一种ns3并行模拟仿真系统用的硬件构架的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种仿真系统，特别是一种NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架。
【背景技术】
[0002]NS3(Network Simulator Vers1n-3)是一个综合了很多优秀模拟器特点的新型网络模拟器，NS3是免费开源的，在完备性和可扩展性等方面有独特的特点。NS3的功能丰富，集成了几十个模块，对多种网络通信模型及网络协议有很好的支持，同时也为开发者提供了丰富的接口和基类，开发者根据研究需要开发独立的模块，具有很好的扩展性。当前多数用户使用NS3模拟器进行小规模网络的网络协议仿真，现有的基于NS3的仿真应用基本将NS3作为一个串行仿真工具，对于简单的网络拓扑和任务而言，通常可以接受，而对于复杂的网络拓扑和仿真任务，串行仿真将消耗大量仿真时间。传统的NS3仿真平台大多利用单个计算节点，但对于大型复杂的流量仿真任务，单个计算节点的仿真时间随仿真流量的增加而急剧增加，特别是针对骨干网的仿真，骨干网路由设备之间的链路带宽却非常的大，可达lGB/s甚至是10GB/s，同一时刻可能会有多个路由在转发数据。对于单个计算节点，由于受CPU的限制，计算产生和转发如此多的数据包将消耗大量的计算时间，必然会影响仿真效率。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架。本实用新型具有准确性高、仿真时间短和仿真效率高的特点。
[0004]本实用新型的技术方案:一种NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架，包括集群系统，集群系统分别与存储交换机和采集交换机连接，存储交换机与存储系统连接，采集交换机与路由器连接;所述的集群系统包括刀片服务器机箱，刀片服务器机箱上架设有一个以上的刀片服务器，刀片服务器与交换矩阵连接;所述的交换矩阵分别与存储交换机和采集交换机连接。
[0005]前述的NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架中，所述的刀片服务器经光模块与交换矩阵连接。
[0006]与现有技术相比，本实用新型的集群系统经采集交换机与路由器连接，使用时将路由器连接到真实网络，集群系统直接采集路由器上的网络流量信息并对其进行分析过滤得到仿真流量模型，将仿真流量模型存储到存储系统中；通过该结构，仿真流量模型来自于真实网络的网络流量信息，使之包含了真实网络中大量流量信息，继而使得仿真系统的流量行为在很大程度上与真实网络流量行为保持一致，使得仿真的准确性更高。
[0007]本实用新型的刀片服务器与交换矩阵连接，交换矩阵又经存储交换机与存储系统连接;使用时，一个刀片服务器先从存储系统中获取仿真流量模型并将其分割成若干部分，分割后再通过交换矩阵进行通信，将分割后仿真流量模型分发到各刀片服务器进行分析处理，最后再将各刀片服务器的分析处理结果进行共享合并即得最终仿真结果;通过该结构，使得不同的刀片服务器分摊了串行仿真的计算量，在任务量急剧增加时，仿真时间并不会像串行仿真时急剧增加，从而使得仿真时间得到有效缩短，提高了仿真效率。
[0008]本实用新型的刀片服务器经光模块与交换矩阵连接;通过该结构，使得通信带宽可以达到万兆以上，因此通信耗时可以忽略不计，从而通过使刀片服务器并行运转时其CPU性能得到线性提高。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]附图中的标记为:1_集群系统，2-存储交换机，3-采集交换机，4-存储系统，5-路由器，6-刀片服务器机箱，7-刀片服务器，8-光模块，9-交换矩阵。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
[0012]实施例。一种NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架，构成如图1所示，包括集群系统I，集群系统I分别与存储交换机2和采集交换机3连接，存储交换机2与存储系统4连接，采集交换机3与路由器5连接;所述的集群系统I包括刀片服务器机箱6，刀片服务器机箱6上架设有一个以上的刀片服务器7，刀片服务器7与交换矩阵9连接;所述的交换矩阵9分别与存储交换机2和采集交换机3连接。
[0013]前述的刀片服务器7经光模块8与交换矩阵9连接。
