[发明专利]一种分布式仿真网络结构实时动态优化方法

说明书

本发明公开一种分布式仿真网络结构实时动态优化方法，包括：S1、构建分布式仿真网络的总体架构；S2、对各网络设备进行描述并建立各网络设备之间的连接关系，从而建立分布式仿真网络的拓扑结构；S3、将仿真模型部署到相应的网络设备；S4、设置各网络设备的属性；S5、建立优化模型，设置优化目标、优化约束和优化设计变量；S6、设计优化模型的搜索策略并配置参数；S7、在仿真过程中，利用优化模型通过网络控制器获取网络设备的状态信息，根据网络设备的状态信息进行网络结构优化，并将优化结果发送至网络控制器；S8、利用网络控制器根据优化结果改变分布式仿真网络的拓扑结构，实现分布式仿真网络结构优化。本发明可实现分布式仿真既快且优地运行。

技术领域

本发明涉及仿真网络技术领域。更具体地，涉及一种分布式仿真网络结构实时动态优化方法。

背景技术

分布式交互仿真(Distributed Interactive Simulation,DIS)是“采用协调一致的结构、标准、协议和数据库，通过局域网、广域网将分布在各地的仿真设备互联并交互作用，同时可由人参与交互的一种综合环境”。它以计算机网络作为支撑，将分散于不同地域的相对独立的各类仿真器互联起来，构成一个大规模、多参与者协同作用的综合虚拟环境，以实现含人平台、非含人平台的交互以及平台与环境间的交互。分布式交互仿真技术的发展主要经历了三个阶段：DIS阶段、ALSP阶段和HLA阶段。DIS的基本思想是通过建立一致的标准通信接口来规范异构的仿真系统间的信息交换，通过计算机网络将位于不同地理位置的仿真系统联接起来，构成一个异构的综合作战仿真环境，满足武器系统性能评估、战术原则的开发和演练以及人员训练的需要。1990年1月，美国高级研究计划署提出了聚合级仿真协议(Aggregate Level Simulation Protocol,ALSP)，主要用于以离散事件为主的作战仿真系统，它实质上是“构造仿真”。ALSP的时间管理不同于DIS，它不一定与实际时钟直接关联，而是采用时间步长、事件驱动等方法来保证时间对所有仿真应用时一致的和事件的因果关系正确。在DIS和ALSP的基础上，为消除DIS在体系结构、标准和协议等方面的局限性和不足，1995年美国国防部发布了针对建模与仿真领域的通用技术框架。该框架由任务空间概念模型(Concept Model of Mission Space,CMMS)、高层体系结构(High LevelArchitecture,HLA)和一系列的数据标准三部分组成，其中HLA是框架的核心内容。HLA能提供更大规模的，将构造仿真、虚拟仿真、实况仿真集成在一起的综合环境，实现各类仿真系统间的互联互操作、动态管理、一对多的通信、系统和部件的重用、以及建立不同层次、不同粒度的对象模型。

随着基于HLA的分布式仿真系统的规模越来越大，对仿真效率、仿真质量和仿真的动态迁移管理的要求越来越高，主要表现在(1)需要减少网络中无用信息的多次重复传输，高效的实现数据的分发，提高整个网络的带宽利用率。(2)需要对资源进行动态分配，以适应不同的仿真任务需求。(3)需要关注网络中的延时、带宽、跳数以及总代价等参数，在此基础上，输出良好的服务质量(QoS)。由于传统的网络设备的数据层和逻辑控制层紧密耦合，导致采用传统的网络架构，很难满足大规模分布式高效仿真需求。

软件定义网络(Software-defined Networking,SDN)是近年来继云计算后学术界和产业界最为关注的网络技术。SDN通过OpenFlow技术实现控制功能从网络设备中分离出来。OpenFlow将控制功能从网络设备中分离出来，在这种控制转发分离架构下，网络的逻辑控制功能和高层策略可以通过中央控制器灵活地进行动态管理和配置，可在不响传统网络正常流量的情况下，在现有的网络中实现和部署新型网络架构。分布式仿真当前面临的问题归根结底都是网络动态性和可编程性不够造成的，SDN为这些问题的解决提供了很好的思路。

因此，需要提供一种基于SDN的分布式仿真网络结构实时动态优化方法。

发明内容