一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法技术

本发明专利技术一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于，步骤如下：1、明确网络的评估需求，根据评估需求确定系统的任务想定；2、明确网络任务，然后将任务进行分解明确任务阶段信息；通过各任务阶段信息得到完成任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述，得到系统的任务剖面；3、针对每一个任务阶段，对其进行综合与分解，提炼出其中具体的通信业务、移动情况以及涉及环境；4、确定每一任务阶段的通信业务信息，构建通信业务剖面；5、确定每一任务阶段的节点移动信息，构建移动剖面；6、确定每一任务阶段的环境信息，建环境剖面；7、综合通信业务剖面、移动剖面以及环境剖面合成得到直接应用于试验的试验剖面。

【技术实现步骤摘要】
一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法
本专利技术属于通信网络以及可靠性
，具体涉及一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面的构建方法。
技术介绍
可靠性试验是系统可靠性鉴定、定型或验证的必备手段，在可靠性试验中，剖面是其至关重要的环节，是区别于普通系统测试的重点，任务剖面是产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。剖面构建的合理性直接影响整个可靠性试验的结果及其可信程度。以往的通信网络剖面多凭借经验和直觉思维建立，缺乏严格和缜密的依据，科学性不强，难以保证其试验效果。目前有部分研究试图给出通信网络的可靠性试验剖面的构建方法。例如陈卫卫等试图从流量的角度构建网络的剖面体系，但是缺乏对网络外部环境的考虑(参考文献[1]:Chen,Weiwei,NingHuang,YuqingLiu,YeWang,andRuiKang."Analysisandverificationofnetworkprofile."JournalofSystemsEngineeringandElectronics21,no.5(2010):784-790.)；谭齐等针对战术互联网分析其任务剖面的组成要素以及对任务阶段的划分，但并未没有给出剖面的具体构建方法(参考文献[2]：谭齐,姜永广,莫娴.军用通信网可靠性测试任务剖面研究[J].信息安全与通信保密,2010,(04):53-55.)。通信网络中的任务都是通过网络中的具体通信业务完成的，因此通信业务的部署情况直接影响网络可靠性。而现有的方法很少没有从业务的角度来构建网络可靠性的试验剖面。业务描述了用户调用网络服务满足特定需求的过程，而网络服务是网络为用户提供的功能。基于业务能够构建科学合理的网络可靠性试验剖面，以保证试验效果。然而，目前基于业务构建网络试验剖面的研究缺少相关的理论方法支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决通信网络在进行可靠性试验过程中无法构建合理的试验剖面的问题，提出一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法。一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，包括如下步骤：1、一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：明确网络的评估需求，并根据评估需求确定系统的任务想定。步骤2：通过对任务想定的分析，明确网络任务，然后将任务进行分解明确任务阶段信息。通过各任务阶段信息可以得到完成任务这段时间内所经历的的事件和环境的时序描述，即可得到系统的任务剖面。步骤3：针对每一个任务阶段，对其进行综合与分解，提炼出其中具体的通信业务、移动情况以及涉及环境。步骤4：确定每一任务阶段的通信业务信息，并据此构建通信业务剖面。步骤5；确定每一任务阶段的节点移动信息，并据此构建移动剖面。步骤6：确定每一任务阶段的环境信息，并据此构建环境剖面。步骤7：综合通信业务剖面、移动剖面以及环境剖面合成得到可以直接应用于试验的试验剖面。