网络仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分布式架构的网络仿真系统，包括管理服务器和多个节点服务器，本系统先将交换机及终端等仿真资源分布式解耦到各仿真节点服务器上，然后在用户需要调度使用仿真资源时又将仿真资源进行分布式耦合，使得本网络仿真系统具有相当程度的扩展性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
网络仿真系统
本专利技术涉及网络
，特别是涉及一种网络仿真系统。
技术介绍
随着网络技术的发展，研究人员不断开发出新的网络协议、算法和应用，以适应日渐增长的网络通信需求。然而由于网络的不可控、易变和不可预测等特性的存在，给新的网络方案的验证、分析和比较带来了极大的困难。在这种情况下网络模拟仿真技术作为一种新的网络设计和规划技术，为网络研究提供了方便高效的验证和分析工具。网络模拟仿真技术是指通过构造可控、可重现网络状态的虚拟网络环境进行网络行为仿真，从而获得网络设计和优化所需要的网络特性参数，并观察特定网络行为的一种技术，同时也是一种降低网络建设、运维及测试风险的可靠技术，其中虚拟网络环境中包括网络设备、链路和协议模型等。模拟仿真技术的发展也衍生了众多的模拟仿真工具，这些模拟仿真工具为网络仿真、分析及研究带来了新的血液，但这些模拟仿真工具几乎都局限于单台计算机上，如下列出的主流的单机模拟仿真工具。1)OPNETOPNET是一款优秀的、大型的、商业化的计算机网络仿真和建模工具，它结合了基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法，采用层次性的模拟方式，支持面向对象的建模方式，并提供图形化的编辑界面以便用户操作，它强大的功能和全面性几乎可以模拟任何网络设备如支持各种网络技术，它为客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理提供全方位的支持。此款工具可运行在Unix、Solaris及Windows等操作系统上。2)QualNetQualNet是一种应用于无线、有线、混合网络的快速而精确的动态开发、仿真系统。其具备高速并行运算能力，具备良好的可扩展性，并且完全忠实于实际网络的体系结构及协议，为真实网络提供一个较好的评估平台。此款工具可运行在Linux、Windows及Mac等操作系统上。3)NS2NS2是一个由UCBerkeley开发的用于仿真各种IP网络的、优秀的仿真软件，它是一个可扩展的、易配置的、可编程的离散事件驱动的模拟器，网络模型库包括拓扑模型、流量模拟和协议模型等，为了兼顾效率和运行速度，NS2采用了C++和OTcl（ObjectTCL）两种面向对象的程序语言。NS2定义了相关的模块用于记录模拟的结果，提供Xgraph用以图形化的方式显示模拟结果，Nam（NetworkAnimator）用来动态展示模拟场景的动画效果。此款工具主要运行于Unix、Linux及Windows等操作系统上。上述几种模拟仿真工具主要是面向研究人员，很少面向运维人员，因此为了方便研究人员使用，一般都局限于单台计算机上。虽然单机模拟仿真工具提供了丰富的高级语言接口和仿真模型库，使得其具有较好的方便性和灵活性，但依然存在不足之处：1)规模方面：当前OPNET、QualNet及NS2等模拟仿真工具几乎都运行于单台计算机上，因此仿真性能完全受限于此台计算机，在进行大规模仿真实验的情况下，仿真分析必将大打折扣，同样由于单台计算机的限制，使得当前的仿真系统在扩展性及可靠性方面受到极大的限制；2)用户入门方面：OPNET及QualNet都是商业软件，单单产品本身的价格就十分昂贵，此外相关模块还需额外购买，另外这两款产品主要面向专业人士，普通用户入门很难，虽然提供图形用户界面，但终究无法让普通用户快速上手；而NS2虽然是开源免费的工具，但却未为用户提供必要的图形化界面，导致用户需要了解各命令行的含义及使用方法，因此导致用户同样面临较难上手的问题；3)与外界网络的通信方面：OPNET及QualNet不能与外界真实网络直接通信，必须通过半实物接口进行仿真数据包与真实数据包的转换，完成虚拟IP和真实IP的映射，而NS2则不能同外部真实网络通信。网络仿真任务，例如数据网的仿真任务，在计算量方面的需求越来越大，单台计算机的计算能力已经无法满足仿真要求。
技术实现思路
