大规模信息通信网络实时仿真模拟系统技术方案

本发明专利技术涉及一种大规模信息通信网络实时仿真模拟系统,所述仿真模拟系统包括真实网元和测试设备、NFV/SDN设备和网络仿真系统、网络模拟系统、信息系统，其中所述真实网元、NFV/SDN设备和网络仿真系统共同组成真实网络拓扑，所述NFV/SDN设备和网络仿真系统中还设有客户端虚拟机，测试设备以及信息系统均与所述真实网络拓扑相连，且所述真实网络拓扑通过所述网络模拟系统与所述客户端虚拟机相连。本发明专利技术利用实物网络和网络模拟软件的连接，将大规模网络模拟的DES分散在多个模拟软件中，用较少的硬件资源实现了大规模网络实时仿真模拟。

【技术实现步骤摘要】
大规模信息通信网络实时仿真模拟系统
本专利技术涉及信息通信的
，尤其是指一种大规模信息通信网络实时仿真模拟系统。
技术介绍
针对数据通信网的网络规划优化、网络运行维护培训、网络故障演练、网络靶场攻防演练等复杂场景，为了使用户可以脱离实际工作环境，通常为用户提供大规模数据通信网实时仿真环境，在虚拟仿真环境下进行新方案新技术的模拟、预演和验证。现阶段，信息通信网络的仿真模拟方法，主要是利用模拟软件模拟网络行为，但是确存在以下问题：第一：模拟软件在进行网络模拟过程中，会进行一系列离散事件模拟（DiscreteEventSimulation，简称DES），当模拟事件比较少时，模拟系统可以按照真实世界的时间逐一触发仿真事件；而当模拟网络规模比较大，业务行为复杂度比较高，模拟事件比较多时，DES处理时间往往比预先设定的网络模拟时间要长，从而导致模拟系统和真实世界之间的时间不能同步。第二：为了解决DES处理时间长的问题，利用若干CPU内核计算资源，可以进行并行离散事件模拟（ParallelDiscreteEventSimulation，简称PDES），但是这种方法的效率取决于并行离散事件之间同步调度算法，而在一个应用程序内部开展多核多线程PDES时，随着开启的线程数增加，并行处理调度算法将耗费大量CPU资源，导致不能有效的利用硬件计算资源。第三：一般网络模拟软件都会开发或者开放硬件系统在环（HardwareinLoop）数据接口，利用计算机的以太网接口将真实的路由器、交换机、以太网数据终端等设备接入网络模拟软件系统，实现参与系统的网络行为模拟，由于一般的网络模拟软件只能配置接入一个硬件设备，虽然可以通过交换机、路由器接入或者通过复杂网络拓扑接入模拟系统，但是对于整个复杂网络中每一个节点，模拟软件一般无法实现和真实路由节点之间的自动发现和路由表自动更新。第四：实时网络仿真模拟的目的是预演对现网的更改调整，其中既包括网络拓扑、协议配置的更改，也包括新部署信息系统带来的业务流量更改，而新系统上线产生新的业务流量，也会对网络性能带来影响，模拟软件中网络业务流量一般由数据业务生成器生成，若流量模型与真实网络中的流量特征一致性不匹配，会影响模拟的结果。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中仅利用模拟软件进行大规模数据通信网实时模拟的问题，从而提供一种可有效降低对单个仿真内核的冲击且增加提升CPU利用率的大规模信息通信网络实时仿真模拟系统。为解决上述技术问题，本专利技术的一种大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，包括桌面交互计算机、与所述桌面交互计算机相连的仿真交换机、与所述仿真交换机相连的仿真管理服务器、与所述仿真交换机相连的资源池，其中，所述资源池中设有真实网元和测试设备，所述仿真交换机还与仿真模拟服务器集群相连，所述仿真模拟服务器集群包括NFV/SDN设备和网络仿真系统、网络模拟系统、信息系统，其中所述真实网元、NFV/SDN设备和网络仿真系统共同组成真实网络拓扑，所述NFV/SDN设备和网络仿真系统中还设有客户端虚拟机，所述测试设备以及信息系统均与所述真实网络拓扑相连，且所述真实网络拓扑通过所述网络模拟系统与所述客户端虚拟机相连。在本专利技术的一个实施例中，所述网络模拟系统中设有多个网络模拟器。在本专利技术的一个实施例中，所述真实网络拓扑与所述网络模拟系统之间以及所述网络模拟系统与所述客户端虚拟机之间均通过半实物接口相连。在本专利技术的一个实施例中，所述真实网络拓扑的边缘节点上与运行网络模拟器的计算机连接的接口被映射为所述网络模拟系统形成的虚拟网络拓扑的边缘节点，所述运行网络模拟器的计算机上与所述真实网络拓扑的边缘节点连接的接口被映射为所述虚拟网络拓扑的另一个节点。在本专利技术的一个实施例中，所述真实网络拓扑的边缘节点上与运行网络模拟器的计算机连接的接口IP地址与所述虚拟网络拓扑的边缘节点的IP地址相同，所述运行网络模拟器的计算机上与所述真实网络拓扑的边缘节点连接的接口IP地址与所述虚拟网络拓扑的另一个节点的接口IP地址保持相同。在本专利技术的一个实施例中，所述真实网络拓扑的边缘节点添加静态地址解析协议列表。在本专利技术的一个实施例中，所述运行网络模拟器的计算机上与所述真实网络拓扑的边缘节点连接的接口IP地址与所述运行网络模拟器的计算机上与所述真实网络拓扑的边缘节点连接的接口的物理地址绑定。在本专利技术的一个实施例中，所述运行网络模拟器的计算机是所述桌面交互计算机或所述客户端虚拟机。在本专利技术的一个实施例中，所述仿真交换机的接口包括InfiniBand接口、GE/10GE以太网接口以及其它高速数据接口。在本专利技术的一个实施例中，所述仿真管理服务器上设有管理平台，所述管理平台包括网络实时仿真模拟管理系统，所述管理平台通过控制脚本实现多种功能的配置管理。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，将NFV/SDN设备、网络仿真系统、网络模拟系统以及信息系统部署在仿真模拟服务器集群中，联合真实通信设备和测试仪器仪表进行大规模实时网络仿真，实时仿真模拟大规模数据通信网的网络行为，可以针对数据通信网的网络规划优化、网络运行维护培训、网络故障演练、网络靶场攻防演练等复杂场景，使用户可以脱离实际工作环境，在隔离仿真环境进行新方案新技术的模拟、预演和验证。另外，本专利技术将仿真硬件资源统一管理，实现了用脚本在资源池中动态管理配置网络通信的仿真模拟拓扑，收集信息，改变场景，从而实现高效快速配置复杂网络测试环境，自动配置场景、收集测试信息，可以极大的提高网络通信设备和信息通信系统的测试效率；另外，测试环境真实度较高，可以作为网络靶场进行网络信息安全相关的测试与攻防演练。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术大规模信息通信网络实时仿真模拟系统示意图；图2是本专利技术大规模信息通信网络实时仿真模拟系统连接示意图；图3是本专利技术真实网络拓扑与虚拟网络拓扑连接示意图；图4是本专利技术真实网络拓扑与虚拟网络拓扑连接的第一个实施例；图5是本专利技术真实网络拓扑与虚拟网络拓扑连接的第二个实施例；图6是本专利技术真实网络拓扑与虚拟网络拓扑连接的第三个实施例。具体实施方式如图1和图2所示，本实施例提供一种大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，包括桌面交互计算机10、与所述桌面交互计算机10相连的仿真交换机20、与所述仿真交换机20相连的仿真管理服务器30、与所述仿真交换机10相连的资源池40，其中，所述资源池40中设有真实网元和测试设备41，所述仿真交换机20还与仿真模拟服务器集群50相连，所述仿真模拟服务器集群50包括NFV/SDN设备和网络仿真系统51、网络模拟系统52、信息系统53，其中所述真实网元、NFV/SDN设备和网络仿真系统51共同组成真实网络拓扑，所述NFV/SDN设备和网络仿真系统51中还设有客户端虚拟机54，所述测试设备41以及信息系统53均与所述真实网络拓扑相连，且所述真实网络拓扑通过所述网络模拟系统52与所述客户端虚拟机54相连。本实施例所述大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，包括桌面交互计算机10、仿真交换机20、仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，包括桌面交互计算机、与所述桌面交互计算机相连的仿真交换机、与所述仿真交换机相连的仿真管理服务器、与所述仿真交换机相连的资源池，其中，所述资源池中设有真实网元和测试设备，其特征在于：所述仿真交换机还与仿真模拟服务器集群相连，所述仿真模拟服务器集群包括NFV/SDN设备和网络仿真系统、网络模拟系统、信息系统，其中所述真实网元、NFV/SDN设备和网络仿真系统共同组成真实网络拓扑，所述NFV/SDN设备和网络仿真系统中还设有客户端虚拟机，所述测试设备以及信息系统均与所述真实网络拓扑相连，且所述真实网络拓扑通过所述网络模拟系统与所述客户端虚拟机相连。

