第25卷 第4期2019年 8月
MannedSpaceflight
载 人 航 天
Vol.25 No.4Aug.2019
多层卫星网络数据缓存技术研究
(1.北京理工大学信息与电子学院,北京100081;2.北京理工大学计算机学院,北京100081)
徐 冀1,嵩 天2,杨雅婷2,张 宇1,安建平1
摘要:针对星间链路和星地链路传播时延大、内容分发经过多跳传输后总体时延较大的问题,研究在多层卫星网络中部署网络内缓存技术,并提出基于卫星缓存容量大小和内容流行度的概率缓存策略。仿真结果显示,当每个卫星节点缓存容量大小仅占内容总量大小30%时,与IP协议、未部署缓存的NDN协议以及NDN-LCE缓存策略相比,采用提出的缓存策略,用户平均内容访问时延分别下降60%、53.4%和7.1%。
关键词:多层卫星网络;内容分发;缓存;内容访问时延
中图分类号:TN915.02;N945.23 文献标识码:A 文章编号:1674-5825(2019)04-0461-07
ResearchonCachingofMultilayeredSatelliteNetworks
(1.SchoolofInformationandElectronics,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;
2.SchoolofComputerScience,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)
XUJi1,SONGTian2,YANGYating2,ZHANGYu1,ANJianping1
Abstract:Thepropagationdelayofinter-satellitelinkandsatellite-terrestriallinkislarge,andsoistheoveralldelayofcontentdistributionaftermulti-hoptransmission.Tosolvethisproblem,thein-networkcachingwasdeployedinthemultilayeredsatellitenetworksandaprobabilisticcachingstrat-egybasedonsatellitecachesizeandcontentpopularitywasproposed.Thesimulationresultsshowedthatwhenthecachecapacityofeachsatellitenodewasonly30%ofthetotalcontentsize,theaver-agecontentaccessdelayoftheproposedcachingstrategydecreasedby60%,53.4%and7.1%re-spectivelyascomparedwiththatoftheIPProtocol,cache-undeployedNDNProtocolandNDN-LCEcachingstrategy.
Keywords:multilayeredsatellitenetworks;contentdelivery;caching;contentaccessdelay
1 引言
Networks,MSN)进行数据中继传输,保证数据能够大量及时回传。但由于卫星通信距离大,围绕地球进行周期性运动,网络拓扑动态变化,导致出现信息传输中存在着传播时延大、误码率高、往返由于卫星能量、计算资源和存储资源十分有限,与地面网络相比,星上数据处理能力较低、信息传输带宽有限[4]。
多层卫星网络系统通常由LEO(LowEarth链路不对称,以及间歇性连接等问题[3]。此外,
在过去20年中,卫星网络[1-2]引起了学术界
和工业界的广泛关注,其在民用和军用领域的应用越来越多。与地面通信网络相比,卫星通信网络具有覆盖面广、信息传播距离远、不受地理环境限制等特点,在宽带接入、广播接入、气象预测、环境与灾害监测、资源探测、导航定位、个人移动通信等方面被广泛应用,在船只、飞行器乃至空间航天器通信方面也起到了至关重要的作用。航天器通信需要通过多层卫星网络(MultilayeredSatellite
Orbit)、MEO(MediumEarthOrbit)、GEO(Geosta-
tionaryOrbit)3层卫星组成。LEO卫星的优势在
收稿日期:2019-02-18;修回日期:2019-07-02
基金项目:国家自然科学基金(61672101);载人航天预先研究项目(060301,060501)第一作者:徐冀,男,硕士研究生,研究方向为信息与通信工程。E-mail:xuji@bit.edu.cn
多层卫星网络数据缓存技术研究
