网络拓扑实机仿真方法与系统技术方案

本公开提供一种网络拓扑实机仿真方法与系统，方法采用一多端口的实体交换器，根据一网络拓扑分割为多个虚拟交换器，每个虚拟交换器仿真网络上的交换器节点，其中每个虚拟交换器的多个虚拟端口各对应了一个实体端口。进行网络仿真时，应用了端口对照表，使得每一个虚拟交换器的每一个虚拟端口都可以一对一对应到一个实体端口，使用虚拟区域网转换表设定仿真封包的虚拟区域网标签，使得可顺利运行在虚拟交换器中，以及管理虚拟端口所对应的虚拟区域网标识符，使用输出端口对照表决定模拟封包的输出端口，以及以一卸除虚拟区域网标签对照表让封包还原到原始虚拟区域网标识符。本发明专利技术可以节省以架构真实网络来测试某个网络拓扑的成本。

Network topology real machine simulation method and system

This disclosure provides a method and system for network topology simulation on a real machine. The method uses a multi-port entity switch and divides it into several virtual switches according to a network topology. Each virtual switch simulates the switch nodes on the network, in which the virtual ports of each virtual switch correspond to one entity port. . In network simulation, the port comparison table is applied so that each virtual port of each virtual switch can correspond to an entity port one by one. The virtual area network label of simulation package can be set by using the virtual area network conversion table, so that it can run smoothly in the virtual switch and manage the virtual port. The corresponding virtual area network identifier determines the output port of the analog packet by the output port comparison vote, and restores the packet to the original virtual area network identifier by removing the virtual area network label reference table. The invention can save the cost of testing a certain network topology by constructing a real network.