[0014]本实用新型的工作原理:在路由器5上配置Netflow V5协议并将路由器5与真实网络连接，在一个刀片服务器7上配置采集程序和环境，运行采集程序采集路由器5发送来的Ne tf I ow数据包并对该数据包进行初步解析，将Ne tf I ow数据包中的五元组、采集的流的绝对起始时间和绝对结束时间作为一条流信息存入PCAP文件中，获取采集到的PCAP文件的PDU中的流信息，对不同路由器5获取的流信息进行去重及合并；去重为，将时间与五元组相同的流信息合成一条流信息；合并为，根据五元组和时间，将由于路由器5的流分隔时间而将一条完整的流信息分隔成的多条子流再次合并成一条完整的流信息;将进行合并处理后的流信息存入存储系统4，之后根据仿真系统构建的拓扑，整理网络各个网络节点的端口信息、IP信息和子网信息，得到各个节点上的设备名称、IP地址、子网范围和端口地址的IP分布文件，然后对存储系统4中的流信息进行解析，内存读入IP分布文件，与逐条流信息对比，将超出拓扑范围的流信息进行IP地址映射使之转化为拓扑上对应节点的流量，然后对解析后源/目IP和端口信息相同的网络流量进行合并，合并后得到整个网络的流信息，再仿真系统的业务格式和参数要求，生成仿真流量模型。
[0015]上述的五元组包括源/目端口、源/目IP、协议类型、包数目和字节数目。
[0016]上述的rou的格式如下例所示:
[0017]索引:0xcla21
[0018]路由器IP:192.168.254.2
[0019]源ΙΡ:192.168.231.55
[0020]目的IP:202.112.43.18
[0021]进入端口索引:8
[0022]外出端口索引:55
[0023]源端口:12043
[0024]目的端口: 80
[0025]包数量:6
[0026]字节数:680
[0027]下一跳IP:202.112.43.20
[0028]流开始时间:11:29:222004-6-9
[0029]流结束时间:11:29:252004-6-9
[0030]协议类型:6
[0031]服务类型:0x0
[0032]源自治域:O
[0033]目的自治域:321
[0034]源子网掩码长度:20
[0035]目的子网掩码长度:O
[0036]TCP 标志位:Oxlb
[0037]engine type:1
[0038]engine id:0
[0039]生成仿真流量模型后，在一个刀片服务器7上将仿真流量模型划分成若干个网络分割区域，网络分割区域的数目等于参与仿真任务的刀片服务器7的数目，之后划分网络分割区域的刀片服务器7通过交换矩阵9通信，将各网络分割区域对应分发到各刀片服务器7上，各个刀片服务器7即根据所分发到的网络分割区域内的仿真流量模型进行仿真，并生成相应的trace文件和PCAP文件，仿真结束后将各个刀片服务器7上的trace文件合并获得完整仿真结果。
【主权项】
1.一种NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架，其特征在于:包括集群系统(I)，集群系统(I)分别与存储交换机(2)和采集交换机(3)连接，存储交换机(2)与存储系统(4)连接，采集交换机(3)与路由器(5)连接;所述的集群系统(I)包括刀片服务器机箱(6)，刀片服务器机箱(6)上架设有一个以上的刀片服务器(7)，刀片服务器(7)与交换矩阵(9)连接;所述的交换矩阵(9)分别与存储交换机(2)和采集交换机(3)连接。2.根据权利要求1所述的NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架，其特征在于:所述的刀片服务器(7)经光模块(8)与交换矩阵(9)连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种NS3并行模拟仿真系统用的硬件构架。包括集群系统(1)，集群系统(1)分别与存储交换机(2)和采集交换机(3)连接，存储交换机(2)与存储系统(4)连接，采集交换机(3)与路由器(5)连接；所述的集群系统(1)包括刀片服务器机箱(6)，刀片服务器机箱(6)上架设有一个以上的刀片服务器(7)，刀片服务器(7)与交换矩阵(9)连接；所述的交换矩阵(9)分别与存储交换机(2)和采集交换机(3)连接。本实用新型具有准确性高、仿真时间短和仿真效率高的特点。
【IPC分类】H04L29/08, H04L12/24
【公开号】CN205336305
【申请号】CN201521005222
【发明人】龙诺亚, 袁进, 李源, 陆飙, 陈利民, 陈奎任, 金海 , 杨耀, 张猛, 撒兴杰, 熊铖, 李由, 任阳阳, 郑元伟, 张菡, 李伯森, 刘毅, 黎皓, 张祥忠, 刘晓波, 于富财
【申请人】贵州电网公司信息通信分公司, 电子科技大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月7日