[发明专利]一种NS3并行模拟仿真系统

说明书

本发明公开了一种NS3并行模拟仿真系统。包括：网络分割模块，作用是进行网络分割；共享文件分发模块，作用是进行任务分发和成果共享；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。本发明具有，仿真时间短和仿真效率高的特点。

技术领域

本发明涉及一种仿真系统，特别是一种NS3并行模拟仿真系统。

背景技术

（Network Simulator Version-3）是一个综合了很多优秀模拟器特点的新型网络模拟器，NS3是免费开源的，在完备性和可扩展性等方面有独特的特点。NS3的功能丰富，集成了几十个模块，对多种网络通信模型及网络协议有很好的支持，同时也为开发者提供了丰富的接口和基类，开发者根据研究需要开发独立的模块，具有很好的扩展性。当前多数用户使用NS3模拟器进行小规模网络的网络协议仿真，现有的基于NS3的仿真应用基本将NS3作为一个串行仿真工具，对于简单的网络拓扑和任务而言，通常可以接受，而对于复杂的网络拓扑和仿真任务，串行仿真将消耗大量仿真时间。传统的NS3仿真平台大多利用单个计算节点，但对于大型复杂的流量仿真任务，单个计算节点的仿真时间随仿真流量的增加而急剧增加，特别是针对骨干网的仿真，骨干网路由设备之间的链路带宽却非常的大，可达1GB/s甚至是10GB/s，同一时刻可能会有多个路由在转发数据。对于单个计算节点，由于受CPU的限制，计算产生和转发如此多的数据包将消耗大量的计算时间，必然会影响仿真效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种NS3并行模拟仿真系统。本发明具有，仿真时间短和仿真效率高的特点。

本发明的技术方案：一种NS3并行模拟仿真系统, 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。

前述的NS3并行模拟仿真系统中，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。