一种低轨卫星网络仿真平台以及仿真方法技术

本申请的低轨卫星网络仿真平台以及仿真方法，模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网络场景映射出包括容器数量以及容器连接关系的拓扑信息；基于所述拓扑信息控制所述计算单元生成容器网络拓扑。容器通过配置虚拟化方式就可以实现异构特性，因为容器具有良好的隔离性，并且他占有资源很少，所有可以在有限的物理资源平台上实现大规模部署，相比于现有自建卫星网络仿真平台，本发明专利技术所建仿真平台利用Mininet工具管理平台节点资源，外部挂载Docker容器模拟卫星节点，降低了平台部署的复杂度与冗余度，提升了平台的可用性与规模的可扩展性。扩展性。扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种低轨卫星网络仿真平台以及仿真方法


[0001]本专利技术涉及卫星网络仿真领域，尤其是涉及一种低轨卫星网络仿真平台以及仿真方法。

技术介绍

[0002]目前的卫星网络仿真平台主要分为三类：物理测试平台、模拟测试平台、基于虚拟化和容器等云计算技术的自建仿真平台。其中，物理测试平台存在维护成本过高、难以进行二次复现、因为硬件资源的限制难以支持大规模集群网络等问题；模拟测试平台由于对网络场景中的设备模型进行了高度的抽象和简化，使得被测目标网络协议及开发代码无法直接迁移至仿真平台，从而导致其仿真结果的保真度较低；现有自建仿真平台存在部署复杂、功能繁琐、平台冗余度过高等问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种低轨卫星网络仿真平台以及仿真方法。其够降低了平台部署的复杂度与冗余度，提升了平台的可用性与规模的可扩展性。
[0004]第一方面，本申请提供一种低轨卫星网络仿真平台，包括：模拟单元，用于模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网络场景映射出包括容器数量以及容器连接关系的拓扑信息；控制单元以及计算单元，所述控制单元用于基于所述拓扑信息控制所述计算单元生成容器网络拓扑。
[0005]其中，所述模拟单元包括：STK卫星仿真模块，用于模拟卫星网络场景；MATLAB仿真模块，用于基于模拟的所述卫星网络场景映射出卫星网络拓扑。
[0006]其中，所述MATLAB仿真模块包括：拓扑映射模块，用于基于模拟的所述卫星网络场景映射出卫星网络拓扑；链路参数映射模块，用于基于卫星链路的无线通信参数生成容器链路状态信息。
[0007]其中，所述计算单元包括：链路参数控制模块，用于根据所述容器链路状态信息调整所述容器网络拓扑的参数，实现容器链路参数仿真；带内网络遥测模块，用于基于带内遥测技术提取所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标。
[0008]其中，所述控制单元包括：网络控制模块，用于基于所述卫星网络拓扑控制所述计算单元基于所述容器链路状态信息生成容器网络拓扑；状态监控模块，用于基于数据库中的遥测参数对所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标进行可视化监控。
[0009]第二方面，本申请提供一种低轨卫星网络仿真方法，包括：模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网络场景映射出包括容器数量以及容器连接关系的拓扑信息；基于所述拓扑信息控制所述计算单元生成容器网络拓扑。
[0010]其中，所述基于所述卫星网络拓扑控制所述计算单元生成容器网络拓扑的步骤，包括：基于卫星链路的无线通信参数生成容器链路状态信息；根据所述容器链路状态信息
调整所述容器网络拓扑的参数，实现容器链路参数仿真。
[0011]其中，所述方法还包括：基于带内遥测技术提取所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标。
[0012]其中，基于带内遥测技术提取所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标的步骤，包括：基于所述性能指标定义遥测参数；遍历所述链路中的所有交换节点，每一所述交换节点对应生成一条元数据，所述元数据包括一组遥测参数；遍历至最后一个交换节点时，得到所有交换节点对应的元数据并生成INT数据包；依次利用第一方式、第二方式和第三方式对所述INT数据包进行反序列化；判断反序列化后的数据包是否包含INT头部；如果包含，则对对应的数据包进行解析，得到链路和所述链路中的交换节点的遥测参数，并存储；所述遥测参数表示链路和所述链路中的交换节点的性能指标。
[0013]其中，所述方法还包括：基于数据库中的遥测参数对所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标进行可视化监控。
