一种基于数据镜像的网络优化方法、系统及电子设备与流程

本技术涉及网络通信优化，具体是一种基于数据镜像的网络优化方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、在通信网络领域，数字孪生的应用基础研究较早，在互联网中常采用先网络仿真设计，后布设网络设备设施的方案来建设企业和地方网络，早期的网络仿真系统有cisco公司使用qt开发的packet tracer软件、华为公司的ensp软件、h3c的h3c cloud lab软件等。

2、另一方面，网络优化是指通过各种硬件或软件技术使网络性能达到需要的最佳平衡点。

3、传统的网络优化多是基于网络的实时状态进行适应性针对性的改变，但是，传统的优化方式，无法及时地做出相应的优化方案，因此，存在较大的滞后性，网络优化效果较差。因此，亟需一种能够及时响应进行网络优化的技术。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种基于数据镜像的网络优化方法、系统及电子设备，以解决上述背景中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术公开了以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种基于数据镜像的网络优化方法，该方法包括以下步骤：

4、基于数字孪生的通用架构、硬件设备组和网络数据类型建立数据镜像模型；所述数据镜像模型包括：用于采集硬件设备产生的网络数据的感知层，用于对接收到的网络数据进行边缘计算的边缘计算层，用于基于边缘计算后的数据进行建模的数据孪生层，以及用于对建模和仿真结果进行展示和人机交互的交互层；

5、基于硬件设备组中各硬件设备及其对应的网络数据构建对应于每一个硬件设备的虚拟负载数据；

6、将所述虚拟负载数据上传至所述数据孪生层，所述数据孪生层将所述硬件设备组的实体路由表转换为虚拟路由表，并基于虚拟路由表对所述虚拟负载数据进行网络运行仿真并生成仿真结果；

7、基于所述数据孪生层的仿真结果，调整所述硬件设备组的中各个硬件设备的实体路由数据，并在硬件设备产生相应的虚拟负载数据时切换为对应的实体路由数据进行网络通信。

8、作为优选，所述的基于硬件设备和网络数据构建虚拟负载数据，具体包括：

9、所述边缘计算层对硬件设备的网络数据进行解析，获取硬件设备的ip数据报文及网络数据和流量；

10、对网络数据进行数据段解析，获取一段完整的网络数据内容及其对应的网络流量；

11、按照预设的关键词对所述网络数据内容进行遍历，获取网络数据内容的内容必须项，所述内容必须项包括至少一个数据特征；其中，所述内容必须项表示在其出现时对应的网络数据内容随之出现；

12、将所述内容必须项与对应的网络流量值进行打包形成网络事件包；

13、选择任意一个网络事件包进行数据填充后生成所述虚拟负载数据。

14、作为优选，所述的网络运行仿真并生成仿真结果，具体包括：

15、所述数据孪生层对所述虚拟负载数据进行运行；

16、获取网络延迟，并基于所述网络延迟对所述虚拟路由表进行调整，得到所述仿真结果，其中，所述虚拟路由表包括虚拟网络节点部署信息和虚拟链路信息，所述仿真结果包括虚拟负载数据对应的网络事件包对应的网络节点和链路。

17、作为优选，所述的基于所述网络延迟对所述虚拟路由表进行调整，具体包括：

18、将获取到的网络延迟与预设的延迟评价基准值进行数据计算，得到延迟系数，所述延迟系数的计算公式为：其中，cdel-a为虚拟负载数据a对应的延迟系数，表示虚拟负载数据a在多次仿真过程中的网络延迟的加权平均值，bmdel为延迟评价基准值；

19、计算实际流量需求值，所述实际流量需求值基于所述延迟系数和虚拟负载数据对应的网络事件包中的网络流量值得到；

20、基于所述实际流量需求值对虚拟负载数据a对应的虚拟路由表中的虚拟网络节点部署信息和虚拟链路信息进行调整。

21、作为优选，所述的计算实际流量需求值，具体包括：

22、基于延迟系数计算实际流量需求值，所述实际流量需求值的计算公式为：其中，dmflow-a为虚拟负载数据a的实际流量需求值，iheflow-a为当前的虚拟路由表提供的网络流量值，theflow-a为虚拟负载数据a对应的网络事件包中的网络流量值。

23、作为优选，所述的调整所述硬件设备组的中各个硬件设备的实体路由数据，具体包括：

24、根据调整后的虚拟路由表中的虚拟网络节点部署信息和虚拟链路信息对对应的硬件设备的实体路由表进行同步调整，所述实体路由表包括实体网络节点部署信息和实体链路信息。

25、第二方面，本技术提供了一种基于数据镜像的网络优化系统，包括数据镜像模型、负载数据配置模块和网络优化模块；

26、所述数据镜像模型基于数字孪生的通用架构、硬件设备组和网络数据类型建立；所述数据镜像模型包括：用于采集硬件设备产生的网络数据的感知层，用于对接收到的网络数据进行边缘计算的边缘计算层，用于基于边缘计算后的数据进行建模的数据孪生层，以及用于对建模和仿真结果进行展示和人机交互的交互层；

27、所述负载数据配置模块配置为基于硬件设备组中各硬件设备及其对应的网络数据构建对应于每一个硬件设备的虚拟负载数据，并将所述虚拟负载数据上传至所述数据孪生层；

28、所述数据孪生层还配置为：将所述硬件设备组的实体路由表转换为虚拟路由表，并基于虚拟路由表对所述虚拟负载数据进行网络运行仿真并生成仿真结果；

29、所述网络优化模块配置为：基于所述数据孪生层的仿真结果，调整所述硬件设备组的中各个硬件设备的实体路由数据，并在硬件设备产生相应的虚拟负载数据时切换为对应的实体路由数据进行网络通信。

30、作为优选，所述的基于硬件设备和网络数据构建虚拟负载数据，具体包括：

31、所述边缘计算层对硬件设备的网络数据进行解析，获取硬件设备的ip数据报文及网络数据和流量；

32、对网络数据进行数据段解析，获取一段完整的网络数据内容及其对应的网络流量；

33、按照预设的关键词对所述网络数据内容进行遍历，获取网络数据内容的内容必须项，所述内容必须项包括至少一个数据特征；其中，所述内容必须项表示在其出现时对应的网络数据内容随之出现；

34、将所述内容必须项与对应的网络流量值进行打包形成网络事件包；

35、选择任意一个网络事件包进行数据填充后生成所述虚拟负载数据

36、作为优选，所述的网络运行仿真并生成仿真结果，具体包括：

37、所述数据孪生层对所述虚拟负载数据进行运行；

38、获取网络延迟，并基于所述网络延迟对所述虚拟路由表进行调整，得到所述仿真结果，其中，所述虚拟路由表包括虚拟网络节点部署信息和虚拟链路信息，所述仿真结果包括虚拟负载数据对应的网络事件包对应的网络节点和链路。

39、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器内存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上所述的基于数据镜像的网络优化方法。

40、有益效果：本技术的基于数据镜像的网络优化方法、系统及电子设备，基于数字孪生技术得到数据镜像模型，从而实现对硬件设备组的网络通信数据的数据镜像，并基于数据镜像模型对虚拟负载数据的仿真运行分析网络通信质量，预制定网络优化方案，从而适应性地对实体路由数据进行调整，进而确保硬件设备在通信过程中，能够根据产生的网络数据内容适应性地调整网络通信方式，从而实现为相应的网络数据内容提供低延迟的网络通信基础，具有较高的响应速度，提高了网络优化效率和可靠性。