通过上述步骤可以得到相应的通信业务剖面、移动剖面、环境剖面的三方面的具体信息，因此，对于网络系统的可靠性试验，我们仅需将不同的任务阶段的三方面的剖面信息进行时序合成即可得到系统的任务过程所需的可靠性试验剖面。所述的步骤1中，明确网络的评估需求即要求理解该网络可靠性试验具体评估需求，包括该网络可靠性评估对象、试验目的、具体要求等等。只有明确了具体评估需求才能对下一步构建网络可靠性试验的任务剖面提供相应的规范和准则。任务想定描述的是为完成使命及相关任务必须参与的相关对象及对象间的关系，对象所具有的行为特性。从任务剖面的概念上出发，任务想定作为构建任务剖面的依据，应当对以下几个方面的内容做出描述：任务时间、任务区域、任务环境、任务编成、任务规划等等。所述的步骤2中，将想定任务分解成不同的任务阶段，主要明确任务阶段的计划和实时情况，根据任务编成，确定各阶段网络系统的通信人数、环境信息、业务种类与移动信息等。最后构建的任务阶段是否合理，主要基于如下几个方面判断：(1)任务阶段是否具备典型性；(2)是否违背相关技术准则；(3)相关领域内专家的意见。如果不合理则继续进行此步骤，直到合理为止。所述的步骤4中，在构通信建业务剖面时，要综合步骤4中得到的每一任务阶段的通信业务信息，进行综合后得到业务剖面信息表，主要包括业务类型、业务请求率、业务请求时间、业务请求间隔时间等信息。再通过业务类型、业务请求率、业务请求时间、业务请求间隔时间等信息来计算业务流量，计算时采用ON/OFF模型来计算。ON/OFF模型将网络中所有的数据源抽象为节点，假设每个节点只可能处于ON状态或者OFF状态，且ON、OFF状态严格交替。节点在ON状态时以恒定速率产生数据，在OFF状态时不产生数据，这种数据源称为ON/OFF源。假设有N个独立的数据源，每个数据源都是一个更新回报过程，具有独立同分布的ON/OFF周期，Xi(t)交替产生1或0，分别对应ON或OFF状态。于是，N个数据包的叠加，合成流量为：设定T为重整化的时间因子，则在[0，Tt]时间间隔内叠加数据包后的过程为：其中，SN(t)为N个数据包的叠加，合成流量；Xi(t)为每个数据源产生数据包的频率；YN(Tt)为在[0，Tt]时间间隔内叠加数据包后的流量；所述的步骤5中，构建移动剖面时，用户对网络的使用体现为网络节点的典型移动。根据具体的任务阶段，以及各阶段具体的约束条件，确定各个任务阶段通信网络整体的移动模式，针对通信网络其典型的移动模式有：随机移动、抛物线队列、冲锋队列和聚集队列等。根据整体网络的移动模式，来确定单个节点具体的移动信息，如单个节点的速度、方向、目的地等。二维正态云模型作为战术移动模式的生成算法，能有效描述典型战术移动模式的模糊性及随机性，从而能更加准确地评估无线移动网络的可靠性。节点i时刻t位置(xi(t),yi(t),μi(t))，通过二维正向正态云发生器的期望值、熵和超熵的不同设置，可得表征移动节点位置的N个云滴所组成的不同战术移动模式，具体如下：在上式中(xi(t),yi(t),μi(t))为节点i在时刻t位置，(Ex(t),Ey(t))为期望为(Enx(t),Eny(t))，熵为的二维正态随机变量；(xi(t),yi(t))为期望为(Ex(t),Ey(t))，熵为的二维正态随机变量；μi(t)是(xi(t),yi(t))属于某论域程度的量度。根据参数(Ex,Ey,Enx,Eny,Hex,Hey,n)选择值的不同，由云模型产生随机队列、冲锋队列、线性队列、抛物线队列、聚合队列五种移动模式。所述的步骤6中，构建环境剖面时，在传统试验剖面考虑温度、湿度和振动等环境因素的基础上要增加地形地貌以及电磁环境的考虑。具体实现方法为：将试验网络所在区域的地形数据导入OPNET，即在OPNET中创建一个的网络场景，然后导入试验区域的地形数据。