基于分层自治域空间信息网络模型与拓扑控制算法

针对空间信息网络结构复杂、拓扑动态变化以及空间尺度大等特点,提出一种面向空间信息网的分层自治域模型。该模型根据节点属性、链路能力、任务特点、分布区域等不同,将整个网络划分为不同的自治域和子自治域,各域内可采用相对独立的控制策略,从而将子网间各动态因素解耦合。然后,基于该分层自治域模型,提出了一种最小化时延的拓扑控制算法。与现有的集中式和分布式拓扑控制方法不同,该算法采用混合式方法,将控制信息约束在相邻子自治域范围内,既保证了网络的连通性,又减少了控制信息的开销。理论分析表明,若网络的物理拓扑是k连通的,则该算法得到的拓扑控制结果一定是k连通的。仿真结果验证了理论分析和所提出算法的有效性。

基于节点控制的空间信息网拓扑重构算法

空间信息网是一种融合陆海空天信息系统的新型自组织网络,成为研究热点.针对网络特点和应用需求,提出一种预防和恢复相结合的拓扑重构策略,通过检测拓扑关键点触发预防性重构,通过拓扑故障触发恢复性重构,重构时在一定范围内选择冗余节点,该节点在虚拟力的导向下自主地移动到待维护区域,并以修复区域的局部拓扑通信代价最小为目标,进行拓扑联合优化.仿真结果表明,所提出的重构策略能够优化网络性能,提高网络的抗毁性.

空间信息网基于证书的混合式公钥基础设施

考察了由卫星和接入节点所构成的分层式空间信息网模型,首次提出了一种适用于该网络模型的基于证书的公钥基础设施。该模型中作为核心网络的卫星层采用分布式CA管理证书,而其他节点作为接入节点,其证书管理采用集中式CA。该模型具有很强的可扩展性和一定的安全性,适用于空间信息网复杂而多变的环境。

基于petri网跳面节点的空间信息网可靠性评估

空间信息网节点都暴露于空间的复杂环境,导致其很容易遭受攻击,出现卫星或链路的故障或失效,从而影响空间信息网通信的可靠性。因此,提出一种基于跳面节点与petri网的空间信息网可靠性评估算法,完成了可靠性评估指标的建立、可靠性评估两部分。构建petri网评估模型,在此模型上建立单颗卫星的静态拓扑并组建跳面。利用petri网跳面节点计算网络的连通可靠度,评估连通可靠性和抗毁性。在业务可靠性评估过程中,利用基于选择复制的动态数据传输算法,采集petri网评估时所需数据,通过petri网中变迁置信度计算,对业务可靠性评估。仿真结果表明,算法能够有效评估空间信息网的可靠性,为构建可靠性较高的拓扑、保证数据的可靠传输提供有力的依据,可以有效避开故障部位或拥塞区域,提高了网络的抗毁性。

LEO/MEO双层空间信息网中基于身份的群组密钥管理方案

由于空间信息网中结点的移动性,在空间信息网中实现传统的群组密钥管理面临许多困难。根据空间信息网的特点,分析了空间信息网中群组密钥管理方案的需求,设计了一个适用于LEO/MEO双层空间信息网络的群组密钥管理方案,采用基于身份的思想,消除了对证书系统的依赖,能在空间信息网中灵活高效地实现。将空间信息网中的结点根据其逻辑位置划分为簇,其中簇头为MEO卫星,在密钥交换阶段中共享密钥仅由所有簇头结点决定,这种机制大大减少了通信量。方案能有效抵抗外部攻击者,并且具有前向保密性和后向保密性。仿真实验表明,方案具有很高的通信效率。

PKI技术在空间信息网中的应用

介绍了空间信息网的结构,分析了其特点以及面临的安全威胁,提出了要达到的安全目标。将分层式PKI技术应用到空间信息网中,构建了一种多层次的CA模型,其达到了机密性、认证性、完整性、不可否认性等安全目标。

