[发明专利]一种NS3并行模拟仿真系统

权利要求书

1.一种NS3并行模拟仿真系统，其特征在于，包括：

网络分割模块，作用是对需要仿真的网络拓扑进行网络划分，具体为利用网络分割算法在一个计算节点上将原始完整的网络拓扑按照自己定义的网络划分数目划分成不同的网络分割区域；

共享文件分发模块，作用是进行网络分割结果和网络仿真流量任务分发，任务分发具体为，计算节点通过集群系统的交换矩阵设备通信，负责网络分割的计算节点将网络分割结果告知其它所有计算节点，同时将用户配置好的网络仿真流量任务分发到相应计算节点；仿真过程当中各个计算节点各自负责分发到的流量任务，并生成相应的trace文件和PCAP文件，仿真结束后将各个计算节点上的trace文件合并获得完整仿真结果；

并行模拟仿真模块，作用是利用NS3仿真系统提供的MPI接口搭建NS3并行模拟仿真环境，使底层在仿真时使用并行调度算法，执行并行仿真。

2.根据权利要求1所述的NS3并行模拟仿真系统，其特征在于，所述的网络分割算法包括均等分割算法和非均等分割算法；所述的均等分割算法为，当网络划分数目N为偶数个时，将网络拓扑直接利用KL算法进行分割，具体为将网络拓扑分割到A和B两个网络分割区域，A和B内的网络节点数量相等或者A/B比B/A内的网络节点多一个，然后不断互换A和B间的网络节点，使得A和B间的链路数量最少，互换后得A’和B’，再将A’和B’分别分割为A1’、A2’和B1’、B2’，然后不断互换A1’和A2’间、B1’和B2’间的网络节点，使A1’和A2’、B1’和B2’间的链路数量最少，以此类推直至网络拓扑被分割到N个网络分割区域。

3.根据权利要求2所述的NS3并行模拟仿真系统，其特征在于，所述的非均等分割算法为，当网络划分数目N为奇数个时，将网络拓扑分割到a和b两个网络分割区域，b内的网络节点数量为Z-Z/N，剩余为a内的网络节点数量，Z为网络节点的总量，b为单独的一个网络分割区域，此时不断交换a和b间的网络节点，直至a和b之间的链路最少，之后再将a中的网络节点按均等分割算法进行多次划分，最后获得分割结果。

4.根据权利要求3所述的NS3并行模拟仿真系统，其特征在于：利用网络分割算法迭代运算200次以上，对比分割结果，所分割的网络分割区域间链路数量最少的分割结果接近最优分割结果。

5.根据权利要求4所述的NS3并行模拟仿真系统，其特征在于：对网络拓扑中，具有很大流量任务的网络节点赋予较大权重值，网络拓扑被分割成多个部分后，当权重值较大的网络节点被划分到同一个网络分割区域中时，将权重较大的网络节点与其他网络分割区域中的普通的网络节点进行交换，直至权重较大的网络节点均匀分布到不同的网络分割区域中，以此实现权重值较大的网络节点均匀分配到不同的网络分割区域当中。

6.根据权利要求5所述的NS3并行模拟仿真系统，其特征在于：所述的并行模拟仿真模块的工作方法为，在执行仿真前，用户基于openmpi进行文件配置，通过mpihosts的添加修改，使NS3并行模拟仿真系统知道网络划分数目、各计算节点的IP地址和可用的CPU内核数，使用openmpi和linux系统调度自行调度CPU资源进行计算，使用全局同步算法同步各个CPU计算调度，再经网络分割和任务分发使各计算节点明晰自己所要仿真的拓扑及任务，之后设定仿真起止时间开始进行并行仿真。