[发明专利]用于多模态智慧网络的半物理半虚拟网络仿真平台及方法

说明书

本发明公开了用于多模态智慧网络的半物理半虚拟网络仿真平台及方法，由网络控制器、虚拟网络节点仿真系统以及多个物理交换机节点组成。按照多模态网络业务需求，合理配置虚拟网络环境与真实物理仿真环境，通过将物理物理服务器网卡绑定到虚拟交换机上的方法，打破虚拟网络环境的边界，实现了与外界物理网络环境的互联。本发明使用物理交换机节点与虚拟交换机节点的网络组合，实现了网络资源的灵活、公平且可控的分配，降低了硬件成本的同时，也提高了配置的灵活性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及用于多模态智慧网络的半物理半虚拟网络仿真平台及方法。

背景技术

目前的互联网结构，已形成了可增量部署的多模态智慧网络体系架构和技术体系，但存在网络结构僵化、IP单一承载、难以抑制未知威胁等基础性问题。不同模态的网络处在不同的自治域中，各个自治域由于存在特性上的差异，导致网络拓扑各不相同。

现有的多模态网络均由物理节点组成，然而物理节点本身配置复杂，且成本相对较高。若采用纯虚拟交换机网络，虽然在配置上更为便捷，且网络拓扑生成简单，但是其模拟的网络性能和规模终将受限于承载其物理服务器的配置。

发明内容

为解决现有技术的不足，实现降低物理交换机网络配置难度，配置成本，以及避免虚拟交换机网络性能受限的目的，本发明采用如下的技术方案：

用于多模态智慧网络的半物理半虚拟网络仿真平台，包括相互连接的控制平面、数据平面，所述控制平面包括网络控制器，用于拓扑发现和地址协议解析，拓扑发现使得网络控制器得到全网视图，而地址解析协议ARP能够自主下发回应数据平面交换机的ARP请求包，起到ARP代理的作用；数据平面包括物理交换机和物理服务器；物理服务器通过虚拟网络节点仿真系统构建虚拟网络拓扑结构，包括一组虚拟交换机及与虚拟交换机对应的主机；网络控制器通过南向协议与物理交换机连接，物理交换机分别与各物理服务器的虚拟交换机连接，虚拟交换机与各自对应的本物理服务器的主机连接。

进一步地，所述物理服务器通过虚拟网络节点仿真系统，构建汇聚层虚拟交换机、边缘层虚拟交换机，物理交换机分别与各汇聚层虚拟交换机连接，各汇聚层虚拟交换机分别与本物理服务器的各边缘层虚拟交换机连接，边缘层虚拟交换机与各自对应的本物理服务器的一组主机连接。

进一步地，所述虚拟网络的拓扑结构为胖树网络拓扑结构。

进一步地，每台所述物理交换机及虚拟交换机的端口数量均为K，物理交换机的数量为(K/2)²，每台物理服务器的汇聚层虚拟交换机的数量为K²/2，边缘层虚拟交换机的数量为K²/2，主机数量为K³/4，汇聚层虚拟交换机通过绑定本物理服务器的端口，与每台物理交换机建立连接。

进一步地，所述南向协议包括P4Runtime协议、OpenFlow协议以及NETCONF协议。

进一步地，所述网络控制器包括ONOS多模态控制器和/或OpenDaylight多模态控制器。

进一步地，所述虚拟交换机包括BMV2虚拟交换机和/或OVS虚拟交换机。

用于多模态智慧网络的半物理半虚拟网络仿真方法，包括如下步骤：

步骤S1：在各物理服务器上，分别使用虚拟网络节点仿真系统虚拟网络拓扑结构，包括一组虚拟交换机及与虚拟交换机对应的主机；

步骤S2：将承载虚拟网络节点仿真系统的物理服务器的所有端口解绑；

步骤S3：将物理服务器上解绑的服务器端口，绑定到虚拟网络节点仿真系统创建的初始拓扑图中的特定虚拟交换机上，从而达到特定虚拟交换机拥有一个真正意义上的物理端口，其可实现物理连接；