【技术实现步骤摘要】
网络拓扑实机仿真方法与系统
本公开涉及网络仿真
，具体而言，涉及通过一个实际网络设备仿真网络中的节点的网络拓扑实机仿真方法与系统。
技术介绍
在架构真实网络之前，常见会先经过一连串测试，包括在特定网络拓扑下网络流量的测试、负载能力测试、传输率测试、联机布局的测试、通信协议运行测试等，还包括实体设备的安装与设定。测试的方式可以真实架构一个网络来测试，虽然这是最接近真实情况的测试方式，却有成本过高与效率不彰的问题，特别是，一旦网络拓扑改变，可能需要花很多时间重新设定。另可以软件方式仿真网络进行测试，可以随意针对不同网络拓扑执行测试，能在真实架设网络前取得测试结果，然而，软件测试的方法会受限于执行软件的计算机的处理能力，包括处理器效能与内存等的限制，使得测试结果不准确。
技术实现思路
根据本公开书所公开的网络拓扑实机仿真系统与方法的实施例，网络拓扑实机仿真方法主要是运行在一实体交换器上，用以仿真一个网络拓扑，亦不排除可以将多部实体交换器链接后扩大仿真的网络拓扑，如此，不但可以节省以架构真实网络来测试某个网络拓扑的成本，还解决了现有以软件程序仿真实际网络所遇到各种限制产生的错误数据的问题。优选地，在网络拓扑实机仿真方法中，根据实施例，以一多端口的实体交换器根据一网络拓扑仿真出多个虚拟交换器，各虚拟交换器具有多个虚拟端口，各虚拟端口对应一个实体端口。进行仿真时，此实体交换器分割形成的多个虚拟交换器的其中的一个虚拟交换器接收到封包，并引用一端口对照表，以识别封包进入的虚拟交换器以及虚拟端口，虚拟端口对应一个实体交换器的一实体端口。并解析封包，以取得一目的地与是否载有虚拟区域网卷标的信息，之后引用一虚拟区域网转换表，根据封包接入的虚拟端口赋予封包一虚拟区域网卷标，其中记载了虚拟区域网标识符，再引用一输出端口对照表，进入虚拟交换器的封包套用一传输规则，使得系统可以根据封包的目的地与所赋予的虚拟区域网标识符决定一输出端口，之后在输出封包前，先卸除封包被赋予的虚拟区域网标识符，使之还原到原始状态，再由输出端口输出。进一步地，在不同的情况下，若进入虚拟交换器的封包已经载有原始虚拟区域网标识符，系统将提供取代原始虚拟区域网标识符的虚拟区域网标识符；若封包并未载有原始虚拟区域网标识符，即赋予一个此虚拟交换器内部尚未被使用虚拟区域网标识符，使得封包可以顺利运行在此虚拟交换器内。优选地，在此网络拓扑实机仿真系统中，根据实施例，提供一实体交换器，实体交换器包括多个实体端口，系统将根据一网络拓扑分割为多个虚拟交换器，各虚拟交换器具有多个虚拟端口，各虚拟端口对应一个实体端口。当仿真一个网络时，各虚拟交换器仿真网络的一个节点，各虚拟端口模拟各节点的一个端口。进一步地，系统以实体交换器仿真多个虚拟交换器的方法中，主要是提出了几种对照信息，存储在一非瞬时存储介质中，其中存储的数据报括各虚拟交换器的虚拟交换器编号，以及各虚拟端口的一虚拟端口编号，还存储了一端口对照表，用以记载虚拟交换器的多个虚拟端口的编号与所对应的实体交换器上原有实体端口的编号；一虚拟区域网转换表，用以设定封包进入虚拟交换器的虚拟区域网卷标，并记载各虚拟交换器的各虚拟端口对应的虚拟区域网标识符；一输出端口对照表，用以记载封包目的地与封包所赋予的虚拟区域网标识符对照的一输出端口，以及一卸除虚拟区域网卷标对照表，用以记载虚拟区域网标识符所对照封包的原始虚拟区域网标识符。进一步地，其中各虚拟交换器的多个虚拟端口的数量与编号依照网络拓扑为动态可变化，且用以仿真大型网络时，可以通过组合多个实体交换器扩张网络拓扑。附图说明图1显示本专利技术网络拓扑实机仿真系统中实体交换器仿真多个虚拟交换器的示意图；图2A与图2B显示本专利技术网络拓扑实机仿真系统中虚拟交换器的端口配置示意图；图3显示本专利技术网络拓扑实机仿真系统中实体交换器内的电路系统实施例图；图4显示封包进入虚拟交换器的网络拓扑实机仿真方法流程实施例图；图5示意描述本专利技术网络拓扑实机仿真系统运行的流程图；图6显示以本专利技术网络拓扑实机仿真系统仿真实际网络与现有软件仿真方式的目标与实现流量曲线图；图7显示以本专利技术网络拓扑实机仿真系统仿真实际网络与现有软件仿真方式的流量偏移曲线图；图8显示以本专利技术网络拓扑实机仿真系统仿真实际网络与现有软件仿真方式的中央处理器使用率曲线图。具体实施方式本专利技术公开书公开一种网络拓扑实机仿真方法与系统，提出一个以一实体的网络设备仿真真实网络拓扑的技术方案，主要方式是采用多端口的实体交换器(switch)，根据要仿真的真实网络拓扑分割为多个虚拟交换器，虚拟交换器与相关端口数量与连接关系可以随着需要修改。在网络拓扑实机仿真方法实施例中，应用了几个对照表作为实体(交换器、端口)与虚拟(交换器、端口)之间的转换，以实现仿真真实网络拓扑的目的。如此，可以取代实际架构一个真实网络的测试方式，并克服了现行以软件仿真真实网络的方式无法真正仿真出网络封包往来的实际状态，因为以软件方式仿真网络的方式会受限于执行仿真的计算器的数据处理能力与相关硬件，使得仿真结果不准确。所述仿真网络拓扑的对象可以为一种软件定义网络(Software-DefinedNetworks，SDN)，软件定义网络为一种新一代的网络架构，其利用集中式的控制器(controller)取代过往分布式网络系统中交换器(switch)的控制平面(controlplane)，软件定义网络让其中的交换器只需负责数据平面(dataplane)的部分，使得集中式的控制器可以达到对控制需求的优化。软件定义网络采用的集中式控制器可以实现拓扑(topology)的优化与优选的路径规划等。此外通过一种封包转送的开放流(OpenFlow)协议使得控制器和交换器之间的沟通有一个标准且公开的准则，如此一来就不用受限于各家开发厂商自定义的规范，进而使得网络管理者可以撰写或是优化自己想要的控制器的各种应用(applications)，进而达到具多功能性的应用模块。架构一个网络拓扑实机仿真系统时，预备至少一部实体交换器，决定仿真对象的网络拓扑，根据所需节点(亦如交换器)的数量与连接关系设定多个虚拟交换器与各虚拟交换器的多个虚拟端口。基本实施方式可参考图1所示的网络拓扑实机仿真系统中的示意图。如图1所示，在仿真网络拓扑时，预备实体交换器10，此例的实体交换器10包括有4个实体端口，端口101,102,103与104编号分别为1,2,3,4，用以模拟包括有两个交换器节点的网络拓扑时，根据仿真网络拓扑的节点连接关系以端口(port)为单位分割为多台虚拟交换器(sliceswitch)，如此例将实体交换器10分割为两个虚拟交换器：第一虚拟交换器10a与第二虚拟交换器10b，个别虚拟交换器(10a,10b)仿真网络中的一个节点。此例中，根据仿真网络的连接关系将4个实体端口(端口101,102,103与104)分为两组，第一虚拟交换器10a包括有端口101与102，可依照需求重新编号来设定两个虚拟端口的编号；第二虚拟交换器10b包括有端口103与104，也可重新编号来设定两个虚拟端口编号。其中每个虚拟交换器(10a,10b)的每个虚拟端口皆一对一对应到实体交换器10的其中的一个实体端口(101,102,103本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网络拓扑实机仿真方法，应用于一网络拓扑实机仿真系统，该网络拓扑实机仿真系统包括一实体交换器，该实体交换器包括多个实体端口，根据一网络拓扑分割为多个虚拟交换器，各虚拟交换器具有多个虚拟端口，各虚拟端口对应一个实体端口；其中，各虚拟交换器仿真一网络的一个节点，各虚拟端口模拟各节点的一个端口，其特征在于所述的方法包括：该实体交换器分割形成的多个虚拟交换器的其中的一个虚拟交换器接收一封包；引用一端口对照表，识别该封包进入的该虚拟交换器以及一虚拟端口，该虚拟端口对应一该实体交换器的一实体端口；解析该封包，以取得一目的地与是否载有一虚拟区域网卷标的信息；引用一虚拟区域网转换表，根据该封包接入的该虚拟端口赋予该封包一虚拟区域网卷标，其中记载一个虚拟区域网标识符；引用一输出端口对照表，进入该虚拟交换器的该封包套用一传输规则，根据该封包的目的地与所赋予的该虚拟区域网标识符决定一输出端口；以及卸除该封包被赋予的该虚拟区域网标识符，由该输出端口输出。

