一种基于Docker的卫星网络仿真方法及平台技术

本发明专利技术提供一种基于Docker的卫星网络仿真方法及平台，涉及卫星网络技术领域。本发明专利技术平台包括仿真场景管控模块、虚拟节点管控模块、网络链路管控模块、场景及核心指标展示模块四个部分，分别负责仿真场景管控，虚拟节点管控，网络链路管控，场景及仿真数据展示，实验者通过设置卫星通信组网场景配置文件，文件中包含通信场景，通信节点配置，链路拓扑关系，通信业务部署等若干信息。本发明专利技术具有很高的效率和拓展性，能够应对大规模的卫星网络仿真，并能真实反映卫星网络高动态性和长延迟性。本发明专利技术充分利用容器技术实现节点和链路的快速部署，还利用SDN技术实现卫星链路的通断控制，增加仿真试验的真实性，并可使场景展示和试验结果更加直观易懂。果更加直观易懂。果更加直观易懂。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Docker的卫星网络仿真方法及平台


[0001]本专利技术涉及卫星网络
，特别是指一种基于Docker的卫星网络仿真方法及平台。

技术介绍

[0002]目前，卫星网络已经成为发展的重点以及未来6G网络的必要组成部分。由于低轨卫星网络领域尚处于起步阶段，各种通信和组网测试无法进行实际测试或者测试成本太高，故，现有技术中亟需一种网络模拟方案，已发现卫星网络研发中存在的问题。另外，基于Docker的容器技术发展目前较为成熟，其轻量级、部署灵活、网络模拟功能强大等特征也大大符合卫星网络特征，可以进行快速的准确的卫星网络模拟，并且具有较好的可扩展性。但是，现有技术中还没有基于Docker的卫星网络仿真技术。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提出一种基于Docker的卫星网络仿真方法及平台，可以针对不同的卫星网络类型、卫星节点类型、组网协议体制、通信场景等进行网络模拟和测试，实现对于新型网络架构、网络协议、路由算法、资源调度算法等的评估。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Docker的卫星网络仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：构建卫星网络仿真平台，将卫星网络仿真平台分为仿真场景管控模块、虚拟节点管控模块、网络链路管控模块、场景及核心指标展示模块四个部分，分别负责实验场景的配置、卫星节点的虚拟化与管控、网络拓扑管控以及场景与核心指标的展示；通过仿真场景管控模块读入场景配置文件，获取场景基本配置、节点配置、链路配置以及业务配置信息，依据节点配置和业务配置信息，利用虚拟节点管控模块建立与卫星网络中的通信节点相对应的虚拟节点，依据场景基本配置与链路配置信息，利用网络链路管控模块进行链路的通断控制，并依据网络链路管控模块返回的数值结果在场景及核心指标展示模块中进行展示。2.根据权利要求1所述的一种基于Docker的卫星网络仿真方法，其特征在于，所述的仿真场景管控模块用于实现以下功能：场景播放速度管理：负责场景播放速度的管理，将仿真时间流逝速度设置为时间正常流逝速度的倍数，依据播放速度的倍数设置，向网络链路管控模块和场景及核心指标展示模块发送倍数参数，用于调整链路延迟和数据延迟；网络拓扑参数配置：负责对卫星网络的组成和拓扑关系进行设置，对卫星轨道参数、地面通信节点位置参数、空中飞行器位置速度参数进行设置；通信组网参数配置：负责通信参数与组网体制的设置，对通信频率、功率、天线类型、增益、编码体制参数，以及链路层、网络层的网络协议体系参数进行设置，并将参数发送至网络链路管控模块；事件处理服务：负责对各类错误事件以及随机事件的处理。3.根据权利要求1所述的一种基于Docker的卫星网络仿真方法，其特征在于，所述的虚拟节点管控模块用于实现以下功能：虚拟节点镜像管理服务：依据卫星节点类型，利用不同基础镜像加载不同通信组网特征的能力，打包成Docker镜像，并存入本地私有镜像库，由虚拟节点管控模块进行管理；虚拟节点创建：仿真场景管控模块向虚拟节点管控模块下达虚拟节点创建指令时，虚拟节点管控模块依据节点类型，从本地私有镜像库找到指定镜像类型，将其载入，并将其所在网络信息交给网络链路管控模块进行构建，若本地私有镜像库没有找到指定类型，将报告错误信息至仿真场景管控模块，以备新建镜像或更正节点类型；虚拟节点删除：仿真场景管控模块向虚拟节点管控模块下达虚拟节点删除指令时，虚拟节点管控模块依据节点标识信息，从本地虚拟节点信息列表中找到指定的虚拟节点，并将其删除；若本地虚拟节点列表中没有找到指定的虚拟节点，则将报告错误信息发送至仿真场景管控模块。4.根据权利要求1所述的一种基于Docker的卫星网络仿真方法，其特征在于，所述的网络链路管控模块用于实现以下功能：链路性能参数计算：负责卫星间链路性能参数计算，依据星间距离和场景播放速度计算出仿真传播延迟，依据通信频率、功率、收发天线参数、传输距离、编码体制计算出误码率；网络链路连接：负责卫星间连接关系的确立，为同轨相邻卫星和异轨相邻卫星建立通信链路；
链路通断控制：负责卫星间链路通断控制，依据卫星运行规律，当星间链路建立的条件不成立时，断开连接，当星间链路建立的条件成立时，重新建立连接，向SDN路由器下发链路通断指令；链路性能参数设置：负责卫星间链路性能参数设置，利用链路性能参数计算的结果，包括带宽、延迟和误码率参数，对指定链路进行设置。5.根据权利要求4所述的一种基于Docker的卫星网络仿真方法，其特征在于，所述的网络链路管控模块中，网络链路连接的具体方式如下：获取需要建立连接的虚拟节点对，获取其IP地址、虚拟端口地址信息；利用iptables和静态路由表，建立对应虚拟节点对的连接关系；链路性能参数计算的具体方式为：链路延迟计算，计算链路通信距离与光速的比值，获得链路单程链路传输延迟；仿真带宽修正，对于场景设计带宽超过仿真带宽的情况，将链路带宽设置为仿真带宽，并获取带宽修正参数＝场景设计带宽/仿真带宽；仿真延迟修正，依据场景播放速度，将仿真延迟设置成：链路单程链路传输延迟/(场景播放速度*带宽修正参数)；仿真延迟序列生成，对于由异轨星间距离不断变化而导致的网络延迟，按照仿真精度，设置为每10ms间隔的仿真延迟序列；链路性能参数设置的具体方式为：利用链路仿真延迟序列及其相应的持续时间，采用pum...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鹏，宋瑞良，李捷，郑翔，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：