基于SDN的多层多域空间光网络负载均衡优化机制研究

The future space information network using laser to transform data is of great significance for both military and civilian. On the basis of full consideration of the complexity, dynamics and uncertainty of the space network environment, this project aims to introduce the concept of SDN into the network structure of space optical network and study the load balancing problem. The goal is to achieve high speed data transmission and efficient network management. This project first establishes the network architecture of the software defined space optical network. With the help of constructing an optimization model, the optical wavelength routing algorithm combining global and local traffic information, the topology optimization mechanism based on the distributed minimum spanning tree and the load balancing mechanism based on the migration efficiency optimization are studied. Moreover, a simulation platform is built to evaluate the performance of the strategies. The project aims to provide theoretical basis and technical support for the construction of the future space optical network in our country.

针对未来空间信息网络采用激光进行组网互联的重大军用和民用需求，以实现高速数据传输和高效网络管理为目标，在充分考虑空间网络环境的复杂性、动态性和不确定性的基础上，本项目拟将软件定义的设计理念引入到空间光网络的网络结构中，并研究空间光网络的负载均衡问题。首先建立软件定义空间光网络的网络架构，并以构建最优化模型为主线，研究基于全局与局部流量信息融合的光波长路由算法、基于分布式最小生成树的网络拓扑优化机制和基于迁移效率最优化的控制器负载均衡机制，并搭建仿真验证平台，对本项目所提策略的性能进行评估。本项目旨在为我国未来空间光网络的建设提供理论基础与技术支持。

针对未来空间信息网络采用激光进行组网互联的重大军用和民用需求，以实现高速数据传输和高效网络管理为目标，在充分考虑空间网络环境的复杂性、动态性和不确定性的基础上，本项目开展了基于SDN的多层多域空间光网络负载均衡优化机制研究。在深入研究融合优化、时间序列分析、动态离散事件系统以及概率论等相关理论的基础上，建立了基于网络存储计算融合的软件定义空间光网络架构模型以及基于全局与局部流量信息融合的光波长路由算法理论模型；设计了基于分布式最小生成树的网络拓扑优化机制以及基于迁移效率最优化的控制器负载均衡机制；并搭建了软件定义空间光网络负载均衡模拟验证环境，提出了基于组件化建模的仿真模拟思路。发表SCI论文2篇，国际会议论文3篇，授权专利1项，受理专利2项，获国家计算机软件著作权1项。本项目的研究工作能够为我国未来大规模空间信息网络的建设提供理论基础与技术支持。