一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法及装置，属于云计算技术领域，该方法包括：接受目标用户提交的实验拓扑请求，根据所述实验拓扑请求包含的实验拓扑图，从预设的云数据中心拓扑图中搜索满足所述实验拓扑图的子图，并将搜索到的子图添加到预设的集合中；从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，记为目标子图；对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。本发明专利技术实施提供的方法及装置，减小了与真实网络环境的差异，进而提高了实验效率和降低了花费庞大的实验平台建设成本。

Method and device for building network experiment platform based on Cloud Data Center

An embodiment of the invention provides a method and device for building a network experimental platform based on a cloud data center, which belongs to the field of cloud computing. The method includes accepting an experimental topology request submitted by the target user, searching the experimental topology of the experimental topology, and searching the default cloud data center topology. Subplots that satisfy the described topology map and add the subgraphs that are searched to the preset set; search the subplots from the set to search the least corresponding number of virtual machines on the computing nodes, remember as the target subgraph, move the virtual machine of the computing node of the target subgraph, and turn the computing node after the virtual machine migrated. The experimental nodes corresponding to the experimental topology map are replaced. The method and device provided by the invention can reduce the difference with the real network environment, and thus improve the efficiency of the experiment and reduce the cost of building a huge experimental platform.

【技术实现步骤摘要】
一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法及装置
本专利技术属于云计算
，特别是涉及一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法及装置。
技术介绍
随着数据挖掘，视频直播，AR/VR等业务的高速发展，数据中心中的流量呈现爆炸式增长，传统的数据中心网络架构和协议难以支撑新型业务的需求，所以，在数据中心中的新型的网络技术方案和协议层出不穷。然而，科研工作者在进行数据中心网络的研究过程中通常需要开展大量的实验工作，通过真实的实验来验证所提的算法或者是网络协议等，这个过程中需要搭建大规模的数据中心实验拓扑，而搭建这些形式的拓扑需要大量的软硬件资源，进而需要花费庞大的实验平台建设成本，而且，在实验平台搭建完成后，对于实验平台中的软硬件设备的维护也需要大量的人力物力，在不进行实验时，这些设备通常都是闲置的，造成设备资源利用低。针对以上问题，现有技术采用网络仿真器NS(NetworkSimulator)搭建计算机网络问题实验的试验平台，其中，NS是一个基于时间驱动，可扩展，可编程的事件驱动网络仿真引擎，用户可使用NS完成网络的建模和仿真，来进行新算法和新协议的验证与性能测试工作，为了支持用户对网络进行建模，NS预先定义了大量的网络模型，例如节点，链路，队列等，用户可以直接使用NS提供的网络模型，也可以在已有的网络模型上进行拓展，增加新的属性。用户将实验的元素通过NS结合面向对象的程序语言来实现，利用纯软件的形式来仿真实验的环境，虽然NS结合程序语言搭建的网络实验平台比构建真实的网络环境节省了大量的时间和成本，但是由于网络元素是通过代码建模实现的，而真实的网络环境复杂，许多特殊的情况难以用模型来表述，因此利用NS搭建的网络实验平台，与真实的网络环境相比，差异性较大。