卫星移动网络中如何进行资源管理-科技论文发表

卫星移动网络中如何进行资源管理
韩新洲
【摘要】卫星移动网络中的资源是非常有限的，为了能够有效地对资源进行管理，在传统网络五大管理功能的基础上加入了资源管理的功能，实现卫星移动网络中资源登记、资源查询以及资源分配等功能。
【关键词】卫星移动网络 网络管理 资源管理
1引言
　　卫星移动网络是综合了军民两用的多种航天系统，具有自主的信息获取、存储、处理及分发能力，网络节点具有高度的复杂性、异构性、动态性，并且网络节点能量受限、可扩展性差，上述特点使卫星移动网络中各种网络资源尤为珍贵。因此对卫星移动网络中的资源进行有效管理是非常必要的。
目前针对卫星移动网络中的资源管理没有给出明确的定义，为此，在卫星移动网络网络管理中加入了资源管理的内容，以有效地管理网络资源。
2卫星移动网络的管理体系结构
卫星移动网络独有的网络运行特性和安全性要求排斥了完全集中和完全分布的管理体系，是一种基于动态分层分域管理的管理体系，包含地面中心管理站、地面分管理站和卫星代理（agent）等，采用集中管理与分布式自主管理相结合的方式。这种管理体系结构具有分布式结构的优点，但复杂性要小的多。地面中心管理站能够负责整个网络的管理，但它不和具体设备直接交互而是通过地面分管理站访问设备的信息，是网络的集中控制中心，监视各分站的运行状态。地面分管理站负责采集网络节点的状态信息，并将数据存储在数据库里以作为历史数据进行分析，它是各卫星节点的直接管理者，相对于管理中来说，其管理规模有限，可以根据网络规模增加相应的分管理站。卫星代理主要用来响应管理站的操作以及负责更新其所属的管理域。
3卫星移动网络中的资源管理系统
3．1资源管理系统是通过对卫星移动网络中的资源进行统一和规范的信息描述，对网络中资源利用状况进行有效监控，动态掌握资源信息，对资源进行合理分配，达到提高资源利用效率的目标。
资源管理各功能模块的功能分别为：
①查询请求处理模块：处理用户的资源查询请求，根据用户的查询内容从资源信息库中查询相应的表。
②资源请求分析处理模块：主要负责处理来自用户或者相邻管理域的资源申请请求，根据资源分配策略进行资源分配，并及时更新资源信息库。
③资源释放请求处理模块：该模块负责接收用户提交的资源释放请求，释放该用户占用的资源，并更新资源信息库。
④资源登记模块：该模块主要负责网络代理注册或从管理站注销时该代理上的资源信息首次写入或从资源信息库中删除的工作。
3．2资源登记：卫星移动网络中节点处于不断运动变化中，会从一个管理域跨到另一个管理域，可以通过动态注册注销机制实现对卫星节点的不间断管理。资源登记是指卫星代理上的资源信息随代理动态注册注销而动态地写入或从资源信息库中删除的过程。分管理站管理域内的卫星代理注册到此分管理站时，资源信息自动写入分管理站的资源信息库，当代理从此分管理站注销时，分管理站删除此卫星代理的资源信息。
3．3资源分配：是指管理站根据用户提出的资源申请按照事先约定的资源分配策略对网络中的资源进行分配的过程。资源分配包括两个过程：卫星选择过程和资源选择过程。管理站应该首先根据用户提交的资源请求参数权值选择符合条件的卫星，将这些卫星按照资源类型的属性权值计算卫星的选择系数，并将卫星按照选择系数的大小进行排序，选择资源时优先选择系数大的卫星上的资源，若选择系数大的卫星不能满足资源选择条件，则按照选择系数由大到小的顺序对卫星逐个查找，然后根据不同的资源分配策略进行资源分配。
3．3．1卫星选择策略是用户提交资源申请之后，管理站首先要根据用户的申请条件进行卫星选择，卫星选择是资源分配的前提和基础，并直接影响了资源选择的优劣。只有选择到恰当的卫星，选择到的资源才有可能是全网范围内最优的。
用户提交资源申请时，要对申请的资源的各项参数的权值进行初始化设置。权值反映了资源参数对用户资源选择的重要程度，如若用户设置卫星可靠参数的权值为0．5，卫星安全参数的权值为0．1，则说明相比卫星的安全性，用户较看重卫星的可靠性。不同类型的资源要设置的参数也可能不同。这些参数分为两类：公有参数和特有参数。公有参数是指不论申请哪种资源，都要设置；特有参数是指申请不同类型的资源时需要独立考虑的参数。管理站根据用户设置的参数计算管理域内的卫星的选择系数，并按照由大到小的顺序进行排序。
进行卫星选择时，管理站除了考虑用户提交的各项资源选择参数外，还要考虑管理域内卫星上的资源使用情况，通过定义资源拥挤参数来反映当前管理域内的资源使用情况。资源拥挤参数定义为当前资源剩余量与资源申请量的比值。资源拥挤参数越小，表明当前资源越为紧张。
3．3．2资源分配策略基于最大最小公平性原则，这种分配方法的缺点是资源需求少的用户得到完全满足，而资源需求多的用户分配到的资源可能不能满足基本需求。这就使得可能出现网络中存在重要用户且资源需求较大时重要用户的资源需求没有得到满足的情况，无法保证重要任务的完成。因此在最大最小公平准则的基础上结合用户优先级，以此保证存在重要用户时优先给他们分配资源，保证他们的资源需求，相同优先级用户之间的资源分配基于最大最小公平分配原则。
这种分配策略的优点是：
(1)保证了高优先级用户首先使用网络资源，使得当有重要用户接入网络时，不会因为低优先级用户占用了资源而无法保证重要用户的资源需要。
(2)资源在相同优先级的用户之间得到了公平分配，资源分配的公平性得到了保证。
这种分配策略存在的缺点是：
通过资源分配过程可知，当资源供给无法满足每个用户需求时，相同优先级用户中，资源需求较少的用户会首先得到满足，资源需求较大的用户最终分到的资源与需求差额较大。
4结束语
本文基于卫星移动网网络管理体系结构，提出了空间移动网资源管理的概念，设计了资源管理系统的功能模块，并提出了资源信息随卫星代理动态注册注销的思想，然后对资源分配过程进行了描述。从文中可以看出资源分配策略比较单一，因此今后的研究重点将是资源分配策略的研究，设计出更加适合卫星移动网络的资源分配策略。
　　
参考文献
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　　[2]潘成胜，刘勇兵，姜月秋，等．卫星综合信息网资源管理模型及其实现[J]．东北大学学报(自然科学版)，2004．5，25(5)．

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