一种时延容忍网络的仿真方法及装置的制造方法_2

文档序号:9600683阅读:来源:国知局
不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]图1是本发明第一实施例提供的一种时延容忍网络的仿真方法的流程图;
[0051]图2是本发明第二实施例提供的一种时延容忍网络的仿真方法的流程图;
[0052]图3是本发明第三实施例提供的一种时延容忍网络的仿真装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0054]在本发明实施例中,卫星工具包(Satellite Tool Kit,简称STK)仿真场景中的虚拟网络设备和虚拟机均用于模拟DTN中的网络设备。其中,虚拟机用于模拟网络设备的通信过程,虚拟网络设备为网络设备的图形展示。虚拟网络设备之间的虚拟链路可以动态演示网络设备之间的链路的通断状态的变化过程。虚拟机与虚拟网络设备对应设置,在虚拟网络设备之间的虚拟链路发生通断时,虚拟机之间的通信链路也同时发生通断。
[0055]图1为本发明第一实施例提供的一种时延容忍网络的仿真方法,如图1所示,该方法包括如下步骤。
[0056]步骤S101:载入STK仿真场景。
[0057]其中,STK仿真场景是根据需模拟的DTN的网络场景创建的。STK仿真场景包括若干虚拟网络设备,虚拟网络设备用于演示需模拟的DTN的网络场景中的网络设备,虚拟网络设备之间设有虚拟链路,虚拟链路与网络设备之间的链路对应。STK仿真场景用于,在启动后采用虚拟网络设备之间的虚拟链路模拟需模拟的DTN的网络场景中的网络设备之间的链路的连通状态的变化过程。
[0058]步骤S102:配置若干虚拟机的运行参数。
[0059]其中,若干虚拟机用于模拟需模拟的DTN的网络场景中的网络设备的通信过程。为此,虚拟机之间运行DTN协议栈。
[0060]在本实施例中,DTN可以是地面DTN,也可以是深空DTN。DTN协议可以包括基于先验知识的单播路由算法、MV路由算法、MaxProp路由算法、传染路由算法和连接图路由协议中的至少一种。
[0061]可选的,步骤S102包括:首先,获取配置文件。其中,配置文件根据创建的STK仿真场景生成。该配置文件包括若干虚拟机的运行参数,该运行参数包括该虚拟机的标识、该虚拟机的通信业务、该虚拟机之间的路由路径、以及该虚拟机之间的链路的链路参数。其次,根据配置文件,配置若干虚拟机的运行参数。
[0062]步骤S103:启动STK仿真场景并控制若干虚拟机按照配置的运行参数通信。
[0063]可选的,控制若干虚拟机按照配置的运行参数通信的方式可以包括如下方式中至少一种:控制至少一个虚拟机向其他虚拟机发送图片;控制至少一个虚拟机接收其他虚拟机发送的图片;控制至少一个虚拟机向指其他虚拟机发送视频;控制至少一个虚拟机接收其他虚拟机发送的视频。
[0064]可选的,控制至少一个虚拟机以第一规则向其他虚拟机发送图片。第一规则包括,虚拟机先从指定存储路径读取图片;再将读取的图片分割为指定大小的小块,并记录小块在整幅图片的位置坐标,得到坐标信息文件;然后向指定虚拟机发送小块和坐标信息文件。
[0065]可选的,控制至少一个虚拟机以第二规则接收其他虚拟机发送的图片。第二规则包括,虚拟机先接收小块和坐标信息文件;再根据坐标信息文件,将接收的小块恢复成整幅图片。
[0066]步骤S104:在若干虚拟机的通信过程中,根据虚拟链路的通断状态,控制虚拟机之间的链路的通断。
[0067]其中,每个虚拟机对应一个虚拟网络设备,不同虚拟机对应的虚拟网络设备不同,虚拟机之间的链路与虚拟链路相对应。
[0068]可选的,步骤S104包括:首先,获取STK仿真场景中的虚拟网络设备的可见性信息;该可见性信息用于指示虚拟网络设备之间的虚拟链路的通断时间。其次,解析获取的可见性信息,并根据解析结果控制虚拟机之间的链路的通断。
[0069]可选的,本步骤S104还包括:在若干虚拟机的通信过程中,控制更改虚拟机之间的路由路径中至少一条路由路径。
[0070]步骤S105:以预定时间为间隔,获取每个虚拟机的运行信息;分析获取的运行信息并显示分析结果。
[0071]其中,运行信息包括每个虚拟机的标识、以及记录虚拟机之间的通断状态变化过程的列表。该列表可以记录发生通断的时刻。
[0072]其中,分析获取的运行信息的方式包括,根据获取的运行信息和预设算法,计算若干虚拟机模拟的DTN的通信指标,并显示计算的通信指标。