【技术特征摘要】
1.一种大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，包括桌面交互计算机、与所述桌面交互计算机相连的仿真交换机、与所述仿真交换机相连的仿真管理服务器、与所述仿真交换机相连的资源池，其中，所述资源池中设有真实网元和测试设备，其特征在于：所述仿真交换机还与仿真模拟服务器集群相连，所述仿真模拟服务器集群包括NFV/SDN设备和网络仿真系统、网络模拟系统、信息系统，其中所述真实网元、NFV/SDN设备和网络仿真系统共同组成真实网络拓扑，所述NFV/SDN设备和网络仿真系统中还设有客户端虚拟机，所述测试设备以及信息系统均与所述真实网络拓扑相连，且所述真实网络拓扑通过所述网络模拟系统与所述客户端虚拟机相连。2.根据权利要求1所述大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，其特征在于：所述网络模拟系统中设有多个网络模拟器。3.根据权利要求1或2所述大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，其特征在于：所述真实网络拓扑与所述网络模拟系统之间以及所述网络模拟系统与所述客户端虚拟机之间均通过半实物接口相连。4.根据权利要求3所述大规模信息通信网络实时仿真模拟系统，其特征在于：所述真实网络拓扑的边缘节点上与运行网络模拟器的计算机连接的接口被映射为所述网络模拟系统形成的虚拟网络拓扑的边缘节点，所述运行网络模拟器的计算机上与所述真实网络拓扑的边缘节点连接的接口被映射为所述虚拟网络拓扑的另一个节...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凯强，汪洋，张庚，黄建彰，刘伟，丁慧霞，张颉，刘革，钟炜，王亚男，陈相舟，崔建华，杨林涛，李天宇，汪家强，于志鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11