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传统卫星网络架构将控制逻辑和数据转发均集成于卫星转发节点,星上资源有限和星上处理能力偏低会导致网络管理和架构更新较难实现。软件定义网络SDN将网络的控制与转发功能解耦,网络设备仅完成基本的转发操作,网络控制功能经控制器在应用层以软件实现,以完成网络功能的按需订制。SDN技术最初仅考虑地面网络,卫星网络必须与地面网络结合而实现融合应用,故有必要对SDN星地融合网络进行研究,提出并研究合适的协议扩展方案和路由及资源分配方案。本文首先简述选题背景及相关国内外研究现状,通过分析SDN的技术优势和卫星网络的特点,概述软件定义卫星网络SDSN,说明将SDN引入卫星网络的优势;其次,简要介绍存储、计算和传送相关的技术基础,总结星地融合网络中选路算法及研究状况;最后,基于软件定义卫星网络,本文主要完成如下工作:(1)SDSN中OpenFlow协议扩展的所提方案及其验证原型。为解决OpenFlow协议尚不支持卫星网络多粒度交换、微波链路传输特性的传递等问题,提出OpenFlow协议扩展方案,即通过修改匹配模块,添加与微波馈电链路参数相关的微波端口属性和新消息类型,支持卫星多粒度交换和馈电链路的传输参数收集。利用开源SDN控制器Floodlight和虚拟交换机OVS构建SDN原型系统,采用wireshark工具测试新增消息在SDN交换机和控制器间的正确传输。(2)路由及资源分配是星地融合网络控制面的重要功能。当前星地融合网络中路由和资源分配的研究主要集中在有限的带宽、频谱、信道和交换资源等传输与交换资源方面(简称传送资源),而卫星网络必然包括存储资源和计算资源,存储、计算和传送三种资源或能力的综合分配是星地融合网络应用中的关键问题。据此构建结合存储、计算和传送三种能力的路由及资源分配模型,为求解此模型而提出集成存储、计算和传送能力的资源分配算法RAISCT。所提RAISCT算法借助SDN网络控制面的全局网络视图,综合考虑各节点和链路的实时资源占用状况,以最低的价格提供存储、计算和传送等多样化的IT服务。此外,本文利用Matlab语言编程完成所提RAISCT算法的性能评估,并将所提结果与其他已有算法的结果进行对比,以验证RAISCT算法的可行性和有效性。结果表明,本文所提RAISCT算法在降低业务请求阻塞率和业务承载价格方面具有一定的优势。