我国空间信息网发展探讨

航空航天技术的发展使得人们对信息的感知和获取从地面向海洋、空、天、深空拓展,由此交织成一个天空地海一体化的网络,不仅推动国民经济的快速发展,也是国防和国家安全的重要保证。对目前常用空间信息网概念进行分析比较,明确了空间信息网的概念、组成和特征;介绍国内外空间信息网的发展现状,提出基于北斗卫星导航系统构建我国空间信息网的核心网的设想,并分析了其优势和面临的问题;最后,对我国空间信息网发展方向提出研究建议。

基于层次分析法的空间信息网管理域划分算法

空间信息网是一种由陆海空天信息系统构成的智能化网络,针对空间信息网网络管理可扩展性方面的要求,提出一种管理域划分算法。建立基于动态分层结构的网络管理组织模型,使用层次分析法(AHP)选举管理分站,规划合理的管理区域;采用移动代理技术迁移管理分站的功能进行管理域维护,并提出包括管理域合并、分裂、切换的维护机制。仿真实验对管理域划分开销、划分时间和管理数据采集时间进行了分析,结果表明算法能有效执行空间信息网管理区域的划分。

一种空间信息网成簇算法研究

空间信息网是一种融合陆海空天信息系统的新型网络,为适应该类网络规模不断扩大的需要,本文提出一种新型成簇算法:采用层次分析的智能决策方法选择簇首,形成非交叠、多跳的分簇网络拓扑结构;使用移动代理技术,通过征聘方式,在迁移簇首时综合考虑节点移动性和簇结构的均衡性;综合采用局部簇重构、归属切换和动态调整更新周期等手段进行簇维护.仿真结果表明该算法适用于空间信息网,提高了网络的可扩展性和稳定性.

安全高效的空间信息网中密钥管理方案

空间信息网是卫星通信系统的进一步发展,安全高效的密钥管理是保障空间信息网内安全通信的关键。分析了空间信息网中密钥管理方案的安全需求,提出了按需建立密钥的思想,并依据该思想提出一个适用于空间信息网的安全高效的密钥管理方案。方案采用完全分布式的管理模式,每个结点管理并维护自己的密钥列表,方案具有认证安全性、前向保密性等安全性特征。仿真结果表明,与现有的空间信息网密钥管理方案相比,该方案在网络规模较大时能极大地降低通信开销,具有良好的通信效率。

空间信息网基于服务的拓扑控制算法

考虑到空间信息网的网络规模大,业务类型与日俱增,提出了一种基于服务的拓扑控制算法.根据网络中存在的业务需求,将网络分成多个逻辑子拓扑,并进行满足业务需求的拓扑控制.以通信类型为例,采用基于最小权重的方法生成适合多对一和一对多通信类型的拓扑,根据业务对带宽、时延、时延抖动和可靠性的要求确定链路权重,建立原始拓扑的向外连通子图,通过反转链路方向生成最终的拓扑.仿真结果表明,所提算法能有效去除冗余链路,并且提高数据传输有效性的同时能够保证网络的容错性,能适应空间信息网多重网络应用的需求.

一种空间信息网多径路由算法

分析空间信息网特点,提出一种多径路由算法,将网络拓扑分为骨干网和非骨干网.在骨干网内充分利用节点运行的周期性和可预知性,进行路由的静态配置,引入了节点被选概率因子,有效避免了瓶颈节点的形成;非骨干网节点因其拓扑动态变化的特点采用按需路由,减少了路由维护的开销.依据网络环境建立节点不相交多路径路由,并且在多路径间进行合理的负载均衡.在网络拓扑变化时自主维护路由,提高网络的自治性.仿真表明,算法收敛快、开销小,提高了网络的处理能力,适合空间网络环境.

中国空间信息网科技信息数据库的设计与实现

多平台、多时相、多分辨率遥感技术的迅速发展 ,极大地提高了人类获取、分析处理和应用空间信息的能力。空间信息源的不断丰富 ,空间信息技术的发展、应用和产业化 ,对空间信息共享提出了迫切的要求。本文在简要介绍中国空间信息网 (CSI)及其数据库系统的基础上 ,重点阐述CSI网络数据库系统中的空间科技信息数据库管理系统的设计和实现。

