[发明专利]计算机网络攻防演练分布式仿真任务部署系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机网络安全仿真，更特别地说，是指一种对计算机网络攻防 演练进行分布式仿真及任务部署的系统。

背景技术

当今，针对大规模网络的研究主要采用建模与仿真(Modeling and Simulation， M&S)的技术。通过建模与仿真技术，可以研究和评价大规模网络下的网络协议和 算法性能，以及研究大规模网络安全事件。然而，在网络仿真中建立大规模的网络模 型不仅需要大量的计算资源和存储资源，而且仿真运行需要很长时间。为了解决大规 模网络安全仿真所带来的这些问题，目前大多数网络仿真器采用并行分布式事件仿真 (Parallel and Distributed Event Simulation，PDES)技术，使用分布式多机系 统共同完成仿真任务的。

针对计算机网络安全攻防演练分布式仿真，首要解决的问题是如何将仿真任务合 理、有效地分配给合适的仿真器。该问题的解决可以采用图划分的方法将仿真任务在 各仿真器之间进行划分，平衡各仿真器之间的协作；也可以采用负载均衡任务分解的 方法根据任务完成所需要的计算量和通讯量来分解任务；但前者存在计算量大，局部 最优的问题，后者存在未考虑攻防关系可能导致网络仿真不真实的问题。

发明内容

本发明是在分布式网络仿真器和各种网络安全事件仿真实现的基础上研究计算 机网络攻防演练分布式仿真任务的部署的。本发明的计算机网络攻防演练分布式仿真 任务部署的系统，主要从演练指挥的角度出发，充分考虑仿真的整个过程，分析仿真 设备的性能以及仿真任务对其需求的关系。通过仿真任务划分算法和基于蚁群的原子 仿真任务匹配算法的设计与实现，该系统可以将仿真任务合理、有效的分配给不同的 仿真器，使各仿真器之间更好地协调更快完成整个仿真任务，满足分布式仿真系对大 规模的要求。

本发明的一种计算机网络攻防演练分布式仿真任务部署系统，其包括有仿真设备 的能力评价模块(10)、原子任务生成模块(20)和仿真任务指派模块(30)；其中， 仿真设备的能力评价模块(10)包括有性能测量单元(11)和能力计算单元(12)； 仿真任务指派模块(30)包括有原子任务-仿真设备匹配单元(31)和任务分发单 元(32)。

性能测量单元(11)对仿真设备(13)进行性能参数测量，并将测得的仿真设 备性能参数信息(14)输出给能力计算单元(12)；性能参数信息(14)中包括有 可用内存mem_s、CPU主频f_s、以及CPU的平均使用率u_s；能力计算单元(12)对 接收的性能参数信息(14)依据可用时钟-CPU关系cpu_s＝f_s×t₀×(1-u_s)提取出可 用时钟cpu_s；并将可用时钟cpu_s和可用内存mem_s输出给原子任务-仿真设备匹配单 元(31)；所述的可用时钟cpu_s和可用内存mem_s统称为仿真器s所在仿真设备的能力 评价信息(15)；对于多台仿真设备的能力评价信息表示为 SCM＝{(s，cpu_s，mem_s)|s＝1，…，m；cpu_s，mem_s∈Q}。

原子任务生成模块(20)采用仿真任务划分算法对接收的仿真任务(21)进行 划分处理后，输出原子任务-仿真关系信息(22)给原子任务-仿真设备匹配单元 (31)。

原子任务-仿真设备匹配单元(31)采用蚁群-原子-任务匹配对接收的仿真 设备能力评价信息(15)和原子任务-仿真关系信息(22)进行处理，获得仿真子 任务(33)；该仿真子任务(33)经任务分发单元(32)进行编译分发输出任务部 署计划(34)。

本发明计算机网络攻防演练分布式仿真任务部署系统的优点：

①采用基于蚁群的原子仿真任务匹配算法，能够利用蚁群算法在问题解空间搜索最 优解过程的正反馈、自组织、易于结合其他算法的特性，在充分考虑仿真设备的 能力信息和原子仿真任务能力需求的基础上，将仿真任务合理、有效地分配给各 仿真器上；