[发明专利]面向广域网远程虚拟环境的组播扩展方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式系统与计算机网络技术领域，具体地说是一种面向广域网远程虚拟环境的组播扩展方法，把组播的思想从局域网扩展到广域网远程虚拟环境中。

背景技术

分布交互仿真以网络技术为基础，将地理分布的同构或异构的仿真器集成在一个时间和空间相一致的环境中，并实现它们之间的互操作，从而完成特定的任务。分布交互仿真对于解决复杂、综合系统的研究、设计、验证具有重要意义，它为地理分布的仿真平台之间互操作提供了可能，使仿真活动的方式具有更大的灵活性。

随着仿真应用在广度及深度上的发展，广域网上的分布交互仿真是未来发展趋势。分布式交互仿真是由许多分散在不同地理区域的仿真结点机通过局域网或广域网互联而成，具有仿真结点数目大、网络资源受限以及交互数据量大且频繁等特点，因此其面临的一个主要技术问题是系统规模的可扩展性。

系统规模主要受系统资源的限制，主要包括处理机资源及网络带宽资源。其中处理机资源主要用于仿真实体模型计算、仿真数据收发的网络处理开销及必要的管理开销(如数据过滤开销等)。随着分布交互仿真规模(实体和仿真结点机数目)的增加，必然加大了仿真平台间信息交换量。过多的网络数据量会导致网络拥塞，影响数据延迟特性，而对于现有的处理机平台，受操作系统等因素的影响，网络处理开销相对较大，对大量网络数据的处理会影响正常的仿真运行。

组播技术是一种有效的减少冗余数据的方法，并且在局域网内仿真应用的数据过滤方面的应用是相当成功的。但是在广域网上应用组播方式进行数据过滤却存在着许多问题，主要包括扩展性、网络管理、实施和高层应用的支持，IP组播中，所有介于发送者和接收者之间的路由器、集线器、交换机、TCP/IP协议栈、防火墙等，均需要支持组播，这种设备上的要求是很难实现；并且，组播组是稀有资源，各种网络设备所能支持的组播组数量很有限，组播组的建立和重新配置的代价相当大。

总之，在广域网上的分布式仿真环境中，如何设计行之有效的组播扩展方法，既可以使系统高效运行，又可以占用少量的网络带宽，还可以在最大程度上保证数据过滤的效率性，从而直接影响了整个分布式系统的正确性和规模性，是计算机分布式系统领域所面临的重点、难点问题之一。目前，国内外文献中均未见此相关报道。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种面向广域网远程虚拟环境的组播扩展方法，该既可以使系统高效运行，又可以占用少量的网络带宽，还可以在最大程度上保证数据过滤的效率性，达到缓解因仿真规模扩大对网络带宽和处理资源带来的压力的目的。

本发明采取的技术方案是：面向广域网远程虚拟环境的组播扩展方法，步骤如下：

(1)在每个局域网内的加入一个网关，各个局域网之间通过网关互相通信；

(2)把整个虚拟环境预先划分成多个单元网格，步骤(1)所述的网关为每个单元网格分配一个组播地址和一个网格标识号ID，并保存组播地址与网格ID的对应关系，同时该网关还要加入自己所在局域网的所有组播组；

(3)将虚拟环境中的所有仿真成员的更新区域和订购区域均映射为步骤(2)所述单元网格的集合；

(4)步骤(1)所述的网关负责维护本局域网的订购区域集合，并将该信息发给已经建立连接的广域网上的其他网关，收到订购区域集合的网关将该信息维护在一个网关列表中；

(5)网关在步骤(2)所述的某个组播组中收到仿真成员的状态更新信息后，将根据步骤(4)中所述的网关列表中所保存的各个网关的订购区域集合进行匹配，如果该组播组对应的单元网格在某个网关的订购区域集合中，则将该状态更新信息发送给该网关，如果不在该网关的订购区域集合中，则不将该状态更新信息发送给该网关；

(6)步骤(5)中的该网关接收到广域网上其他网关发来仿真成员的状态更新信息后，会将该信息转发到本局域网的相对应的组播组。

所述步骤(1)中的网关与仿真应用之间的通讯接口相同，仿真应用节点不需要因为网关的加入而进行更改。

所述步骤(1)中的所有的网关均是采用对等的通讯方式，它们通过TCP连接交换各自局域网中的仿真数据。

所述内步骤(2)中的单元网格是在仿真开始之前划分好的，为静态数据，在仿真的过程中均不发生改变。

所述步骤(3)中将虚拟环境中的所有仿真成员的更新区域和订购区域均映射为步骤(2)所述单元网格的集合的方法为：如果某个网格中有一部分属于某个更新区域或者订购区域，就把这个网格加入到该更新区域或订购区域对应的网格集合中。