[发明专利]一种分布式网络模拟方法及系统

权利要求书

1.一种分布式网络模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过用户接口模块进行网络环境配置，并下达网络模拟任务：

2)通过调度管理与负载均衡模块从用户接口模块接收网络配置及网络模拟任务，采用负载均衡策略将全局的模拟网络分配给物理计算资源，并向模拟进程控制模块下达任务；所述负载均衡策略根据不同的负载均衡需求和模拟网络实例与物理计算资源之间的多对多的关系，将一个模拟网络实例划分为若干子集并由多个物理计算资源承载，或者在一个物理资源上承载多个模拟网络实例，或者一个模拟网络实例由一台物理计算资源完全承载；

所述负载均衡策略以模拟节点为单位进行负载均衡，一个模拟网络拓扑划分成若干子集，每个子集包含这个拓扑中的部分节点，分布在多台物理计算资源上，由多个进程实现；所述以模拟节点为单位进行负载均衡的步骤包括：

(1)从数据库或配置文件中获取各类模拟节点的各类预留资源量；

(2)计算拓扑中各类型模拟节点数量，并得出模拟网络的资源需求总量；

(3)构建模拟网络的连通图模型：遍历连通图，找到所有的可断边；遍历所有可断边，并移除此边，将连通图分为两个子连通图；递归进行，每次划分后，遍历所有物理计算资源，尝试将子图分配到能够承载的物理计算资源，直到所有的子图都找到合适的服务器，划分成功，或者子图不可分且未找到合适的服务器，或者子图数量超过了物理服务器数量则划分失败；

3)模拟进程控制模块接收来自调度管理与负载均衡模块的任务，并管理模拟进程的状态，按照任务类型进行相应处理：如果是构建新的模拟网络，则调用网络模拟进程来构建模拟网络实例；如果是状态控制任务则控制对应的网络模拟进程的状态；然后模拟进程控制模块向调度管理与负载均衡模块反馈任务执行结果；

进行网络模拟进程调度的步骤包括：

3.1)接收模拟网络实例的配置，以及模拟网络构建任务或状态控制任务；如果为构建任务则转步骤3.2)，如果为状态控制任务则转步骤3.3)；

3.2)调用网络模拟进程来构建模拟网络实例，将构建该模拟网络对应的进程信息进行保存，并将构建结果反馈给调度管理与负载均衡模块；

3.3)若为状态控制，则找到虚拟网络对应的网络模拟进程，对该进程的状态进行调度，即一个物理计算资源上的模拟进程调度方法控制此物理计算资源上的所有网络模拟进程；

所述网络模拟进程采用物理时钟同步，即采用与实物设备一致的时钟；并采用基于RawSocket的网络模拟流量无感融合技术，实现跨服务器的模拟节点之间通信以及与实物设备、仿真节点之间的通信；

4)调度管理与负载均衡模块接收模拟进程控制模块反馈的任务执行结果，汇总后传达给用户接口模块。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述负载均衡策略为下列中的一种：根据需要，将以模拟节点为单位进行负载均衡与以网络拓扑为单位进行负载均衡进行互补以实现负载均衡；所述以网络拓扑为单位进行负载均衡，即一个完整的模拟网络实例由单一物理资源上的单一进程实现。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以网络拓扑为单位进行负载均衡的步骤包括：

(1)从数据库或配置文件中获取各类模拟节点的各类预留资源量；

(2)计算拓扑中各类型模拟节点数量，并得出模拟网络的资源需求总量；

(3)计算所有模拟节点的承载能力，包括CPU数量、内存容量以及网卡数量；

(4)遍历所有模拟服务器，并判断其是否能够承载当前模拟网络拓扑；如果是，则结束查找过程，并将拓扑的承载服务器标记为当前服务器；如果所有服务器都无法承载当前拓扑，则负载均衡失败。