[发明专利]一种延迟可容忍网络的星上路由器仿真方法

权利要求书

1.一种延迟可容忍网络的星上路由器仿真方法，其特征在于，包括：

星上路由器建模和仿真的步骤：建立星上路由器模型；结合CCSDS和DTNRG定义的网络层次结构，构建适合星上路由器的协议模型，并采用软件仿真的形式对模型的可行性和有效性进行验证；所述星上路由器建模和软件仿真是基于OPNET进行，包括节点域建模、进程域建模、以及外部系统域建模；

仿真数据和真实数据的转换的步骤：将软件仿真环境下通过验证的虚拟的数据流，转换为真实的数据流，从而验证网关对真实流的处理能力，由于网关仍然采用软件形式实现，因此具体实施过程中包括仿真数据到真实数据的转换接口和真实数据到仿真数据的转换接口；该步骤是基于OPNET SITL接口进行的，包括时间的同步、数据包的截获以及数据包的转换的子步骤；

卫星拓扑的模拟步骤：根据各卫星的轨道参数生成星座组网运行数据，得到星际和星地链路通断时间、链路传输时延等数据，并分析得到网络拓扑结构变化数据；在仿真软件中输入这些数据，构建星际网络拓扑模型，在此基础上对星际网络中的星地、星间通信协议进行仿真；该步骤是基于STK进行，通过在STK中定义卫星的参数确定不同的卫星，从而进行卫星网络拓扑的仿真；

空间链路的模拟步骤：模拟星地、星间链路，提供延迟、误码率这些参数的模拟接口，通过这些参数配置，观察不同链路对网络性能的影响；具体是：采用iTrinegy网络损伤仪对空间链路进行模拟；将模拟卫星路由器的电脑都与网络损伤仪采用以太网连接，在网络损伤仪的.xml配置文件中，设置不同的延时和误码率参数，用于模拟不同的空间链路参数和链路通断。

2.根据权利要求1所述的一种延迟可容忍网络的星上路由器仿真方法，其特征在于，所述星上路由器建模和仿真的步骤中，三个建模方法具体实现过程如下：

建模一：节点域建模；

定义在传输层和应用层间加入附加的Bundle层，传输层自适应选择SCPS-TP或UDP协议，链路层则使用IP OVER CCSDS AOS架构；

建模二：进程域建模；根据节点域模型，需要描述和实现的进程模型包括Bundle、SCPS-TP和IP OVER CCSDS AOS；

Bundle进程模型：Bundle初始传输、转发规程、接收规程、调度规程、转发受限规程、转发失败规程、删除规程和本地交付规程、以及处理行为，所述处理行为包括同意保管、保管释放和保管失败；

SCPS-TP进程模型：类似于TCP协议的实现，SCPS-TP协议的实现建立了两个进程模型，一个为管理进程，一个为处理子进程，管理进程为与上下层的接口进程，子进程为SCPS-TP协议的实际处理进程；SCPS-TP管理状态进程负责接收从应用层和下层发来的所有命令，并根据命令进入不同状态；SCPS-TP协议处理子进程负责SCPS-TP协议从建立连接到关闭连接的整个过程，在不同的时候收到数据段采取何种处理，用连接的状态来表示这些不同的事件，并使用状态转移图来说明SCPS-TP在各种状态下对各种数据段的处理方式；

IP OVER CCSDS AOS进程模型：IP OVER CCSDS AOS管理进程首先进入初始化状态进行状态变量赋值，然后进入idle状态开始处理各种事件；当进入idle状态后，进程开始等待事件；当事件为流中断时，进程首先读取入流端口；如果是来自上层IP进程，进程进入from_upper状态对IP数据进行AOS帧封装；如果是来自下层MAC进程，进程进入from_lower状态对AOS帧进行解封装并重组IP数据；当事件为自中断Polling_MPDU时，进程进入from_upper状态对当前进行封装操作的AOS帧的帧长进行判断，若不足指定的固定长度，则产生空闲数据插入MPDU包区中，以保证AOS帧为固定长度，然后调用IP OVER CCSDS AOS周期发送子进程对该AOS帧进行发送；

建模三：外部系统域建模；外部系统模块主要用于协同仿真；协同仿真是一种由多种仿真工具联合运行的仿真，由Modeler模型、协仿真代码以及外部代码组成；Modeler模型含有一个或多个外部系统定义，而外部代码可以是一个完整的仿真器或连接其它操作系统进程的通信机构，两者通过协仿真代码连接为一体；定义SITL部分的实现属于外部系统域的建模，首先是编写自定义的SITL函数，然后在SITL网关模块中选择包含有该SITL函数的外部文件；SITL部分需要实现的是对Bundle、SCPS-TP和IP OVER CCSDS AOS协议的支持。