[发明专利]一种低轨星座组网协议测试系统构建方法

说明书

本发明公开了一种低轨星座组网协议测试系统构建方法，属于组网协议测试领域。该方法包括创建组网协议测试系统的节点，创建组网协议测试系统的链路，生成组网协议测试系统的动态拓扑等步骤。本发明具有节点可灵活扩展、拓扑可按需生成、实物与云仿真结合的特点，可持续支撑各阶段星座组网技术的验证。

技术领域

本发明公开了一种低轨星座组网协议测试系统构建方法，属于组网协议测试技术领域。

背景技术

由于卫星互联网星座规模大、系统复杂度高、建设周期长，采用全实物测试方法或软件仿真方法构建网络协议测试系统分别存在以下问题：

（1）全实物测试：卫星互联网网络规模大，采购全套设备和软件成本巨大，部署需要消耗大量人力和时间，系统调试及问题排查非常困难，测试环境一旦建成不易于重构，实际设备之间为物理连接，不能精准的模拟卫星互联网拓扑的高动态特性，在系统建成前，很多设备尚未研制完成，不具备构建全实物测试环境的条件；

（2）软件仿真：不具备与实际设备相同的运行环境，代码移植性差、成熟度低，不易于外接实际设备进行半物理测试。

针对卫星互联网星座规模大、系统复杂度高、建设周期长的特点，同时考虑实物测试存在投入成本巨大、环境部署复杂、调试维护困难、网络拓扑动态性差等问题，以及软件仿真存在代码移植性差、成熟度低等问题，为了在设备研制中同时开展系统级的组网协议验证、缩短项目周期和降低项目风险，亟需利用现代化技术手段构建模拟测试系统、开展组网协议和关键设备的等效验证。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种低轨星座组网协议测试系统构建方法，其能够便捷、快速地构建成本低廉、成熟度高、规模可扩展的半物理组网协议测试系统，进而支撑建设前、建设中、建设后伴飞等各阶段的星座组网技术的验证。

本发明的目的是这样实现的：

一种低轨星座组网协议测试系统构建方法，用于构建包括云仿真平台的半实物仿真测试系统，包括以下步骤：

（1）创建组网协议测试系统的节点，包括仿真节点和物理节点；所述仿真节点为云仿真平台内部的虚拟节点，所述物理节点为实际物理设备；

（2）创建组网协议测试系统的链路，包括仿真链路和虚实链路；所述仿真链路为仿真节点之间的链路，所述虚实链路为物理设备之间，以及仿真节点与物理节点之间的链路；

（3）生成组网协议测试系统的动态拓扑，包括外部导入拓扑、外部程序控制拓扑和平台界面配置拓扑；其中，外部导入拓扑用于模拟真实卫星星座中各卫星节点之间链路的动态变化；外部程序控制拓扑用于模拟终端、关口站节点切换过程中的拓扑变化，并用于渲染业务路径；平台界面配置拓扑用于模拟节点或链路损毁情况下的偶发性拓扑变化；

完成低轨星座组网协议测试系统构建。

进一步的，步骤（1）中，仿真节点的创建方式如下：

1）为仿真节点选择与实际物理设备相同的CPU架构；对于地面设备，选择X86的CPU架构，对于星载平台，选择ARM的CPU架构；

2）为仿真节点选择与实际物理设备一致的操作系统；

3）将实际物理设备中的程序代码直接上传至云仿真平台；

4）依据CPU架构、操作系统以及程序代码，生成实际物理设备的节点模型；

5）编写节点生成脚本并上传至云仿真平台，基于节点模型，一键创建所有仿真节点，此外，根据脚本中各节点的信息添加相应的网卡，并设置网卡类型；

物理节点的的创建方式如下：

1）准备实际物理设备；

2）按需为实际物理设备安装相应的操作系统；

3）将程序代码导入至实际物理设备；

4）为实际物理设备配置网卡参数。

进一步的，步骤（2）中，仿真链路的创建方式如下：

1）根据实际链路的传输特性，计算出等效的时延、带宽和丢包；