[发明专利]基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法

权利要求书

1.一种基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征包括以下几个步骤：

1)通用网络模拟节点即网络模拟设备的个性特征描述，并对描述的个性特征文档进行定义；

2)基于有限状态机的网络模拟节点行为仿真：用有限状态机实现个性特征描述文档的加载，并根据网络模拟节点的当前状态与接收的网络仿真数据，切换网络模拟节点的状态；

3)应用服务的仿真：基于步骤1和2，对网络设备节点上装载的应用服务进行仿真与模拟；

4)网络节点的模拟与仿真：是对网络节点的功能进行模拟，该模拟都是通过对所述应用服务的模拟来实现；

5)模拟驱动架构的实现：提供网络模拟与仿真的整体驱动框架；

6)进程的运行环境上下文感知：是模拟进程对模拟服务器运行情况的数据采集与分析功能模块；本模块依据模拟进程使用系统资源信息，来判断此时模拟服务器能否提供完成其模拟任务的足够的系统资源；

7)进程的迁移实现：步骤6)中，如果模拟服务器不能提供完成其模拟任务的足够的系统资源，则模拟进程向模拟服务器提出迁移请求，步骤包括：

先生成模拟进程映像：停止内部模拟有限状态机，并将有限状态机所处的状态与相应的数据生成映像文件；

再生成封装文件：在确认迁移目标模拟服务器后，将请求迁移的模拟进程中的，有限状态机停止后接收的网络数据进行封装；

最后将封装文件与进程映像提交给迁移目标模拟服务器，由该服务器使用模拟驱动架构重建模拟网络节点，恢复模拟进程，实现模拟进程在模拟服务器之间的迁移。

2.根据权利要求1所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤1)中，对所述网络模拟设备的个性特征描述，这些描述表述了网络设备节点接收网络仿真数据的行为，和网络设备节点反馈的行为，这些行为包括：

模拟网络设备节点针对接收到的网络仿真数据进行分析判断，并接收或丢弃网络仿真数据包；

模拟网络设备节点将接收到数据包发送至其内部运行的应用服务端口；

模拟应用服务根据其网络协议装配网络仿真数据包及并在仿真数据包中设置数据包的负载内容并加以回复。

3.根据权利要求1或2所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤1)中，使用XML SCHEMA定义通用的描述文件模板，来对所述个性特征的描述；该描述文件模板由状态变迁规则集组成，状态变迁规则集定义了输入数据的匹配模式、输出数据匹配模式与输出判断条件模式。

4.根据权利要求1所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤2)中，有限状态机在输入个性特征描述文件后，针对模拟网络设备接收到的数据包，以有限状态机当前状态作为参数，在有限状态机内部定义的状态变迁规则中进行匹配，一旦规则符合当前参数，则引发有限状态机的状态变迁，由当前状态变迁到下一个状态。

5.根据权利要求1所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤3)中，应用服务的模拟架构包括三个有限状态机。

6.根据权利要求5所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤4)中，对应用服务的模拟是通过步骤3)中的三个有限状态机分别实现对网络设备节点的个性特征的模拟、安全漏洞的模拟和应用服务的模拟；其中，对应用服务的模拟是对应用服务的基本功能进行模拟；

所述统一的网络设备模拟通讯端口管理与控制模拟，是基于统一的网络通讯接口，实现模拟网络设备在接收到其它网络节点传送来的网络数据后，根据应用服务模拟中描述的网络传输协议与端口号转发到运行在其上的应用服务模拟状态机，触发该状态机的状态变迁。

7.根据权利要求1所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤5)中，提供网络模拟与仿真的整体驱动框架包括：向用户提供的控制界面；根据中心服务器的命令、自顶向下实现对模拟目标网络节点进行装配，形成网络节点模拟对象实体；并启动网络节点模拟对象和网络节点模拟进程的控制与模拟任务的全局管理。

8.根据权利要求1所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤6)中，模拟进程占用的系统资源包括：进程使用CPU时间、占用内存大小、内存页面调度和/或磁盘使用情况。

9.根据权利要求1所述的基于进程运行环境感知与迁移的网络模拟框架实现方法，其特征在于：所述步骤7)中，模拟进程的迁移的具体步骤包括：

701)整体驱动框架中的模拟服务器驱动架构在得到迁移请求后，立即将请求模拟进程从运行模拟进程队列中移出，并向该进程发出中止模拟，生成模拟进程映像的命令；

702)相应的模拟进程在接收到命令后，停止内部模拟有限状态机，并将有限状态机所处的状态与相应的数据生成映像文件，生成完毕后通知模拟服务器驱动架构，该驱动架构立刻向中心服务器发出进程迁移请求；

703)中心服务器在接收到请求后，对模拟服务器集群进行搜索，寻找当前可使用资源较多的模拟服务器，确认迁移目标模拟服务器，回复请求模拟服务器并截留向请求迁移的模拟进程发送的模拟网络数据；

704)请求模拟服务器向请求模拟进程发出迁移准备命令，请求模拟进程中止接收网络数据，并将有限状态机停止后接收的网络数据进行封装，将封装文件与进程映像提交请求模拟服务器；

705)请求模拟服务器中止请求模拟进程，将网络数据封装与进程映像转发到目标模拟服务器；

706)目标模拟服务器接收完后，使用模拟驱动架构重建模拟网络节点，并由映像文件恢复模拟进程有限状态机状态与相关数据，启动模拟进程，将模拟进程加入本地模拟进程队列中，向其发送封装的网络数据，完成模拟进程迁移。