[0014]本申请的低轨卫星网络仿真平台以及仿真方法，模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网络场景映射出包括容器数量以及容器连接关系的拓扑信息；基于所述拓扑信息控制所述计算单元生成容器网络拓扑。容器通过配置虚拟化方式就可以实现异构特性，因为容器具有良好的隔离性，并且他占有资源很少，所有可以在有限的物理资源平台上实现大规模部署，相比于现有自建卫星网络仿真平台，本专利技术所建仿真平台利用Mininet工具管理平台节点资源，外部挂载Docker容器模拟卫星节点，降低了平台部署的复杂度与冗余度，提升了平台的可用性与规模的可扩展性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术提供的低轨卫星网络仿真平台的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术提供的低轨卫星网络仿真方法的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行详细说明。有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的技术方案加以限制。
[0018]请参见图1，图1为本专利技术提供的低轨卫星网络仿真平台的结构示意图。本申请的仿真平台包括模拟单元(即图1所示的模拟节点)、控制单元(即图1所示的控制节点)和计算单元(即图1所示的计算节点)。其中，模拟单元用于模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网络场景映射出包括容器数量以及容器连接关系的拓扑信息。控制单元用于基于所述拓扑信息控制所述计算单元生成容器网络拓扑。
[0019]在一实施例中，模拟单元包括：STK卫星仿真模块和MATLAB仿真模块，STK卫星仿真模块用于模拟卫星网络场景；MATLAB仿真模块用于基于模拟的所述卫星网络场景映射出卫星网络拓扑。
[0020]在一实施例中，所述MATLAB仿真模块包括：拓扑映射模块和链路参数映射模块。拓
扑映射模块用于基于模拟的所述卫星网络场景映射出卫星网络拓扑；链路参数映射模块用于基于卫星链路的无线通信参数生成容器链路状态信息；所述控制单元基于所述卫星网络拓扑控制所述计算单元根据所述容器链路状态信息调整所述容器网络拓扑的参数，实现容器链路参数仿真。
[0021]在一实施例中，所述计算单元包括：链路参数控制模块和带内网络遥测模块。链路参数控制模块，用于根据所述容器链路状态信息调整所述容器网络拓扑的参数，实现容器链路参数仿真；带内网络遥测模块用于基于带内遥测技术提取所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标。
[0022]具体的，带内网络遥测模块基于所述性能指标定义遥测参数遍历所述链路中的所有交换节点，每一所述交换节点对应生成一条元数据，所述元数据包括一组遥测参数；遍历至最后一个交换节点时，得到所有交换节点对应的元数据并生成INT数据包；依次利用第一方式、第二方式和第三方式对所述INT数据包进行反序列化；判断反序列化后的数据包是否包含INT头部；如果包含，则对对应的数据包进行解析，得到链路和所述链路中的交换节点的遥测参数，并存储。
[0023]在一实施例中，所述控制单元包括：网络控制模块和状态监控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星网络仿真平台，其特征在于，包括：模拟单元，用于模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网络场景映射出包括容器数量以及容器连接关系的拓扑信息；控制单元以及计算单元，所述控制单元用于基于所述拓扑信息控制所述计算单元生成容器网络拓扑。2.根据权利要求1所述的仿真平台，其特征在于，所述模拟单元包括：STK卫星仿真模块，用于模拟卫星网络场景；MATLAB仿真模块，用于基于模拟的所述卫星网络场景映射出卫星网络拓扑。3.根据权利要求2所述的仿真平台，其特征在于，所述MATLAB仿真模块包括：拓扑映射模块，用于基于模拟的所述卫星网络场景映射出卫星网络拓扑；链路参数映射模块，用于基于卫星链路的无线通信参数生成容器链路状态信息。4.根据权利要求3所述的仿真平台，其特征在于，所述计算单元包括：链路参数控制模块，用于根据所述容器链路状态信息调整所述容器网络拓扑的参数，实现容器链路参数仿真；带内网络遥测模块，用于基于带内遥测技术提取所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标。5.根据权利要求4所述的仿真平台，其特征在于，所述控制单元包括：网络控制模块，用于基于所述卫星网络拓扑控制所述计算单元基于所述容器链路状态信息生成容器网络拓扑；状态监控模块，用于基于数据库中的遥测参数对所述容器网络拓扑中的链路和所述链路中的交换节点的性能指标进行可视化监控。6.一种低轨卫星网络仿真方法，其特征在于，包括：模拟卫星网络场景，并基于模拟的所述卫星网...

【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏，毕靖，李毅，相征，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：