[发明专利]适用于电力工控靶场平台的虚实网络环境自动生成方法

权利要求书

1.适用于电力工控靶场平台的虚实网络环境自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

拓扑对象识别：将现有的电力工控系统网络拓扑图纸质图纸转换为电子图片，然后通过图像识别技术提取出电子图片中的各种拓扑对象，建立虚拟节点队列和连接关系矩阵；

生成虚实网络环境：通过对虚拟节点队列进行虚实映射、实体节点初始化、虚拟节点环境创建，完成虚拟节点、实体节点的准备工作，然后根据连接关系矩阵生成虚实网络环境；

环境验证和导出：首先采用遍历算法对虚实网络环境进行验证，当验证通过后，按照电力工控靶场平台的代码规范导出自动创建代码，然后导入电力工控靶场平台进行创建；

所述拓扑对象识别具体包括如下步骤：

A、将电力工控系统网络拓扑图图纸转换为电子图片：通过扫描、拍照图片采集技术，将电力工控系统网络拓扑图纸质图纸转换为JPEG、PNG格式的电子图片；

B、识别电子图片中的各种拓扑对象，建立虚拟节点队列VNodes和连接关系矩阵Matrix：通过采用图像识别技术，将电子图片中的各类拓扑对象提取出来，放入虚拟节点队列VNodes中，拓扑对象包括交换机、路由器、防火墙、服务器和主机，然后识别各个拓扑对象之间的连线情况，然后以拓扑对象分别为行、列元素，形成二维的连接关系矩阵Matrix，矩阵的每一个行列交叉点表示行列元素的连通性；

所述生成虚实网络环境具体包括如下步骤：

A、虚实映射：建立虚实节点映射表，对需要进行虚实节点映射的虚拟节点进行描述，描述内容包括：虚节点的名称、虚拟IP地址、实体设备编号、实体设备的名称、设备类型、实际IP地址、用户账号和密码，通过虚实节点映射表，将物理世界的实体设备映射为虚拟节点；

B、实体节点初始化：建立实体节点初始配置表，以虚实节点映射表中的实体节点为初始化数据，采用信息收集技术逐一验证、收集实体节点设备的配置信息，包括实体设备IP地址、设备存活情况、操作系统版本信息和开放的远程连接服务类型，并更新到实体节点初始配置表中，然后隔10分钟重复一次初始化操作，连续进行3次，形成实体节点配置表；

C、虚拟节点初始化：建立虚拟节点配置表，对虚拟节点的配置环境进行详细描述，描述内容包括：虚拟节点的名称、设备类型、虚拟IP地址、操作系统版本、CPU频率、内存大小、磁盘空间大小、分区情况和网卡数量，然后采用虚拟化容器Docker技术创建虚拟节点容器和配置容器环境，当环境创建完成后，形成容器快照，并更新快照信息到虚拟节点配置表中；对每一个虚拟节点进行初始化操作，直至形成最终的虚拟节点配置表；

D、生成虚实网络环境：根据实体节点配置表、虚拟节点配置表、连接关系矩阵Matrix，使用开源的网络模拟器Shadow生成模拟网络拓扑环境，由于网络模拟器不具备映射实体节点的能力，因此，此时的网络环境中实体节点如果设备类型为主机，则以计算机代替，如果是主机之外的其他设备，则以交换机代替，确保节点之间能够连通，被替换的实体节点进行标记，以便在下一步骤中进行恢复。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境验证和导出具体包括如下步骤：

A、虚实网络环境验证：随机选取虚实网络环境中的任一节点作为起点，通过基于深度优先和广度优先的遍历算法，对该节点到各节点之间的连通性进行检测，当该节点到各节点均为可连通时，即通过检测，再选取下一个节点作为起点，进行同样的检测，直至所有节点均已完成遍历；如果存在某两个节点无法连通的情况，则说明网络拓扑存在不完整，需要给出错误信息，进行人工检查原始拓扑图资料是否存在缺陷，修正后从拓扑对象识别步骤重新开始；

B、导出虚实网络环境并创建：将通过验证的虚实网络环境中被标记的实体节点重新恢复为实体节点，按照电力工控靶场平台的代码编码规范，对每一个虚拟节点、实体节点、容器环境和连接线按照编码规范，生成创建代码，然后导入电力工控靶场平台中进行自动生成。