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法及装置，以减小与真实网络环境的差异。具体技术方案如下：一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法，该方法包括：接受目标用户提交的实验拓扑请求，其中，所述实验拓扑请求为包括实验拓扑图的请求，所述实验拓扑图包括第一数量个实验节点和第一数量个实验节点之间的链接关系；根据所述实验拓扑请求包含的实验拓扑图，从预设的云数据中心拓扑图中搜索满足所述实验拓扑图的子图，并将搜索到的子图添加到预设的集合中；从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，记为目标子图；对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。进一步地，在所述接受目标用户提交的实验拓扑请求之前，所述方法还包括：解析目标用户提交的实验拓扑请求，获得实验拓扑图；当所获得的实验拓扑图为预设的云数据中心拓扑图的子图时，如果所述云数据中心拓扑图的第二数量个计算节点的空闲资源满足所述云数据中心拓扑图中所有计算节点运行虚拟机所需的资源，则执行所述接受目标用户提交的实验拓扑请求的步骤，其中，所述第二数量为云数据中心拓扑图中计算节点总数量减去实验拓扑图中实验节点的数量。进一步地，所述从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，包括：对所述集合中的每个子图对应的计算节点上虚拟机的数量总和按照大小进行排序，得到每个子图的虚拟机数量序列；根据每个子图对应的计算节点上虚拟机的数量总和在所述虚拟机数量序列中的排序，确定虚拟机数量最少对应的子图。进一步地，所述对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为实验节点，包括：利用内存拷贝的虚拟机迁移方法对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移；将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。进一步地，所述将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点，包括：针对每个所需转换的计算节点，按照如下步骤进行转换；关闭该计算节点上的云计算业务管理进程；在关闭所述云计算业务管理进程后，保存该计算节点的云计算内核后关闭计算节点，其中，所述云计算内核为计算节点运行云计算业务的内核；重启该计算节点后选择从该计算节点的实验内核启动，所述实验内核为计算节点运行网络实验的内核。进一步地，在所述重启该计算节点后选择从该计算节点的实验内核启动之后，所述方法还包括：根据创建的目标实验用户登录账户，记录所述目标实验用户产生的文件。进一步地，在所述根据创建的目标实验用户登录账户，记录所述目标实验用户产生的文件之后，所述方法还包括：根据所记录的目标实验用户产生的文件，删除所述目标实验用户登录账户及所述目标实验用户账户对应产生的文件，并对该计算节点的实验内核进行初始化后关闭该计算节点；重启该计算节点后选择从该计算节点的云计算内核启动，并开启该计算节点的业务管理进程。进一步地，在所述对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为实验节点之后，所述方法还包括：读取接收的交换机的网络流量数据包的IP网段；当所述网络流量数据包的IP网段与预设第一级流表中的云计算的管理流量对应的IP网段匹配时，将所述网络流量数据包转发到预设的第二级流表中的管理流量流表，如果所述网络流量数据包的头部五元组与所述第二级流表的五元组匹配，则执行所述第二级流表匹配域对应动作域对应的动作；其中，所述第一级流表包括云计算的管理流量对应的IP网段、虚拟机之间的通信流量对应的IP网段以及网络实验的流量对应的IP网段，所述流表是根据控制器进行实时更新的，所述第二级流表包括管理流量流表、通信流量流表和实验流量流表，所述管理流量流表是用于处理云计算的管理流量的流表，所述通信流量流表是用于处理云计算虚拟机之间的通信流量的流表，所述实验流量流表是用于处理云计算网络实验流量的流表，所述第二级流表中的每个流表均包括匹配域以及与匹配域对应的动作域，所述匹配域包括五元组，所述五元组包括源主机IP字段、源主机端口字段、目的主机IP字段、目的主机端口字段和网络协议字段；当所述网络流量数据包的IP网段与预设第一级流表中的虚拟机之间的通信流量对应的IP网段匹配时，将所述网络流量数据包转发到预设的第二级流表的通信流量流表中，如果所述网络流量数据包的头部五元组与所述第二级流表的五元组匹配，则执行所述第二级流表匹配域对应动作域对应的动作；当所述网络流量数据包的IP网段与预设第一级流表中的网络实验的流量对应的IP网段匹配时，将所述网络流量数据包转发到预设的第二级流表的实验流量流表中，如果所述网络流量数据包的头部五元组与所述第二级流表的五元组匹配，则执行所述第二级流表匹配域对应动作域对应的动作。