在场景中导入地形数据的具体操作为：首先，将网上下载到的地形数据文件通过转换器global_mapper12转化为DTED格式；然后在OPNET中依次点击菜单选项topology→terrain→specifyterraindatadirectory，在弹出的对话框点击browse(浏览)，选择所转换后的地形数据文件所存放的文件夹，Format本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：明确网络的评估需求，并根据评估需求确定系统的任务想定；步骤2：通过对任务想定的分析，明确网络任务，然后将任务进行分解明确任务阶段信息；通过各任务阶段信息得到完成任务这段时间内所经历的的事件和环境的时序描述，即得到系统的任务剖面；步骤3：针对每一个任务阶段，对其进行综合与分解，提炼出其中具体的通信业务、移动情况以及涉及环境；步骤4：确定每一任务阶段的通信业务信息，并据此构建通信业务剖面；步骤5；确定每一任务阶段的节点移动信息，并据此构建移动剖面；步骤6：确定每一任务阶段的环境信息，并据此构建环境剖面；步骤7：综合通信业务剖面、移动剖面以及环境剖面合成得到直接应用于试验的试验剖面；通过上述步骤得到相应的通信业务剖面、移动剖面、环境剖面的三方面的具体信息，因此，对于网络系统的可靠性试验，仅需将不同的任务阶段的三方面的剖面信息进行时序合成即得到系统的任务过程所需的可靠性试验剖面。

【技术特征摘要】
1.一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：明确网络的评估需求，并根据评估需求确定系统的任务想定；步骤2：通过对任务想定的分析，明确网络任务，然后将任务进行分解明确任务阶段信息；通过各任务阶段信息得到完成任务这段时间内所经历的的事件和环境的时序描述，即得到系统的任务剖面；步骤3：针对每一个任务阶段，对其进行综合与分解，提炼出其中具体的通信业务、移动情况以及涉及环境；步骤4：确定每一任务阶段的通信业务信息，并据此构建通信业务剖面；步骤5；确定每一任务阶段的节点移动信息，并据此构建移动剖面；步骤6：确定每一任务阶段的环境信息，并据此构建环境剖面；步骤7：综合通信业务剖面、移动剖面以及环境剖面合成得到直接应用于试验的试验剖面；通过上述步骤得到相应的通信业务剖面、移动剖面、环境剖面的三方面的具体信息，因此，对于网络系统的可靠性试验，仅需将不同的任务阶段的三方面的剖面信息进行时序合成即得到系统的任务过程所需的可靠性试验剖面。2.根据权利要求1所述的一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于：在步骤1中，明确网络的评估需求即要求理解该网络可靠性试验具体评估需求，包括该网络可靠性评估对象、试验目的要求；只有明确了具体评估需求才能对下一步构建网络可靠性试验的任务剖面提供相应的规范和准则；任务想定描述的是为完成使命及相关任务必须参与的相关对象及对象间的关系，对象所具有的行为特性；从任务剖面的概念上出发，任务想定作为构建任务剖面的依据，应当对以下几个方面的内容做出描述：任务时间、任务区域、任务环境、任务编成及任务规划。3.根据权利要求1所述的一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于：在步骤2中，将想定任务分解成不同的任务阶段，明确任务阶段的计划和实时情况，根据任务编成，确定各阶段网络系统的通信人数、环境信息、业务种类与移动信息；最后构建的任务阶段是否合理，基于如下几个方面判断：(1)任务阶段是否具备典型性；(2)是否违背相关技术准则；(3)相关领域内专家的意见；如果不合理则继续进行此步骤，直到合理为止。4.根据权利要求1所述的一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于：在步骤4中，在构通信建业务剖面时，要综合步骤4中得到的每一任务阶段的通信业务信息，进行综合后得到业务剖面信息表，包括业务类型、业务请求率、业务请求时间、业务请求间隔时间的信息；再通过业务类型、业务请求率、业务请求时间、业务请求间隔时间的信息来计算业务流量，计算时采用ON/OFF模型来计算；ON/OFF模型将网络中所有的数据源抽象为节点，假设每个节点只能处于ON状态或者OFF状态，且ON、OFF状态严格交替；节点在ON状态时以恒定速率产生数据，在OFF状态时不产生数据，这种数据源称为ON/OFF源；假设有N个独立的数据源，每个数据源都是一个更新回报过程，具有独立同分布的ON/OFF周期，Xi(t)交替产生1或0，分别对应ON或OFF状态；于是，N个数据包的叠加，合成流量为：设定T为重整化的时间因子，则在[0，Tt]时间间隔内叠加数据包后的过程为：

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宁，尹世刚，张越，张朔，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11