[0073]本发明实施例通过载入STK仿真场景;STK仿真场景是根据需模拟的DTN的网络场景创建的,STK仿真场景包括若干虚拟网络设备,虚拟网络设备之间设有虚拟链路,STK仿真场景用于,在启动后采用该虚拟链路模拟该网络设备之间的链路的连通状态的变化过程;配置若干虚拟机的运行参数;该若干虚拟机用于模拟需模拟的DTN的网络场景中的网络设备的通信过程;启动STK仿真场景并控制若干虚拟机按照配置的运行参数通信;每个虚拟机对应一个虚拟网络设备,不同虚拟机对应的虚拟网络设备不同,虚拟机之间的链路与虚拟链路相对应;在若干虚拟机的通信过程中,根据虚拟链路的通断状态,控制虚拟机之间的链路的通断;以预定时间为间隔,获取每个虚拟机的运行信息;分析获取的运行信息并显示分析结果;一方面,STK仿真场景动态演示网络设备之间的链路的连通状态的变化过程,另一方面,虚拟机根据STK仿真场景演示的链路的连通状态的过程,同步模拟网络设备之间的通信过程,还可以根据虚拟机的运行信息显示分析结果,这样,构建了一种时延容忍网络的仿真方式,实现了时延容忍网络的验证、演示和分析,为时延容忍网络的研究提供易于实现的验证方式。
[0074]图2为本发明第二实施例提供的一种时延容忍网络的仿真方法。在本实施例中,将对第一实施例进行详细描述。如图2所示,该方法包括如下步骤。
[0075]步骤S201:根据需模拟的DTN的网络场景,创建STK仿真场景,并根据创建的STK仿真场景,生成配置文件。
[0076]其中,STK仿真场景包括若干虚拟网络设备,虚拟网络设备用于演示需模拟的DTN的网络场景中的网络设备,虚拟网络设备之间设有虚拟链路,且虚拟链路与需模拟的DTN的网络场景中的网络设备之间的链路对应。
[0077]其中,该配置文件包括若干虚拟机的运行参数,该运行参数包括该虚拟机的标识、该虚拟机的通信业务、该虚拟机之间的路由路径、以及该虚拟机之间的链路的链路参数。其中,虚拟机的通信业务包括发送图片、发送视频、接收图片和接收视频。虚拟机之间的链路的链路参数包括带宽、传输延时和丢包率等。
[0078]配置文件可以根据STK场景获得。具体地,首先,获得STK仿真场景中的虚拟网络设备与需模拟的DTN的网络场景中的网络设备之间的映射关系。根据该映射关系,将虚拟网络设备作为虚拟机,为每个虚拟机分配标识和通信业务。将虚拟机的标识和通信业务保存到配置文件中。其次,分析STK仿真场景中各个虚拟网络设备,得到各个虚拟网络设备的可见性(英文Access)信息。可见性信息用于指示虚拟网络设备之间的虚拟链路的通断时间。根据该可见性信息,设置每个虚拟机之间的路由路径和设置虚拟机之间的链路的链路参数。将每个虚拟机之间的路由路径和设置虚拟机之间的链路的链路参数保存到配置文件中。在实现时,配置文件可以是可扩展标记语言(Extensible Markup Language,简称XML)文件。
[0079]比如,假设需模拟的DTN的一个网络场景包括低轨卫星和地面站的通信过程。具体地,低轨卫星采集的数据需要发送到地面站。由于低轨卫星与地面站存在不可见(无法直接通信)的情况,当低轨卫星与地面站不可见时,两者将无法通信,链路出现中断。所以,在两者不可见时,低轨卫星会通过地球同步卫星的中继,来将数据发送给地面站。在这个场景中,网络设备包括低轨卫星、地球同步卫星和地面站。网络设备之间的路由路径和链路包括从低轨卫星到地面站的路由路径和链路,也有从低轨卫星到地球同步卫星的路由路径和链路。基于此,生成的STK仿真场景中,有3个虚拟网络设备,这3个虚拟网络设备分别与低轨卫星、地球同步卫星和地面站对应。相同地,配置文件包括3个虚拟机的标识和通信业务等。
[0080]步骤S202:载入创建的STK仿真场景。
[0081]在准备对需模拟的DTN的网络场景进行仿真时,载入预先创建的STK仿真场景。
[0082]步骤S203:获取配置文件,并根据配置文件,配置若干虚拟机中每个虚拟机的运行参数。
[0083]其中,若干虚拟机用于模拟需模拟的DTN的网络场景中的网络设备的通信过程。虚拟机之间运行DTN协议栈,虚拟机的运行参数是根据配置文件配置,而配置文件是根据需模拟的DTN的网络场景生成,这样,虚拟机可以真实的模拟DTN通信。
[0084]在本实施例中,虚拟机建立在主机中。在配置虚拟机的运行参数时,可以通过主机将运行参数传递至虚拟机。具体地,虚拟机可以通过虚拟网卡与主机进行TCP通信。可以HTTP通信方式将运行参数传递至主机,主机再以HTTP通信方式将运行参数传递至虚拟机。
[0085]具体地,虚拟机的硬件资源由主机虚拟化生成,虚拟化技术可以采用kvm+qemu的软件组合。一个主机中可以建立若干(比如4个)虚拟机。主机可以运行Ubuntu 14.04系统,主机上的虚拟机可以运行Ubuntu 12.04系统。主机可以用于管理虚拟机,包括创建、分配资源、启动和停止等操作。虚拟机运行DTN协议栈和通信应用,模拟真实的DTN通信。
[0086]步骤S204:建立虚拟网络设备与虚拟机的映射关系。
[0087]其中,每个虚拟机对应一个虚拟网络设备,不同虚拟机对应的虚拟网络设
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