空间卫星网络模拟系统及方法与流程

本发明涉及卫星通信，尤其涉及一种空间卫星网络模拟系统及方法。

背景技术：

1、相关技术中，一般基于裸机服务器搭建卫星验证平台，需要关注底层物理基础层(underlay)组网，且需要对连接服务器的物理交换机进行网络配置隔离，使得组网具有一定的配置复杂度，尤其当模拟大星座卫星网络时，需要的物理服务器数目较多(例如10000颗卫星的逼真模拟至少需要数十台服务器)，如果服务器故障或宕机，没有很好的服务器资源和状态监测手段，将会增加环境维护难度，卫星网络验证平台环境搭建效率将降低。如何高效地模拟大星座卫星网络是目前业界亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种空间卫星网络模拟系统及方法。

2、第一方面，本发明提供一种空间卫星网络模拟系统，包括：验证平台云主机、至少两个卫星节点云主机、地面站云主机、终端云主机和多个业务网络，所述验证平台云主机用于监控空间卫星网络的业务功能，所述卫星节点云主机用于模拟卫星，所述地面站云主机用于模拟地面站，所述终端云主机用于模拟终端；

3、所述业务网络为基于多播模式的虚拟扩展局域网vxlan，各个业务网络对应的vxlan网络标识符不相同；

4、所述多个业务网络包括用于所述验证平台云主机和所述卫星节点云主机中卫星节点之间互通的第一业务网络、用于跨云主机卫星节点之间互通的第二业务网络、用于所述地面站云主机中地面站节点与所述卫星节点云主机中卫星节点之间互通的第三业务网络和用于所述终端云主机中终端节点与所述卫星节点云主机中卫星节点之间互通的第四业务网络。

5、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟系统，所述空间卫星网络模拟系统中的云主机包括多个网卡和多个虚拟交换机，所述多个网卡包括用于连接所述第一业务网络的第一网卡、用于连接所述第二业务网络的第二网卡、用于连接所述第三业务网络的第三网卡和用于连接所述第四业务网络的第四网卡；

6、所述虚拟交换机用于挂载云主机中节点的网络接口，所述多个虚拟交换机包括第一虚拟交换机、第二虚拟交换机、第三虚拟交换机和第四虚拟交换机，所述第一虚拟交换机上绑定有所述第一网卡的vxlan接口，所述第二虚拟交换机上绑定有所述第二网卡的vxlan接口，所述第三虚拟交换机上绑定有所述第三网卡的vxlan接口，所述第四虚拟交换机上绑定有所述第四网卡的vxlan接口。

7、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟系统，所述卫星节点云主机包括多个卫星节点；

8、所述卫星节点包括挂载在第一虚拟交换机上的网络接口、挂载在第二虚拟交换机上的网络接口、挂载在第三虚拟交换机上的网络接口、和挂载在第四虚拟交换机上的网络接口；

9、卫星节点云主机中各个卫星节点之间通过星间链路互通。

10、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟系统，所述地面站云主机包括多个地面站节点；

11、所述地面站节点包括挂载在第一虚拟交换机上的网络接口和挂载在第三虚拟交换机上的网络接口；

12、所述地面站节点通过所述第一虚拟交换机与所述验证平台云主机通信连接，所述地面站节点通过所述第三虚拟交换机与所述卫星节点通信连接。

13、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟系统，所述终端云主机包括多个终端节点；

14、所述终端节点包括挂载在第一虚拟交换机上的网络接口和挂载在第四虚拟交换机上的网络接口；

15、所述终端节点通过所述第一虚拟交换机与所述验证平台云主机通信连接，所述终端节点通过所述第四虚拟交换机与所述卫星节点通信连接。

16、第二方面，本发明还提供一种空间卫星网络模拟方法，应用于如上述任意一种所述空间卫星网络模拟系统，所述方法包括：

17、针对所述地面站云主机中的各个地面站节点，通过所述验证平台云主机配置所述地面站节点的第一接口，所述第一接口的接口类型为成对虚拟网络设备接口veth pair，所述第一接口的对端挂载在地面站云主机的第三虚拟交换机上，所述第三虚拟交换机用于地面站节点和卫星节点之间互通，各个地面站节点的第一接口对应不同的虚拟局域网vlan；

