(jié)點(diǎn)之間的虛擬鏈路，才真正建立了虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹１緦?shí)施例從規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑ふ业饺我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑，即每一節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑，其中，每一節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑至少有一條，通常是有多條的。將每一節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的多條最短路徑構(gòu)成一個(gè)集合，然后由任意節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑集合再構(gòu)成所有節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合，該所有節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合中包含有每一節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑集合。

針對(duì)于構(gòu)建的無規(guī)則的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械膬蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)，從最短路徑集合中找到這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑集合，并從該集合中隨機(jī)挑選一條最短路徑作為虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械膬蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑，完成這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路由。遍歷虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中任意兩節(jié)點(diǎn)組成的節(jié)點(diǎn)對(duì)，采用同樣的方法選擇節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路徑，就完成了整個(gè)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由選擇。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s1具體包括：基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的衛(wèi)星星座構(gòu)形，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建與衛(wèi)星星座構(gòu)形對(duì)應(yīng)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中，衛(wèi)星星座構(gòu)形決定構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及各節(jié)點(diǎn)的位置。

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢愿鶕?jù)不同需求構(gòu)建不同的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，具體的是根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的衛(wèi)星星座構(gòu)形，并采用光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｆ渲?，設(shè)計(jì)的衛(wèi)星星座構(gòu)形就確定了構(gòu)建虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及各節(jié)點(diǎn)的位置。

其中，構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行l(wèi)星節(jié)點(diǎn)的數(shù)目小于等于物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行l(wèi)星節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。也就是說構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)?？梢耘c物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)模相等，或者構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)模小于物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)模。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s2從規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲姓业饺我夤?jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并形成最短路徑集合具體包括：基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，采用廣度優(yōu)先算法尋找得到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，構(gòu)成每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合；由每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合再組成物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合。

對(duì)于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，采用廣度優(yōu)先算法尋找到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲腥我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑，一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑通常有多條，將每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的多條最短路徑構(gòu)成每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑集合。比如，物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)a和b之間的最短路徑有多條。每一條最短路徑用一個(gè)向量表示，如lab(α1,α2,α3…αn),n表示網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)。通過廣度優(yōu)先算法得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的所有最短路徑,構(gòu)成集合aab，a,b表示物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲腥我獾膬蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)。物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴械墓?jié)點(diǎn)對(duì)形成一個(gè)最短路徑的集合a12、a13、a14…amm-1，m表示物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)有多條最短路徑。

得到物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械拿恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑集合后，對(duì)于構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，假設(shè)構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)模與物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)模相等。對(duì)于虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械膬蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)a和b之間的路由，則從上述集合aab中的至少一條最短路徑中隨機(jī)選擇一條最短路徑作為虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞腶和b兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑。對(duì)于虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械娜我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路由，均采用同樣的方法隨機(jī)選擇一條最短路徑作為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑，至此完成了整個(gè)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲腥我鈨蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路由。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s4之后還包括：當(dāng)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于當(dāng)前與該故障節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)對(duì)，從最短路徑集合中重新選擇一條最短路徑進(jìn)行該節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

由于傳統(tǒng)的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械母鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)的位置是固定不變的，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路由也是固定的，因此，當(dāng)物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械娜我庖粋€(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是無法運(yùn)行的，只能等待節(jié)點(diǎn)的故障消除之后重新正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而當(dāng)本實(shí)施例中構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于當(dāng)前涉及到該故障節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)對(duì)，可以從最短路徑集合中重新選擇一條最短路徑作為該節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路徑，那么整個(gè)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由依然是完整的，不會(huì)影響到整個(gè)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。本實(shí)施例中虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)之間的路徑是多樣化的，有多種選擇，且每一條路徑均是最短路徑，整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的直徑短。當(dāng)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，可以重新選擇路徑，保證整個(gè)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行，自愈能力強(qiáng)。

參見圖4，圖4提供了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)裝置，包括設(shè)計(jì)模塊41、構(gòu)建模塊42、最短路徑尋找模塊43、集合構(gòu)造模塊44、路徑選擇模塊45和遍歷模塊46。

構(gòu)建模塊42，用于基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的無規(guī)則的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

最短路徑尋找模塊43，用于從所述規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲姓业饺我夤?jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并形成最短路徑集合；

路徑選擇模塊44，用于針對(duì)于構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)對(duì)，從所述最短路徑集合中找到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑，并從中隨機(jī)挑選一條最短路徑作為虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械膬蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑；

遍歷模塊46，用于遍歷所述虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)對(duì)，以完成虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

其中，設(shè)計(jì)模塊41，用于預(yù)先設(shè)計(jì)衛(wèi)星星座構(gòu)形，所述衛(wèi)星星座構(gòu)形決定構(gòu)建的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及各節(jié)點(diǎn)的位置。

所述構(gòu)建模塊42具體用于：

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌鶕?jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的衛(wèi)星星座構(gòu)形，通過光波復(fù)用技術(shù)構(gòu)建與衛(wèi)星星座構(gòu)形對(duì)應(yīng)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

所述最短路徑尋找模塊43具體用于：

基于規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，采用廣度優(yōu)先算法尋找得到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑；

所述集合構(gòu)造模塊44，用于根據(jù)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的至少一條最短路徑構(gòu)成每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合；以及用于由每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合再構(gòu)造物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)對(duì)的最短路徑集合。

所述路徑選擇模塊45還用于：

當(dāng)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于當(dāng)前與該故障節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)對(duì)，從最短路徑集合中重新選擇一條最短路徑進(jìn)行該節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由。

本發(fā)明提供的一種虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建方法及裝置，能夠依據(jù)規(guī)則的物理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)具體的需求，構(gòu)建隨機(jī)的虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并?shí)現(xiàn)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行l(wèi)星節(jié)點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)路由，隨機(jī)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性能好；虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)對(duì)之間的路徑選擇多樣化，當(dāng)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，可以重新選擇其它的路徑，保證整個(gè)虛擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行，自愈能力較強(qiáng)。

最后，本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。