当前位置: 首页 > 专利查询>清华大学专利>正文

一种空间网络模拟方法和系统技术方案

技术编号:18403597 阅读:20 留言:0更新日期:2018-07-08 22:01
本发明专利技术提供一种空间网络模拟方法和系统,所述方法包括:获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模,所述关键时变参数包括网动态拓扑参数和时变链路参数;将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数;构建空间网络模型,并在所述空间网络模型上设置地面管控节点,通过地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到所述空间网络模型中。可利用地面路由设备构建空间网络模拟环境,实现空间网络特征的实时模拟,并支持几乎所有地面互联网协议的部署,可以通过本发明专利技术的方法验证其在特殊的空间网络环境的适应性。

A spatial network simulation method and system

The present invention provides a spatial network simulation method and system. The method includes: obtaining key time-varying parameters of the spatial network and modeling the critical time variable parameters, which include the dynamic topology parameters of the network and the time variable link parameters, and convert the critical time variable parameters to discretization. A space network model is constructed and a ground control node is set up on the spatial network model, and the key time-varying parameters are deployed to the space network model in real time through the ground control node. The ground routing equipment can be used to construct a spatial network simulation environment, realize the real-time simulation of the spatial network features, and support the deployment of almost all ground Internet protocols. This method can verify its adaptability in the special space network environment through the method of this invention.

【技术实现步骤摘要】
一种空间网络模拟方法和系统
本专利技术涉及空间网络
,更具体地,涉及一种空间网络模拟方法和系统。
技术介绍
天地一体化网络是以地面网络为基础、以空间网络为延伸,覆盖太空、空中、陆地、海洋等自然空间,为天基、空基、陆基、海基等各类用户的活动提供信息保障的基础设施。天地一体化网络是利用互联网技术实现互联网、移动通信网络、空间网络的互联互通,将3种网络业务承载方式打通,采用通用平台承载实现各类信息覆盖的网络系统。近年来,天地一体化网络成为国内外前沿、热点研究领域。建设天地一体化网络,提供全球无缝、随遇接入能力,与我国全球化国家战略密切相关,已被列入国家重大工程。天地一体化网络的初步设想是利用互联网成熟的协议技术实现互联网、移动通信网络、空间网络的互联互通,提供全球范围内互联网接入能力。在天地一体化组网结构中,空间网络包括由高轨卫星组成的天基主干网、由地面关口站组成的地基主干网、由各类卫星、星座和临近空间飞行器等设备组成的多种空间接入网;地面网络主要包括地面互联网和移动通信网组成的主干网络和用户接入网;通过设置一体化网络互连节点,将空间网络、地面互联网、移动通信网进行互联互通和有效融合。目前地面互联网与移动通信网已基本走向融合,建设全球覆盖的空间网络并使之与地面网络互联互通成为天地一体化网络急需攻克的难题。相比地面网络,空间网络具有拓扑高动态、链路长时延、断续等特点。而传统互联网协议技术针对地面网络设计的,缺少适应空间网络特征的考虑。因此,在将互联网络协议部署到空间网络之前,需系统性验证互联网协议技术的适应性,以降低一体化网络建设风险,并为协议改进提供依据。由于天地一体化网络的建设刚刚起步,相应的网路试验验证平台还比较缺少。特别缺少面向空间网络协议体系的试验验证平台,以及天、地网络融合的集成试验系统。目前能提供空间网络部分互联网协议技术的验证平台主要是数值仿真平台,如NS2、Qualnet、Opnet、Omnet++等。但当前的数值仿真平台不仅缺少完整的互联网协议机制,另外,相比于试验系统验证,数值仿真平台还会损耗网络协议验证的真实性,并且网络规模越大,损耗越严重。此外,天地一体化网络的天、地两张网差异很大,需要建立天地一体化试验集成环境验证天、地网络相互间的协议影响。尽管已有大量地面网络试验平台,如国内的CERNET,该类试验平台主要面向地面网络开展的,尚未集成空间网络试验系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种空间网络模拟方法和系统,解决了现有技术中数值仿真平台损耗网络协议验证的真实性,并且网络规模越大,损耗越严重的问题。根据本专利技术的一个方面,提供一种空间网络模拟方法,包括:获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模,所述关键时变参数包括网动态拓扑参数和时变链路参数;将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数;构建空间网络模型,并在所述空间网络模型上设置地面管控节点,通过所述地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到所述空间网络模型中。作为优选的,通过所述地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到所述空间网络模型中后,还包括:在所述空间网络模型中构建一体化互连节点,在所述一体化互连节点上部署边界网关协议BGP,并在所述一体化互连节点处设置过滤策略,限制与地面网路连接时地面网络路由表向空间网络模型宣告,并抑制空间网络模型中路由更新对地面网络的冲击。作为优选的,获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模具体包括:根据空间网络的拓扑变化得到所述网动态拓扑参数,根据链路参数变化得到所述时变链路参数,并计算空间网络的链路质量,所述链路质量包括链路时延、带宽和误码率。作为优选的,将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数;具体包括:通过触发式方式离散化所述网动态拓扑参数,在所述网动态拓扑参数变化时生成网络拓扑变化快照;通过固定时间尺度离散化所述时变链路参数,在每个固定时间处生成时变链路参数的快照。作为优选的,构建空间网络模型具体包括:基于所述关键时变参数和链路质量搭建卫星路由器模拟节点;基于所述卫星路由器模拟节点创建多个空间网络节点,所述空间网络节点包括天基主干接点、地基主干节点和空间接入点;并设置所述卫星路由器模拟节点的互连接口地址,并根据空间网络需求将各节点互连。作为优选的,基于所述关键时变参数和链路质量搭建卫星路由器模拟节点具体包括:搭建卫星路由器模拟节点,基于所述关键时变参数,将所述空间网络的拓扑变化转换为所述卫星路由器模拟节点网卡的up/down变化或路由协议间邻居关系变化,将空间网络的链路质量配置至所述卫星路由器模拟节点中,将链路时延转换为网卡接口队列的排队时延,将带宽转换为网卡接口的发包速度,将误码率转换为网卡接口的丢包率。作为优选的,在所述空间网络模型上设置地面管控节点具体包括:基于C/S模型,在每个卫星路由器模拟节点上部署一个客户端client,并通过集中的服务器server管控所有client,通过server将所有卫星的关键时变参数周期的下发到所有client上,所述client将接受到的关键时变参数部署到所属卫星路由器模拟节点。一种空间网络模拟系统,包括:时变参数获取模块,用于周期性的获取所有卫星的关键时变参数;空间网络模型配置模块,用于将所述关键时变参数离散化为连续网络参数,通过地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到空间网络模型中。一种空间网络模拟设备,包括:至少一个处理器;以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器,其中:所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如上述空间网络模拟方法。一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,使所述计算机执行如上述空间网络模拟方法。本专利技术提出一种空间网络模拟方法和系统,可利用地面路由设备构建空间网络模拟环境,实现空间网络特征的实时模拟,并支持几乎所有地面互联网协议的部署,可以通过本专利技术的方法验证其在特殊的空间网络环境的适应性。同时,利用建立一体化互联节点的策略管控方法,科实现空间网络模拟试验平台与地面网络试验床间的融合和隔离,为天、地间一体化融合提供可靠的协议试验验证;通过本专利技术,可以在实际建设天地一体化网络前,验证协议体系在一体化互联的适应性,并为协议技术的改进提供可靠的依据,为天地一体化网络建设保驾护航。附图说明图1为根据本专利技术实施例的方法流程框图;图2为根据本专利技术实施例空间网络的立体结构图;图3为根据本专利技术实施例的基于C/S模型的空间时变特性部署机制;图4为根据本专利技术实施例的天地一体化网络的物理环境部署示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术,但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示,图中示出了一种空间网络模拟方法,包括:获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模,所述关键时变参数包括网动态拓扑参数和时变链路参数;将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数;构建空间网络模型,并在所述空间网络模型上设置地面管控节点,通过所述地面管控节点将所述关本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种空间网络模拟方法,其特征在于,包括:获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模,所述关键时变参数包括网动态拓扑参数和时变链路参数;将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数;构建空间网络模型,并在所述空间网络模型上设置地面管控节点,通过所述地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到所述空间网络模型中。