18、针对所述卫星节点云主机中的各个卫星节点，通过所述验证平台云主机确定所述卫星节点所连接的地面站节点，以及配置所述卫星节点的第二接口，所述第二接口的类型为veth pair，所述第二接口的对端挂载在卫星节点云主机的第三虚拟交换机上，所述卫星节点的第二接口对应的vlan与所述卫星节点所连接的地面站节点对应的vlan相同。

19、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟方法，针对所述卫星节点云主机中的各个卫星节点，通过所述验证平台云主机确定所述卫星节点所连接的地面站节点，以及配置所述卫星节点的第二接口，包括：

20、通过定时读取预设星座模型文件的方式，判断第一卫星节点所连接的地面站节点是否发生变化，所述第一卫星节点为所述卫星节点云主机中任意一个卫星节点；

21、在确定所述第一卫星节点所连接的地面站节点发生变化的情况下，确定所述第一卫星节点所连接的目标地面站节点，并更新所述第一卫星节点的第二接口对应的vlan为所述目标地面站节点对应的vlan。

22、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟方法，在针对所述地面站云主机中的各个地面站节点，通过所述验证平台云主机配置所述地面站节点的第一接口之后，还包括：

23、针对卫星节点云主机中的各个卫星节点，通过所述验证平台云主机将星地链路入向网络参数配置在卫星节点的第二接口的对端虚拟网卡上。

24、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟方法，在针对所述地面站云主机中的各个地面站节点，通过所述验证平台云主机配置所述地面站节点的第一接口之后，还包括：

25、通过所述验证平台云主机在第一终端节点和第二卫星节点之间，创建第一通用路由封装gre隧道，以及在第二终端节点和第三卫星节点之间创建第二通用路由封装gre隧道；

26、通过所述验证平台云主机控制网络测试工具执行测试任务，所述网络测试工具用于基于所述第一通用路由封装gre隧道和所述第二通用路由封装gre隧道，测试卫星网络端到端通信性能；

27、所述第一终端节点与所述第三卫星节点通过第四业务网络通信连接，所述第二终端节点与所述第二卫星节点通过第四业务网络通信连接。

28、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟方法，所述网络测试工具包括ping打流工具，所述通过所述验证平台云主机控制网络测试工具执行测试任务，包括：

29、通过所述验证平台云主机控制所述ping打流工具执行延时性测试任务和/或连通性测试任务。

30、可选地，根据本发明提供的一种空间卫星网络模拟方法，所述网络测试工具包括iperf打流工具，所述通过所述验证平台云主机控制网络测试工具执行测试任务，包括：

31、通过所述验证平台云主机控制iperf打流工具执行吞吐性能测试任务。

32、本发明提供的空间卫星网络模拟系统及方法，通过基于云主机搭建模拟系统，可以使用卫星节点云主机模拟卫星，使用地面站云主机模拟地面站，使用终端云主机模拟终端，卫星节点云主机中卫星节点可以通过第一业务网络与验证平台云主机通信，一台卫星节点云主机中卫星节点可以通过第二业务网络与另外一台卫星节点云主机中卫星节点通信，卫星节点云主机中卫星节点可以通过第三业务网络与地面站云主机中地面站节点通信，卫星节点云主机中卫星节点可以通过第四业务网络与终端云主机中终端节点通信，各个业务网络对应的vxlan网络标识符不相同，以隔离各类通信业务，该系统能够模拟实际空间卫星网络的各类通信场景，使用验证平台云主机可以对模拟的空间卫星网络的各项业务功能进行监控，以获取监测数据，实现高效地模拟大星座卫星网络，能够提高模拟的逼真度。