48、基于区域扩散的低轨卫星网络路由协议

基于区域扩散的低轨卫星网络路由协议

1. 低轨卫星网络路由难题

低轨卫星网络的路由存在诸多难题，主要体现在以下方面：
- 几何参数不断变化 ：低轨卫星在太空中的几何参数，如星际链路（ISL）长度、仰角和方位角等频繁改变，这增加了路由优化算法参数的不确定性。
- 连续通信时长受限 ：卫星设备的跟踪能力和卫星间的可见性有限，导致轨道间平面的星际链路可能在跨缝、穿越高纬度极地地区或卫星间视角过小时关闭。
- 拓扑结构周期性变化 ：与陆地网络近乎静止的拓扑不同，低轨卫星网络拓扑结构会周期性变化，使得陆地网络的路由协议无法直接应用于低轨卫星网络。不过，星际链路可计算的运动也为路由协议的设计提供了便利。

2. 区域扩散路由协议（ZDRP）

2.1 路由框架

ZDRP有两个设计理念：
- 区域划分 ：将整个网络划分为多个区域，每个区域是一个独立的广播域。这样，路由协议产生的广播将局限于区域内，而非在整个网络中泛滥。传统路由协议如开放最短路径优先（OSPF）和路由信息协议（RIP），基于相邻路由器间交换的拓扑动态更新路由表，但由于低轨卫星网络拓扑动态性高，这些协议会产生大量信令开销，因此ZDRP采用基于区域的方法。当涉及区域间路由时，会选择一个节点来交换路由信息。
- 按需模式 ：卫星节点无需一直更新路由表。由于低轨星座的一些特性，如频繁切换，按需路由更经济。源节点在需要向特定目的节点转发数据包时初始化路由请求，获取实时路由信息。结