一种面向大规模网络虚拟化仿真的拓扑描述方法

1.本发明涉及网络仿真领域，更具体地说，涉及一种面向大规模网络虚拟化仿真的拓扑描述方法。


背景技术：

2.随着网络技术的快速发展，网络用户越来越多，其规模也跟着扩大。网络日渐多元化，这也催生出各种新的网络架构和协议使其不断完善。相关从业人员需要厘清这些复杂的架构和协议，对网络进行优化，从而实现降低搭建和运营网络的成本、提高用户的满意度、降低资源浪费等目的，大规模网络仿真技术应运而生。而大规模网络仿真场景涉及到的元素众多，且元素有很多相似之处，有大量的数据需要管理，与此同时，需要开发的大规模网络仿真场景数量也越来越多。
3.经历多次发展与变革，数字仿真、虚拟化、实物床与数字仿真融合技术已成为构建虚拟目标网络的热点技术。数字仿真是用来评价网络协议、研究网络行为的关键手段，为提高网络仿真的效率，目前常用的方法有三种：改进仿真软件自身、网络仿真并行化和简化仿真模型。虚拟化技术包括依托计算环境固有的拓扑以及性能，和面向集群计算环境两个方面的网络构建。而实物测试床与数字仿真融合技术综合了实物测试床与数字仿真的各自优点，可有效兼顾评估平台的性能与逼真度，但缺乏对虚实链路的任意灵活构建与无缝重构的考虑。基于数字仿真和虚拟化技术国内外已经研究并开发出多种网络仿真软件和平台，即离散事件驱动的仿真软件和网络虚拟化仿真软件以及基于openstack的混合仿真平台，这些软件和平台通过搭建网络模型，模拟网络资源分配、业务处理与传输及交换等过程，使专业人员根据仿真结果来验证算法性能，或以较低的成本获取网络性能的影响因素和可优化参数，从而最大程度地提高网络设计、运营与优化的效能，实现风险最小化、收益最大化及资源利用合理化等目标。但是不同的网络仿真软件具有不同的场景建模机制，且本身缺少网络拓扑描述语言或是其语言仅适用于自身，这就导致其扩展性差且增大了对比测试的难度，开发人员难以开发可扩展的仿真系统，用户则需要花费大量的时间成本学习了解。