【技术特征摘要】
1.一种空间网络模拟方法,其特征在于,包括:获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模,所述关键时变参数包括网动态拓扑参数和时变链路参数;将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数;构建空间网络模型,并在所述空间网络模型上设置地面管控节点,通过所述地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到所述空间网络模型中。2.根据权利要求1所述的空间网络模拟方法,其特征在于,通过所述地面管控节点将所述关键时变参数实时部署到所述空间网络模型中后,还包括:在所述空间网络模型中构建一体化互连节点,在所述一体化互连节点上部署边界网关协议BGP,并在所述一体化互连节点处设置过滤策略,限制与地面网路连接时地面网络路由表向空间网络模型进行路由宣告,并抑制空间网络模型中路由更新对地面网络的冲击。3.根据权利要求1所述的空间网络模拟方法,其特征在于,获取所述空间网络的关键时变参数,并对所述关键时变参数进行建模具体包括:根据空间网络的拓扑变化得到所述网动态拓扑参数,根据链路参数变化得到所述时变链路参数,并计算空间网络的链路质量,所述链路质量包括链路时延、带宽和误码率。4.根据权利要求1所述的空间网络模拟方法,其特征在于,将所述关键时变参数转换为离散化的关键时变参数具体包括:通过触发式方式离散化所述网动态拓扑参数,在所述网动态拓扑参数变化时生成网络拓扑变化快照;通过固定时间尺度离散化所述时变链路参数,在每个固定时间处生成时变链路参数的快照。5.根据权利要求3所述的空间网络模拟方法,其特征在于,构建空间网络模型具体包括:基于所述关键时变参数和链路质量搭建卫星路由器模拟节点;基于所述卫星路由器模拟节点创建多个空间网络节点,所述空间网络节点包括天基主干接点、地基主干节点和空间接入点;并设置所述卫星路...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴茜杨增印李贺武吴建平
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1