[发明专利]网络仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别是涉及一种网络仿真系统。

背景技术

随着网络技术的发展，研究人员不断开发出新的网络协议、算法和应用，以适应日渐增长的网络通信需求。然而由于网络的不可控、易变和不可预测等特性的存在，给新的网络方案的验证、分析和比较带来了极大的困难。在这种情况下网络模拟仿真技术作为一种新的网络设计和规划技术，为网络研究提供了方便高效的验证和分析工具。

网络模拟仿真技术是指通过构造可控、可重现网络状态的虚拟网络环境进行网络行为仿真，从而获得网络设计和优化所需要的网络特性参数，并观察特定网络行为的一种技术，同时也是一种降低网络建设、运维及测试风险的可靠技术，其中虚拟网络环境中包括网络设备、链路和协议模型等。

模拟仿真技术的发展也衍生了众多的模拟仿真工具，这些模拟仿真工具为网络仿真、分析及研究带来了新的血液，但这些模拟仿真工具几乎都局限于单台计算机上，如下列出的主流的单机模拟仿真工具。

1)OPNET

OPNET是一款优秀的、大型的、商业化的计算机网络仿真和建模工具，它结合了基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法，采用层次性的模拟方式，支持面向对象的建模方式，并提供图形化的编辑界面以便用户操作，它强大的功能和全面性几乎可以模拟任何网络设备如支持各种网络技术，它为客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理提供全方位的支持。此款工具可运行在Unix、Solaris及Windows等操作系统上。

2)QualNet

QualNet是一种应用于无线、有线、混合网络的快速而精确的动态开发、仿真系统。其具备高速并行运算能力，具备良好的可扩展性，并且完全忠实于实际网络的体系结构及协议，为真实网络提供一个较好的评估平台。此款工具可运行在Linux、Windows及Mac等操作系统上。

3)NS2

NS2是一个由UC Berkeley开发的用于仿真各种IP网络的、优秀的仿真软件，它是一个可扩展的、易配置的、可编程的离散事件驱动的模拟器，网络模型库包括拓扑模型、流量模拟和协议模型等，为了兼顾效率和运行速度，NS2采用了C++和OTcl（Object TCL）两种面向对象的程序语言。NS2定义了相关的模块用于记录模拟的结果，提供Xgraph用以图形化的方式显示模拟结果，Nam（Network Animator）用来动态展示模拟场景的动画效果。此款工具主要运行于Unix、Linux及Windows等操作系统上。

上述几种模拟仿真工具主要是面向研究人员，很少面向运维人员，因此为了方便研究人员使用，一般都局限于单台计算机上。虽然单机模拟仿真工具提供了丰富的高级语言接口和仿真模型库，使得其具有较好的方便性和灵活性，但依然存在不足之处：

1)规模方面：当前OPNET、QualNet及NS2等模拟仿真工具几乎都运行于单台计算机上，因此仿真性能完全受限于此台计算机，在进行大规模仿真实验的情况下，仿真分析必将大打折扣，同样由于单台计算机的限制，使得当前的仿真系统在扩展性及可靠性方面受到极大的限制；

2)用户入门方面：OPNET及QualNet都是商业软件，单单产品本身的价格就十分昂贵，此外相关模块还需额外购买，另外这两款产品主要面向专业人士，普通用户入门很难，虽然提供图形用户界面，但终究无法让普通用户快速上手；而NS2虽然是开源免费的工具，但却未为用户提供必要的图形化界面，导致用户需要了解各命令行的含义及使用方法，因此导致用户同样面临较难上手的问题；

3)与外界网络的通信方面：OPNET及QualNet不能与外界真实网络直接通信，必须通过半实物接口进行仿真数据包与真实数据包的转换，完成虚拟IP和真实IP的映射，而NS2则不能同外部真实网络通信。

网络仿真任务，例如数据网的仿真任务，在计算量方面的需求越来越大，单台计算机的计算能力已经无法满足仿真要求。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种网络仿真系统，以适用于普通用户入门、并能搭建大规模网络环境。

一种网络仿真系统，

包括管理服务器和多个节点服务器；

所述管理服务器分别与每个节点服务器相连；

所述管理服务器，用于根据待仿真网络的拓扑图，调用多个所述节点服务器的资源，创建所述拓扑图中节点的资源模型，利用创建的资源模型搭建待仿真网络。

本发明的网络仿真系统，基于分布式网络架构，能够充分利用多台计算机资源并具有处理效果好、网络重构能力强、易使用等优点。