[发明专利]基于NS3的分布式半实物仿真系统

说明书

本发明公开一种基于NS3的分布式半实物仿真系统，应用于网络仿真领域，针对现有的NS3仿真，无法实现既进行分布式仿真又和真实网络中的节点通信的问题；本发明将仿真节点分散在分布式主机中运行，当仿真节点之间的通信在一个主机上时，按照使用的网络协议正常处理；当仿真节点之间的通信需要在不同主机上时，借助分布式协调器来进行，保证网络协议可以正常工作；当通信发生在仿真节点和实物节点上时，直接通过安装在仿真节点上的半实物接口把需要发送的数据发送给物理主机的网卡上，通过物理主机的真实网卡和实物节点进行通信针对仿真节点和实物节点通信。

技术领域

本发明属于网络仿真领域，特别涉及一种分布式半实物仿真技术。

背景技术

NS3(NetworkSimulatorVersion-3)是一个综合了很多优秀模拟器特点的网络模拟器，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。目前NS3的开源社区也是比较活跃的社区之一。使用NS3仿真小型网络的网络协议，NS3一般使用的是串行仿真，对于简单的网络拓扑通常都是没有问题的，对于需要进行大规模网络仿真而言，官方提供了mpi接口可以进行分布式仿真，对于需要和真实网络中的节点进行通信，官方提供了半实物接口来满足这样的场景，但是如果想同时既进行分布式仿真又想和真实网络中的节点通信，NS3本身是没有提供这样的接口的，同时也无法直接将mpi和半实物接口进行结合。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于NS3的分布式半实物仿真系统，针对大规模网络仿真节点采用分布式仿真的方案，针对仿真节点和实物节点通信采用NS3半实物接口的方案，同时设计分布式协调器，来辅助分布式中的节点可以正常运行。

本发明采用的技术方案为：基于NS3的分布式半实物仿真系统，包括若干分布式架构的物理主机，每个物理主机包括一个分布式协调器，在各分布式协调器上安装FdNetDevice网络设备。

还包括，若物理主机上有和真实网络进行直连交互需求的仿真节点，则该仿真节点上安装FdNetDevice网络设备。

真实网络中的实物节点上安装FdNetDevice网络设备。

在仿真启动时，各分布式协调器交互各自物理主机上的仿真节点的拓扑结构。

当分布式协调器收集到完整拓扑后，进入监听状态，监听内容包括：监听器物理主机的仿真节点是否有数据发送、监听拓扑是否发生变化。

当监听到物理主机的仿真节点有数据需要发送时，具体通信包括以下三种情况：

当仿真节点之间的通信在一个物理主机上时，按照使用的网络协议进行处理；

当仿真节点之间的通信需要在不同物理主机上时，通过分布式协调器来进行，具体的：需要传送数据的仿真节点所运行的主机的分布式协调器将需要传送的数据通过半实物接口交送到目的物理主机的分布式协调器；

当通信发生在仿真节点和实物节点之间时，通过安装在仿真节点上的半实物接口把需要发送的数据发送给物理主机的网卡上，通过物理主机的真实网卡和实物节点进行通信。

若监听到拓扑发生变化时，则将该信息发送报文，告知其他分布式协调器。

本发明的有益效果：本发明在多台主机上分别运行大规模网络中的一部分，当仿真节点之间的通信在一个主机上时，按照使用的网络协议正常处理；当仿真节点之间的通信需要在不同主机上时，借助分布式协调器来进行，保证网络协议可以正常工作；当通信发生在仿真节点和实物节点上时，直接通过安装在仿真节点上的半实物接口把需要发送的数据发送给物理主机的网卡上，通过物理主机的真实网卡和实物节点进行通信；采用本发明的方法实现了仿真节点和实物节点的对等通信，以及实现了半实物仿真；本发明的方法包括以下优点：