技术实现要素：

4.1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种面向大规模网络虚拟化仿真的拓扑描述方法，它将复杂的大规模网络拓扑划分，并从中抽象出关键元素，形成一套网络拓扑描述规范，规范中包含多个描述部分，用于分类管理网络中不同类型的要素；每个描述部分又包含多个参数，有利于网络的详细描述。
5.2．技术方案为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
6.一种面向大规模网络虚拟化仿真的拓扑描述方法，包括以下步骤：s1、将大规模虚拟化仿真网络拓扑划分为主要部分和次要部分；
s2、获取大规模网络主要部分中各节点的参数数据；s3、获取大规模网络主要部分中各链路的参数数据；s4、获取大规模网络中次要部分的参数数据；s5、根据所述参数数据将该大规模网络按规范描述。
7.进一步的，s1中，所述主要部分为在仿真中重要的、需要监测管理的网络部分，要将其详细描述，所述次要部分为在仿真中不重要的、无需监测管理的网络部分，只需简单提及。
8.进一步的，s2中，所述节点参数部分包括节点配置参数、节点接口参数和节点协议参数中的一种或几种。
9.进一步的，所述节点配置参数部分包括以下的一种或几种：节点id、节点类型、节点模板、节点延迟、节点名称、节点以太网接口数量、默认接口、节点ram值、节点nvram值、节点串行接口数量、节点cpu值、节点cpu限制和节点状态。
10.进一步的，所述节点ram值和节点nvram值的节点均有预设的ram值，用于存放镜像文件，且均有预设的nvram值，用于存放配置文件。
11.进一步的，所述节点接口参数部分包括接口id、接口名称、接口类型、接口网络id、接口速度、丢包率和缓冲区大小中的一种或几种。
12.进一步的，所述节点协议参数部分包括协议类型、开始时间、是否产生输出信息、传输数据量大小和响应数据包大小中的一种或几种。
13.进一步的，所述开始时间包括节点开始发送数据包的时间。
14.进一步的，s3中，所述链路参数部分包括链路id、链路类型、链路名称、链路标签、链路起始端点、链路目的端点和链路延迟中的一种或几种。
15.进一步的，s4中，所述次要部分参数数据包括边缘路由信息、次要部分路由信息中的一种或几种。
16.3．有益效果相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明从复杂的大规模网络拓扑中抽象出关键元素，形成一套网络拓扑描述规范，规范中包含多个描述部分，用于分类管理网络中不同类型的要素；每个描述部分又包含多个参数，有利于网络的详细描述，大部分大规模网络虚拟化仿真场景都能使用这套规范进行描述，帮助开发人员高效灵活地部署各种场景，同时帮助用户降低学习成本。
附图说明
17.图1为本发明的一种面向大规模网络虚拟化仿真的拓扑描述方法总体流程图；图2为本发明的描述方法的标准化模板类json文件样例的截图；图3为本发明的描述方法的具体实施案例的拓扑图；图4为本发明的描述方法的具体实施案例的拓扑描述语言的截图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于
本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.实施例1：请参阅图1，一种面向大规模网络虚拟化仿真的拓扑描述方法，包括以下步骤：s1、将大规模虚拟化仿真网络拓扑划分为主要部分和次要部分；根据本发明实施方式，大规模虚拟化仿真网络包含大量的节点和链路，根据其在实验或仿真中不同的重要程度将整片网络划分为主要部分和次要部分，在详细描述网络的同时合理分配资源，所述主要部分为在仿真中重要的、需要监测管理的网络部分，要将其详细描述，所述次要部分为在仿真中不重要的、无需监测管理的网络部分，只需简单提及。
22.s2、获取大规模网络主要部分中各节点的参数数据；s3、获取大规模网络主要部分中各链路的参数数据；根据本发明实施方式，大规模网络中的主要部分需要详细描述，其参数数据包括节点参数和链路参数，大规模虚拟化仿真网络是一个非常复杂的模型，包含了大量节点和链路，这就需要将仿真网络中的所有节点和链路数据化，抽象出其参数数据。
23.s4、获取大规模网络中次要部分的参数数据；根据本发明实施方式，大规模网络中的次要部分为该次实验或仿真中不重要的部分，无需监测管理，简单记录其边缘路由信息和整片网络的路由信息即可，这两个参数也可以省略。
24.s5、根据所述参数数据将该大规模网络按规范描述。
25.本发明根据网元参数数据对大规模网络进行规范描述，方便开发人员对于网络拓扑的开发管理；当网络拓扑变换、出现网元的增删改时，可以根据该规范直接进行扩展，轻松地创建各种不同的场景，更快、更灵活地创建新拓扑。
26.标准化模板类json文件样例详细地说明了网络的描述规范。所述网元参数数据包括：节点参数数据、链路参数数据和次要部分参数数据，其中net即为要描述的整个大规模网络拓扑，nodes中包含大规模网络中主要部分的所有节点参数数据，links中包含大规模网络中主要部分的所有链路参数数据，secondary中包含大规模网络中次要部分的所有参数数据。
27.节点参数数据包括以下的一种或几种：节点配置参数、节点接口参数和节点协议参数，图2中conf部分即为节点配置参数部分，interface部分即为节点接口参数部分，
protocol部分即为节点协议参数部分。
28.链路参数部分包括以下一种或几种：链路id、链路类型、链路名称、链路标签、链路起始端点、链路目的端点和链路延迟。
29.次要部分的所有参数数据包括以下的一种或几种：边缘路由信息、次要部分路由信息。
30.节点配置参数部分包含以下一种或几种：节点id、节点类型，即节点用的何种类型的镜像、节点模板、节点延迟，即节点的启动时间、节点名称、节点以太网接口数量、默认接口、节点ram值，以mb为单位，存放镜像文件、节点nvram值，以kb为单位，存放配置文件、节点串行接口数量、节点cpu值、节点cpu限制和节点状态，确认节点是否保持启动状态。
31.节点接口参数部分包括以下的一种或几种：接口id、接口名称、接口类型、接口网络id、接口速度，以b/s为单位、丢包率和缓冲区大小。
32.节点协议参数部分包括以下的一种或几种：协议类型、开始时间，即节点开始发送数据包的时间、是否产生输出信息、传输数据量大小和响应数据包大小。
33.表1给出了大规模网络描述各网元参数的规范：表1
参照图3和图4，给出了本发明提出的网络拓扑描述方法的应用部署实例，其中图3为所要描述的基础网络拓扑案例，图4中的（a）和（b）为其完整的描述语言。
34.以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。