[发明专利]一种基于汇聚过程的网络数据流生成方法与装置

说明书

该发明公开了一种基于汇聚过程产生网络数据流的方法与装置，本发明提供的内容主要是如何硬件产生两种常用的网络流量模型，泊松流量模型和自相似流量模型。本发明提供的方法包括数据包请求产生，请求排队等候，数据包封装。其中数据包请求产生包括：使用汇聚过程产生符合分布模型的请求数据；请求排队等候包括：将数据包请求按顺序排队寄存。数据包封装包括：处理数据包请求，按照网络协议产生完整的数据包。本发明的装置，主要包括，数据请求产生模块，请求排队等候模块，数据包封装模块，以实现上述方法。该方法和装置能解除软硬件接口带宽限制，而且能对具有典型网络特性的泊松、自相似流量模型进行刻画，具有良好的扩展性。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤指网络数据流生成方法与装置。

背景技术

随着互联网的快速发展、网络应用的多样化以及新型网络应用的快速部署，网络系统的规模、速度、复杂性日益提高。网络设备，作为现代大型网络系统的基础，应具有良好的性能和稳定性。所以，网络设备的测试技术成为了网络系统研究的一个重要方向。网络数据流生成，是一种向网络设备施加近似于真实网络流量行为的测试方法，对网络设备的业务能力分析有着重要的作用。

目前，网络流量行为已有诸多阶段性的研究成果，但缺少较统一的、应用于测试的网络流量生成方法，国内在网络设备测试技术领域的研究成果也较少。划分已有的网络流量生成方法，主要有软件、FPGA以及专用测试仪三类。

软件实现方案由计算机软件程序模拟网络流量行为，产生数据包并发送至端口输出缓存，具有灵活多样、简单低廉的优势。但端口线速率受限于软硬件接口带宽，不适用于现代高速网络测试。

FPGA实现方案能显著降低接口带宽的限制。一是软硬件协同设计方案，软硬件接口采用数据生成参数而非数据包，FPGA根据数据生成参数控制数据包的产生与发送。保留了软件灵活多样的优点，但并没有完全解除接口带宽的限制。

基于FPGA的硬件实现方案能完全回避接口带宽的问题，通过硬件描述语言实现网络流量行为的数学模型，并完成数据包的产生与发送过程，端口线速率只与硬件运行速度有关。然而，不同的网络流量行为通常具有不同的数学模型，采用不同的网络流量行为或是参数对网络设备进行测试需重新综合下载。

专用测试仪能有效地完成网络设备测试，支持丰富的网络协议，能产生复杂、高速的测试网络流量。但其价格昂贵，所以多用于成品测试，很难在网络设备的开发阶段对未完成的设计或是单独的模块进行评估。

发明内容

本发明针对背景技术中传统网络流量生成方案的不足，提供一种基于汇聚过程的网络数据流生成方法与装置，能够完全解除软硬件接口带宽限制，切换不同的网络流量模型也不用重新综合下载，从而达到扩展性好，灵活性高，方便测试的目的。

本发明的解决方案为一种基于汇聚过程的网络数据流生成方法；该方法包括：

步骤1：产生数据包请求信息；

步骤2：请求信息排队等候；

步骤3：数据包封装；

所述步骤1具体方法为：利用多个数据源同时产生数据包请求信息，其中各数据源采用相同的流量模型产生数据包请求信息；

所述步骤2具体方法为：同时接收所有数据源产生的请求信息，并对各产生的请求信息按照产生的先后顺序进行排序；

步骤3为：按照请求信息排列的顺序产生相应的数据包。

进一步的，所述步骤1中的数据源模块采用伯努利分布流量模型或ON/OFF流量模型产生数据包请求信息。

所述伯努利分布是一种离散分布,有两种可能的结果。1表示成功，出现的概率为p(其中0p1)。0表示失败，出现的概率为q＝1-p。