空间信息网的分布式证书撤销机制

针对以卫星网络为核心的空间信息网分析其安全隐患与安全目标,提出使用公钥证书机制作为其基本安全机制。根据空间信息网没有中心节点这一特点,给出了一种分布式证书撤销算法及其具体实现细节。该算法中任意节点可以对异常节点发起撤销指控,当指控量达到一定门限值时撤销异常节点的证书。网络中的节点只需维护两张表以标识全网节点证书状态,极大地减少了通信量。该算法可以防止被撤销节点发起有效指控,并且能够以很高的概率抵抗恶意节点的非法指控攻击。

安全高效的空间信息网中群组密钥交换协议

为实现空间信息网中保密通信,提出一个适用于空间信息网的群组密钥交换协议。协议充分考虑了空间信息网中结点的通信特点,所有的卫星结点根据其所在的轨道划分为不同的簇。协议由簇内阶段、簇间阶段和密钥分发阶段组成,每个结点均生成密钥贡献值并汇总至地面中心结点,中心结点生成密钥并秘密发送给每个结点。证明了协议具有语义安全性,进行了通信复杂度分析并利用NS2软件进行了仿真验证。结果表明:相比其他协议,本文协议在空间信息网中应用时具有较高的通信效率。

中国空间信息网青海省分中心网站建设的技术实现

本义根据中国空间信息网的总体要求,介绍了中国空间信息网青海省分中心网站设计制作思路、网站功能、网站内容和技术实现方式。

一种面向空间信息网的SCPS-NP QoS单播路由机制

为满足空间通信的要求,空间数据系统咨询委员会制定了空间通信协议规范.在SCPS-NP协议的基础上,利用最短路径算法,设计一种点到点QoS单播路由机制.为适应卫星网络动态变化的特点,采用时隙划分的方式对空间信息网进行分析,建立了相应的节点模型和拓扑模型.利用本文设计的路由机制,综合考虑QoS满意度和服务定价满意度,在空间信息网中找到满足QoS的路径.将所设计的QoS路由机制在NS2平台进行仿真实现并对路由机制进行了性能评价.实验结果表明,设计的机制是可行和有效的,比基准机制性能更优.

协同控制下的空间信息网络简单虚拟局域网构想

针对空间信息网的组网实现问题,考虑卫星通信网络的长时延、动态性、资源受限等网络特性,提出了一种协同控制下的虚拟局域网组网构想:首先,通过将空间信息网络划分成多个虚拟局域网的方法分割空间广域网,减轻星载计算机的信息处理负担和带宽资源的无谓损耗。其次,基于一致性算法,在协同控制律中加入路由算法实现虚拟局域网内节点卫星信息的两两联通,提高空间信息网络的可靠性和协同处理性能,将这种时变时滞协同控制律应用在空间信息网结构中能够实现空间强连通组网,应用于单个卫星上则可以实现关键节点卫星的冗余备份和负载均衡。最后,模拟仿真空间信息网框架结构和冗余节点虚拟局域网,在50s内迅速实现预定轨迹收敛,且收敛后具有较为稳定的星间时延,从而验证了方案的可行性。

基于仿真数据驱动的空间信息网络建模方法

针对复杂空间信息网络系统仿真建模研究的问题,提出了一种基于仿真数据驱动的空间信息网络建模方法,设计了空间信息网络性能指标的深度自编码网络和随机森林回归的混合预测分析模型。针对空间信息网络性能指标维度高,样本分布宽的特点,利用深度学习自编码网络进行空间信息网络性能指标编码解码网络的构建,并结合随机森林回归建立空间信息网网络设计参数到性能指标的关系模型。最后通过案例分析,表明该混合模型既能直接预测空间信息网络性能指标,又可以对网络设计参数进行灵敏度分析。

基于LVC的空间信息网安全控制试验环境

重点研究了借鉴LVC思想的空间信息网安全控制试验环境构建技术。通过对空间信息网传输性能技术特征的研究,建立了空间信息网安全性能评估指标体系,进而分析了空间信息网安全传输控制试验需求。在此基础上结合对试验安全、测试可行性和试验过程控制等因素的综合考虑,提出了一种基于LVC思想的空间信息网安全控制试验环境构建的总体思路和系统体系架构,分析了实现该试验环境所需解决的关键技术,并介绍了该试验环境的典型应用模式。