[发明专利]一种虚实网络无缝融合的仿真方法

说明书

本发明公开了一种虚实网络无缝融合的仿真方法，涉及网络模拟仿真技术领域，解决基于OpenStack平台的虚实融合的网络数据包传输不透明的问题，所述方法包括步骤：搭建OpenStack云计算平台基本环境；构建目标虚拟网络，虚拟网络中使用自主研发的路由器；运行流表配置脚本，使虚实网络之间的数据包可以透明传输；连接实物设备与虚拟网络构成虚实融合的网络。本发明通过提供一种虚实网络无缝融合的仿真方法，实现搭建一个透明的的虚实融合的网络环境，可用于网络安全评估和计算机系统安全评估。

技术领域

本发明涉及网络模拟仿真技术领域，特别是涉及一种虚实网络无缝融合的仿真方法。

背景技术

网络研究长期以来一直基于网络模拟、网络仿真和实物测试床三种主要技术展开，但网络模拟技术难以保证网络节点复现的逼真度，网络仿真技术在规模上又具有局限性，而实物测试床由于其成本高、灵活性差、实验可重复性差等缺点也难以支撑大规模网络行为的研究，所以相关专家提出虚实融合的网络研究环境，其结合上述三种技术的优点，能够支持大规模、高逼真度的网络实验，该技术正逐渐成为主流。

OpenStack作为云计算平台的代表，其功能强大，能够构建多样化的虚拟网络，但是虚实网络间的通信要经过router namespace进行地址转换，对于科学研究来说，这造成数据包传输不透明，导致网络仿真不逼真。

Open vSwitch(OVS)是运行在虚拟化平台的虚拟交换机，可为动态变化的端点提供二层交换功能。OVS中各个网桥根据其流表规则对流经的数据包进行操作，且OVS上各端口根据vlan tag收发数据包。如果OVS上的端口配置了vlan tag，这个端口只能收到带有此vlan tag的数据包，且对于经过该端口流入OVS的流量，这个端口会自动为数据包打上该端口所带的vlan tag，对于经过该端口流出OVS的流量，这个端口会自动删除数据包所带的vlan tag。OpenStack中可采用OVS作为虚拟交换机，在OpenStack中建立一个网络，OVS会为该网络配置一个唯一的vlan tag，达到隔离网络的目的。OVS的这种根据流表和vlan tag控制和转发数据包的特点，可以方便管理员运用OpenFlow协议对流表进行管理从而达到控制数据包的流向、隔离网络、流量监控等目的。

发明内容

本发明解决的技术问题是要提供一种虚实网络无缝融合的仿真方法，可以借助OpenStack平台实现虚实网络融合，同时保证数据包的透明传输。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

S1：搭建OpenStack云计算平台基本环境，其中虚拟交换机使用OVS，各节点之间的通信采用Gre方式，且网络节点应与控制节点相互独立，独立的网络节点将作为虚实互联服务器；搭建好的环境包括一个控制节点、一个网络节点和若干个计算节点；

S2：构建目标虚拟网络，该虚拟网络包括OpenStack虚拟云主机，Open vSwitch虚拟交换机，以及自主开发的虚拟路由器，舍弃OpenStack自带的虚拟路由器；

S3：运行自主用python编写的流表配置脚本，该脚本的功能是使数据包在网络节点内跳过router namespace，从而避免地址转换，实现数据包透明传输，其详细的配置过程是：

(1)远程查询控制节点的neutron数据库；

(2)如果数据库中存在flowInfo表则直接进入下一步，否则在控制节点上建立该表，并在网络节点OVS中的br-ex上添加流表，使所有虚拟网络进入的流量被发送到实物网络；

(3)使用内连接查询，查询数据库的ports表和subnets表，并与flowInfo表中的数据对比，查找flowInfo表里未记录的网络的IP地址、id和其对应的DHCP接口的名字，如果找到，进入下一步，否则直接进入(7)；