系统工程与电子技术 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (8): 2597-2605.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.08.35

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节点可靠感知的差异保护虚拟航空网络映射算法

缪竞成1, 吕娜1,*, 高旗1, 陈柯帆2   

  1. 1. 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
    2. 中国人民解放军94860部队, 江苏 南京 210000
  • 收稿日期:2022-05-15 出版日期:2023-07-25 发布日期:2023-08-03
  • 通讯作者: 吕娜
  • 作者简介:缪竞成 (1995—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为航空数据链、无线网络虚拟化
    吕娜 (1970—), 女, 教授, 博士, 主要研究方向为航空数据链、软件定义网络和无线网络虚拟化
    高旗 (1998—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为航空数据链、无线网络虚拟化
    陈柯帆 (1990—), 男, 工程师,博士, 主要研究方向为航空数据链、软件定义网络

Node reliability-aware protection-differentiated virtual airborne network embedding algorithm

Jingcheng MIAO1, Na LYU1,*, Qi GAO1, Kefan CHEN2   

  1. 1. College of Information and Navigation, Air Force Engineering University, Xi'an 710077, China
    2. Unit 94860 of PLA, Nanjing 210000, China
  • Received:2022-05-15 Online:2023-07-25 Published:2023-08-03
  • Contact: Na LYU

摘要:

针对集成僵化的传统航空网络难以在节点出现故障后快速高效调度网络资源, 从而恢复任务执行的问题, 提出了无线网络虚拟化环境下节点可靠感知的差异保护虚拟航空网络映射(node reliability-aware protection-differentiated virtual airborne network embedding, NRPD-VANE)算法。首先, 节点映射采用新的节点重要度评价方法, 综合感知故障可能、无线干扰和网络资源, 为虚拟节点映射可靠物理节点; 其次, 链路映射根据节点重要度, 采用P圈保护技术对映射路径节点实行差异保护。仿真结果表明, 相比传统的节点保护映射算法, 所提算法在保持较低恢复时延的同时, 提高了映射成功率。

关键词: 航空网络, 网络虚拟化, 虚拟网络映射, 差异保护, 节点故障, P圈

Abstract:

In view of the integration ossification problem, traditional airborne networks have difficulty in allocating network resources to recover quickly from node failure and complete corresponding missions. Therefore, a node reliability-aware protection-differentiated virtual airborne network embedding (NRPD-VANE) algorithm is proposed for airborne networks in the wireless network virtualization environment. Firstly, node mapping adopts a novel node ranking method that comprehensively considers node failure possibility, wireless interference and network resources in order to map virtual nodes onto reliable substrate nodes. Secondly, link mapping adopts the efficient P-Cycle protection technology to protect the unreliable substrate nodes on the path that maps corresponding virtual links. Simulation results show that comparing with other latest node protection embedding algorithms, the proposed algorithm improves the embedding success ratio while maintaining a low average recovery delay.

Key words: airborne network, network virtualization, virtual network embedding, protection-differentiated, node failure, P-Cycle

中图分类号: