一种基于ns-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统的制作方法_2

文档序号:8342596阅读:来源:国知局
统包括告警事件关联分析子系统、网络运行状态分析子系统和网络优化方案生成模块。
[0032]前述的基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,所述告警事件关联分析子系统包括流行为特征分析与提取模块、流行为模式匹配模块、流行为异常告警事件关联分析模块和其他告警事件关联分析模块。
[0033]前述的基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,所述网络运行状态分析子系统包括网络态势感知模块、网络带宽分析模块、网络吞吐量分析模块、链路负载和利用率分析模块、网络冗余度与生存性分析模块和设备链路质量评估模块。
[0034]前述的基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,所述网络优化方案生成模块用于利用真实网络的SNMP或Flow数据作为输入,通过设定的最优化目标对当前网络的瓶颈进行分析,得出网络优化方案。
[0035]前述的基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,本系统层次化架构总共包括5层:人机接口层、模拟仿真层、仿真数据层、数据处理层和真实数据层。
[0036]前述的基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,本系统层次化架构的人机接口层通过网络编辑模块实现模拟仿真层所需要的网络拓扑、设备链路参数和事件进行设置;模拟仿真层根据人机接口层设置的结果,对综合数据网的运行状况进行模拟仿真,模拟仿真结果输出到仿真数据层和可视化系统;仿真数据层是模拟仿真系统仿真过程和结果的记录,数据经过数据处理层进行相应的处理,处理结果通过可视化系统进行显示;真实数据层从真实网络上采集的SNMP/Flow数据,用于对真实网络的运行状况进行分析。
[0037]与现有技术相比,本发明基于NS-3平台搭建架构,虽然NS-3作为新型仿真模拟器具有优良的可量测性、可扩展性以及模块化特性,并且高度支持仿真与现实融合,但是当前NS-3仅只提供了一些基本的功能模块,难以实现复杂功能。本发明所用架构补充完善了NS-3现有功能模块的不足,基于NS-3平台系统化搭建的22个功能模块以及一个并行模块为综合数据网络的仿真提供了全方位的功能支持。
[0038]本发明设计的大型综合数据网网络模拟仿真系统采用通过网络编辑模块实现可视的仿真环境搭建,用户无需了解系统底层的代码设计,通过简单的图形界面即可完成仿真环境搭建。应对大型综合数据网较大的流量行为,本发明设计的大型综合数据网网络模拟仿真系统通过并行仿真模块实现多节点并行仿真,能够实现计算复杂度的分解,通过多节点并行仿真来缩短仿真时间,同时保证仿真结果的正确性。为了使得模拟仿真系统的运行更贴近真实网络的运行情况,本发明设计的大型综合数据网网络模拟仿真系统通过真实流量导入模块,实现将从真实网络路由器上采集的流量信息导入到模拟仿真系统中运行,从而实现将真实网络运行状况在模拟仿真系统中重现,从而为网络分析提供参考。对于综合数据网络来说,能够对网络运行状况进行分析对于网络管理和运维至关重要,网络态势感知模块、网络带宽分析模块、网络吞吐量分析模块、链路负载和利用率分析模块、网络冗余度和生存性分析模块、链路质量评估模块主要为了满足用户对网络运行状况分析的不同需求,用户可以根据自己的需要选择所需要的模块来对网络运行状况进行分析。网络优化方案生成模块主要根据所承载的业务流量给出一个优化的网络设计方案,指导用户对网络进行升级或改造,以满足业务需要。网络拓扑可视化模块、网络运行状态可视化模块、路由可视化模块、故障定位可视化模块提供了丰富的可视化图形界面,方便用户通过友好界面直观观察和理解模拟仿真系统的运行结果。本发明能够基于综合数据网的整体运行状态数据,综合路由分析、流量分析、数据网元分析等技术,架构的实现能够高效率、高精度的提供综合数据网的快速故障定位、诊断以及网络性能分析的仿真平台。
【附图说明】
[0039]图1是本发明的总体构架框图;
[0040]图2是本发明的系统模块关系图;
[0041]图3是本发明的系统层次化架构图;
[0042]图4是基于MobilityFramework的无线传感器网络仿真系统体系架构图;
[0043]图5是铁路行车调度指挥仿真系统体系架构图。
[0044]附图中的标记为:1-可视化系统、2-模拟仿真系统、3-网络运行分析系统、4-网络拓扑可视化模块、5-网络运行状态可视化模块、6-路由可视化模块、7-故障定位可视化模块、8-网络编辑模块、9-事件调度模块、10-真实流量导入模块、11-业务流触发模块、12-协议栈模块、13-网络故障重现模块、14-端到端时延分析模块、15-并行仿真模块、16-流行为特征分析与提取模块、17-流行为模式匹配模块、18-流行为异常告警事件关联分析模块、19-其他告警事件关联分析模块、20-网络优化方案生成模块、21-网络态势感知模块、22-网络带宽分析模块、23-网络吞吐量分析模块、24-链路负载和利用率分析模块、25-网络冗余度与生存性分析模块、26-设备链路质量评估模块、27-真实数据层、28-人机接口层、29-模拟仿真层、30-仿真数据层、31-数据处理层。
【具体实施方式】
[0045]实施例1。一种基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,如图1所示,包括三个子系统:可视化系统1、模拟仿真系统2和网络运行分析系统3 ;
[0046]其中,可视化系统I通过可视化接口完成对模拟仿真系统2和网络运行分析系统3进行相关配置,并实现可视化显示;
[0047]模拟仿真系统2实现对综合数据网络的运行状况模拟,模拟仿真结果作为网络运行分析系统3的输入;
[0048]网络运行分析系统3对来自于模拟仿真系统2的数据或真实网络采集的数据进行分析获得当前网络运行状态,结果显示于可视化系统I。
[0049]如图2所示,可视化系统I包括网络拓扑可视化模块4、网络运行状态可视化模块5、路由可视化模块6和故障定位可视化模块7。
[0050]前述的基于NS-3的大型综合数据网网络模拟仿真系统,所述的模拟仿真系统2包括网络编辑模块8、事件调度模块9、真实流量导入模块10、业务流触发模块11、协议栈模块12、网络故障重现模块13、端到端时延分析模块14和并行仿真模块15。并行仿真模块15作为一个非专门业务功能模块,主要用于支持模拟仿真系统的并行实现,解决大型网络中由于计算机硬件限制而导致的瓶颈项,因此是一个独立的模块。协议栈模块12还连接网卡32、链路33,然后输出Pcap or trace数据文件34至网络运行分析系统3。
[0051]模拟仿真系统2的输入包括网络编辑模块8中的人机交互输入,以及真实流量导入模块10中的从真实网络上采集的流量信息,前者实现的是对模拟仿真系统2的配置,后者为模拟仿真系统2提供数据源。模拟仿真系统2的输出为仿真系统生成的Pcap or trace数据文件34,该文件记录了仿真过程和结果,用于端到端时延分析、路由可视化以及流行为异常检测。
[0052]模拟仿真系统2首先通过网络编辑模块8对模拟仿真中的网络拓扑、节点、链路的参数记性设置实现仿真环境搭建。事件调度模块9主要设置模拟仿真系统2中在特定时间点协议栈、节点或链路的参数发生变化,以模拟事件的发生。真实流量导入模块10是对采集的SNMP数据进行处理,提取用于生成流量的参考信息,业务流触发模块11根
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