基于上述情况，本专利技术提出了一种网络仿真系统，以适用于普通用户入门、并能搭建大规模网络环境。一种网络仿真系统，包括管理服务器和多个节点服务器；所述管理服务器分别与每个节点服务器相连；所述管理服务器，用于根据待仿真网络的拓扑图，调用多个所述节点服务器的资源，创建所述拓扑图中节点的资源模型，利用创建的资源模型搭建待仿真网络。本专利技术的网络仿真系统，基于分布式网络架构，能够充分利用多台计算机资源并具有处理效果好、网络重构能力强、易使用等优点。附图说明图1为本专利技术网络仿真系统的结构示意图；图2为本专利技术网络仿真系统的架构图；图3为数据网仿真系统硬件架构图；图4为数据网仿真系统流程示意图；图5为数据网仿真系统中管理服务器的资源部署流程示意图；图6为在数据网仿真系统上加载仿真实验的流程示意图；图7为数据网仿真系统中流量模型的构造流程示意图；图8为数据网仿真系统中故障模型的构造流程示意图；图9为数据网仿真系统中路由分析流程示意图；图10为数据网仿真系统中配置分析流程示意图；图11采用本专利技术网络仿真系统进行故障分析的流程示意图；图12采用本专利技术网络仿真系统进行配置分析的流程示意图；图13采用本专利技术网络仿真系统进行路由分析的流程示意图.具体实施方式本专利技术的总体目标是以分布式网络架构为核心，设计一个能充分利用网络中现有计算资源并将多台计算机资源耦合起来，架设一套适用于普通用户入门、并能搭建大规模实验环境的分布式网络仿真系统，此外本系统还能为用户提供各种行为分析，帮助用户对现有网络进行升级、改造、测试等。本专利技术的网络仿真系统，如图1所示，包括管理服务器和多个节点服务器。所述管理服务器分别与每个节点服务器相连，用于根据待仿真网络的拓扑图，调用多个所述节点服务器的资源，创建所述拓扑图中节点的资源模型，利用创建的资源模型搭建待仿真网络。作为一个优选的实施例，本系统还可以包括第一交换机和第二交换机。所述第一交换机一端连接所述管理服务器，一端分别连接每个所述节点服务器，所述管理服务器通过所述第一交换机访问每个所述节点服务器；所述第二交换机一端连接所述管理服务器，一端连接用户的计算机及管理员的计算机，用户的计算机及管理员的计算机通过所述第二交换机访问所述管理服务器。作为一个优选的实施例，所述管理服务器，还用于将仿真结果发送至用户的计算机及管理员的计算机。作为一个优选的实施例，所述管理服务器，还用于对所搭建的待仿真网络中的资源模型进行相应配置，根据用户设定的参数，设置所搭建待仿真网络的流量模型和故障模型。作为一个优选的实施例，所述管理服务器，还用于对所述流量模型和故障模型进行分析。作为一个优选的实施例，所述分析包括路由分析、流量分析、配置合规性分析和故障分析。作为一个优选的实施例，所述管理服务器还用于调用自身资源，创建所述拓扑图中节点的模型，利用创建的模型搭建待仿真网络。作为一个优选的实施例，所述管理服务器对所述终端进行的配置为FTP、HTTP和POP3协议配置，对所述路由器和交换机进行的配置为BGP、OSPF和NTP协议配置，对所述链路进行的配置为带宽配置。作为一个优选的实施例，所述故障模型包括路由故障模型、接口故障模型和整体链路故障模型。作为一个优选的实施例，所述管理服务器还用于根据每个所述节点服务器的资源状况，进行资源调用的部署。本专利技术的总体架构可分为分布式硬件资源池、资源管理层、仿真及分析层、仿真功能展现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络仿真系统，其特征在于，包括管理服务器和多个节点服务器；所述管理服务器分别与每个节点服务器相连；所述管理服务器，用于根据待仿真网络的拓扑图，调用多个所述节点服务器的资源，创建所述拓扑图中节点的资源模型，利用创建的资源模型搭建待仿真网络。

【技术特征摘要】
1.一种网络仿真系统，其特征在于，包括管理服务器、多个节点服务器、第一交换机和第二交换机；所述管理服务器分别与每个节点服务器相连，所述第一交换机一端连接所述管理服务器，一端分别连接每个所述节点服务器，所述管理服务器通过所述第一交换机访问每个所述节点服务器，所述第二交换机一端连接所述管理服务器，一端连接用户的计算机及管理员的计算机，用户的计算机及管理员的计算机通过所述第二交换机访问所述管理服务器；所述管理服务器，用于根据待仿真网络的拓扑图，调用多个所述节点服务器的资源，创建所述拓扑图中节点的资源模型，利用创建的资源模型搭建待仿真网络；所述管理服务器创建的资源模型包括终端、路由器、交换机和链路。2.根据权利要求1所述的网络仿真系统，其特征在于，所述管理服务器，还用于将仿真结果发送至用户的计算机及管理员的计算机。3.根据权利要求1或2所述的网络仿真系统，其特征在于，所述管理服务器，还用于对所搭建的待仿真网络中的资源模型进行相应配置，根据用户设定的参数，设...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪莹，何杰，廖子熙，郭苑灵，刘友好，赖群，张正峰，刘新展，蒋康明，
申请(专利权)人：广东电网公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：