[发明专利]电力数据网络半实物仿真方法

摘要

本发明公开了一种电力数据网络半实物仿真方法，包括如下步骤：（1）、半实物仿真系统架构由一个仿真网络和多个实际节点构成；（2）、仿真网络运行在一台主机上，以TCP/IP协议结构模拟整个仿真场景的网络各层次协议，仿真网络由各层虚拟协议栈搭建而成，各层协议通过虚拟数据包流连接；虚拟数据包由应用层产生，由上往下依次流经各层结构；当数据包流完成了某层协议相关操作，即发起下层协议接收响应，最终实现了虚拟业务从服务器到目的节点的传输。本方法所提出的半实物仿真方法把虚拟网络仿真结果融入到了实际传输中，仿真结果具有较高的可信度。本方法所提出的半实物仿真网络数据包映射方法复杂度较低，具有较好的可扩展性。

主权项

1.一种电力数据网络半实物仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、半实物仿真系统架构由一个仿真网络和多个实际节点构成；（2）、仿真网络运行在一台主机上，以TCP/IP协议结构模拟整个仿真场景的网络各层次协议，仿真网络由各层虚拟协议栈搭建而成，各层协议通过虚拟数据包流连接；虚拟数据包由应用层产生，由上往下依次流经各层结构；当数据包流完成了某层协议相关操作，即发起下层协议接收响应，最终实现了虚拟业务从服务器到目的节点的传输；（3）、实际网络中，起始节点产生实时数据流并向目的节点发送；其中，实时数据流由起始节点发送至由中间节点Ⅰ后，由半实物仿真接口模块完成对实时数据流截获；该半实物仿真接口模块分别与仿真网络的应用层和路由层相连，并同时与实际物理网卡映射关联，当实时业务流数据被实际物理网卡接收后，实际数据包将通过半实物仿真接口模块映射到仿真系统中节点应用层以产生虚拟数据包；当虚拟数据包经过仿真虚拟网络最终被其目的节点路由层收到后，再通过半实物仿真接口模块控制实际物理网卡把所映射的实际数据包转发出去，通过中间节点Ⅱ获取经过模拟仿真后的数据包，发送给目的节点；当实时业务流数据包到来后会先被存入缓存内存中，然后半实物仿真接口模块会从缓存队列中读取一个包大小信息，同时仿真系统的应用层产生与之同样大小的虚拟数据包，进入虚拟网络仿真，仿真系统的应用层产生数据包加入了前端动态时隙同步机制，以完成虚拟包与实际数据包的实时同步映射；当虚拟网络中目的节点路由层收到该虚拟包后，半实物仿真接口模块反过来产生控制信号，控制实际数据包从缓存中发送出去；如果虚拟数据包丢失，则丢弃缓存队列中对应的实际数据包；缓存队列的发送端口和虚拟包发送端口分别加入时间同步机制，以完成虚实数据包的同步和实际数据包的时延同步；所述前端动态时隙同步机制使实际业务流数据包和虚拟数据包一一对应，该机制用到了向仿真系统安插空事件以及添加系统休眠的方法，让实际业务传输性能情况同步的显示在仿真分析结果中；具体为，设实际时刻T₁捕获到实际数据包，则仿真网络在此之前以ΔT₁的虚拟时间间隔发起虚拟包发送事件，并侦听接收数据缓存队列，直到发现有实际数据包后产生对应的虚拟数据包；由于ΔT₁是以微小时间以让虚拟应用层侦听接收数据缓存队列，虚拟包发送事件只会增加响应事件数量，不会产生虚拟数据包；一旦仿真网络系统产生虚拟包，则使用侦听到的接收数据包大小，以此确定虚拟包的发送间隔ΔT₂；此时让计算机CPU休眠时间ΔT_S ，以让系统仿真时间停止并消耗实际时间，从而使仿真时间和实际时间同步。