【技术特征摘要】
2017.04.21 TW 1061134621.一种网络拓扑实机仿真方法，应用于一网络拓扑实机仿真系统，该网络拓扑实机仿真系统包括一实体交换器，该实体交换器包括多个实体端口，根据一网络拓扑分割为多个虚拟交换器，各虚拟交换器具有多个虚拟端口，各虚拟端口对应一个实体端口；其中，各虚拟交换器仿真一网络的一个节点，各虚拟端口模拟各节点的一个端口，其特征在于所述的方法包括：该实体交换器分割形成的多个虚拟交换器的其中的一个虚拟交换器接收一封包；引用一端口对照表，识别该封包进入的该虚拟交换器以及一虚拟端口，该虚拟端口对应一该实体交换器的一实体端口；解析该封包，以取得一目的地与是否载有一虚拟区域网卷标的信息；引用一虚拟区域网转换表，根据该封包接入的该虚拟端口赋予该封包一虚拟区域网卷标，其中记载一个虚拟区域网标识符；引用一输出端口对照表，进入该虚拟交换器的该封包套用一传输规则，根据该封包的目的地与所赋予的该虚拟区域网标识符决定一输出端口；以及卸除该封包被赋予的该虚拟区域网标识符，由该输出端口输出。2.如权利要求1所述的网络拓扑实机仿真方法，其特征在于，若进入该虚拟交换器的该封包已经载有一原始虚拟区域网标识符，提供取代该原始虚拟区域网标识符的该虚拟区域网标识符；若该封包并未载有该原始虚拟区域网标识符，即赋予该虚拟区域网标识符。3.如权利要求2所述的网络拓扑实机仿真方法，其特征在于，每个虚拟交换器设有一个范围的多个虚拟区域网标识符，且该多个虚拟交换器的各虚拟区域网标识符的范围不得重复。4.如权利要求1所述的网络拓扑实机仿真方法，其特征在于，各虚拟交换器的传输规则记录在该实体交换器的一内存的一桥接传输表中。5.如权利要求4所述的网络拓扑实机仿真方法，其特征在于所述的传输规则记载根据该封包的目的地决定输出的端口。6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的网络拓扑实机仿真方法，其特征在于，通过组合多个该实体交...

【专利技术属性】
技术研发人员：王协源，李易昀，
申请(专利权)人：思锐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71