一种基于云数据中的网络实验装置，所述装置包括：请求接收模块，用于接受目标用户提交的实验拓扑请求，其中，所述实验拓扑请求为包括实验拓扑图的请求，所述实验拓扑图包括第一数量个实验节点和第一数量个实验节点之间的链接关系；子图搜索模块，用于根据所述实验拓扑请求包含的实验拓扑图，从预设的云数据中心拓扑图中搜索满足所述实验拓扑图的子图，并将搜索到的子图添加到预设的集合中；目标子图搜索模块，用于从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，记为目标子图；实验节点转换模块，用于对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法，其特征在于，所述方法包括：接受目标用户提交的实验拓扑请求，其中，所述实验拓扑请求为包括实验拓扑图的请求，所述实验拓扑图包括第一数量个实验节点和第一数量个实验节点之间的链接关系；根据所述实验拓扑请求包含的实验拓扑图，从预设的云数据中心拓扑图中搜索满足所述实验拓扑图的子图，并将搜索到的子图添加到预设的集合中；从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，记为目标子图；对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。

【技术特征摘要】
1.一种基于云数据中心搭建网络实验平台的方法，其特征在于，所述方法包括：接受目标用户提交的实验拓扑请求，其中，所述实验拓扑请求为包括实验拓扑图的请求，所述实验拓扑图包括第一数量个实验节点和第一数量个实验节点之间的链接关系；根据所述实验拓扑请求包含的实验拓扑图，从预设的云数据中心拓扑图中搜索满足所述实验拓扑图的子图，并将搜索到的子图添加到预设的集合中；从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，记为目标子图；对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接受目标用户提交的实验拓扑请求之前，所述方法还包括：解析目标用户提交的实验拓扑请求，获得实验拓扑图；当所获得的实验拓扑图为预设的云数据中心拓扑图的子图时，如果所述云数据中心拓扑图的第二数量个计算节点的空闲资源满足所述云数据中心拓扑图中所有计算节点运行虚拟机所需的资源，则执行所述接受目标用户提交的实验拓扑请求的步骤，其中，所述第二数量为云数据中心拓扑图中计算节点总数量减去实验拓扑图中实验节点的数量。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述集合中搜索计算节点上虚拟机数量最少对应的子图，包括：对所述集合中的每个子图对应的计算节点上虚拟机的数量总和按照大小进行排序，得到每个子图的虚拟机数量序列；根据每个子图对应的计算节点上虚拟机的数量总和在所述虚拟机数量序列中的排序，确定虚拟机数量最少对应的子图。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为实验节点，包括：利用内存拷贝的虚拟机迁移方法对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移；将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将虚拟机迁移后的计算节点转换为所述实验拓扑图对应的实验节点，包括：针对每个所需转换的计算节点，按照如下步骤进行转换；关闭该计算节点上的云计算业务管理进程；在关闭所述云计算业务管理进程后，保存该计算节点的云计算内核后关闭计算节点，其中，所述云计算内核为计算节点运行云计算业务的内核；重启该计算节点后选择从该计算节点的实验内核启动，所述实验内核为计算节点运行网络实验的内核。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述重启该计算节点后选择从该计算节点的实验内核启动之后，所述方法还包括：根据创建的目标实验用户登录账户，记录所述目标实验用户产生的文件。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述根据创建的目标实验用户登录账户，记录所述目标实验用户产生的文件之后，所述方法还包括：根据所记录的目标实验用户产生的文件，删除所述目标实验用户登录账户及所述目标实验用户账户对应产生的文件，并对该计算节点的实验内核进行初始化后关闭该计算节点；重启该计算节点后选择从该计算节点的云计算内核启动，并开启该计算节点的业务管理进程。8.如权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，在所述对所述目标子图的计算节点的虚拟机进行迁移，并将虚拟机迁移后的计算节点转换为实验节点之后，所述方法还包括：读取接收的交换机的网络流量数据包的IP网段；当所述网络流量数据包的IP网段与预设第一级流表中的云计算的管理流量对应的IP网段匹配时，将所述网络流量数据包转发到预设的第二级流表中的管理流量流表，如果所述网络流量数据包的头部五元组与所述第二级流表的五元组匹配，则执行所述第二级流表匹配域对应动作域对应的动作；其中，所述第一级流表包括云计算的管理流量对应的IP网段、虚拟机之间的通信流量对应的IP网段以及网络实验的流量对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娇，黄韬，王泽南，刘江，潘恬，杨帆，刘韵洁，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11