[發明專利]網絡路由流量仿真方法和裝置

有效

• 申請號: 201310460068.3
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104518899B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 吳湘東;申志云;冀暉;劉紫千;許彤;林躍華;馬少偉;李玉娟
• 申請（專利權）人: 中國電信股份有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/751;H04L12/823
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙倩男

本發明公開了一種網絡路由流量仿真方法和裝置，及大型IP網絡管理系統技術領域。該方法包括：結合流量流向FLOW數據、IGP路由及拓撲數據、BGP路由數據、設備端口流量數據，通過BGP與IGP路由迭代以及端到端路徑的流量加載，構造影子網絡路由流量模型；流量仿真計算中使用的逐級迭代約束算法。為IP網絡管理系統提供一種基于實測數據的應用于大型IP網絡的路由和流量仿真的方法，以幫助網絡管理人員快速構造與現網流量模型一致的“影子網絡”，并在其上進行仿真模擬調整，為網絡規劃、優化及工程實施提供幫助。

技術領域

本發明涉及大型IP網絡管理系統技術領域，特別涉及一種網絡路由流量仿真方法和裝置。

背景技術

大型IP網絡的調整需要綜合考慮網絡、流量和業務的變化，需要在仿真平臺上做相應的驗證，以便制定嚴密的實施方案。

仿真平臺模擬與現網完全一致的節點和連接情況，并從網絡中提取真實的路由，包括IGP（Interior Gateway Protocol，內部網關協議）和BGP（Border Gateway Protocol，邊界網關協議），以及流量信息注入仿真平臺，構建與現網具有相同邏輯拓撲結構和流量分布特性的“影子網絡”，從而在網絡調整和業務優化方面進行仿真驗證。

在路由仿真產品方面，業界主流產品主要采用的是基于設備端口流量和IGP路由拓撲反算流量需求進而進行流量仿真。令Y=(y₁,…,y_I)’表示一個網絡中所有鏈路的流量值，其中，“’”表示矩陣的轉置，I表示鏈路的總數，y_i表示第i條鏈路的流量。該網絡中所有源節點（O）和目的節點（D）之間的流量需求即OD對組成流量矩陣X=(x₁,…,x_J)’，J表示網絡中OD對的總數，x_j表示第j個OD對之間的需求。A是一個I×J階的0-1矩陣，稱為路由舉證，它的每一行代表一條鏈路，每一列代表一個OD對。如果鏈路i在OD對j的流量需求經過的路徑上，則a_ij=1，否則a_ij=0。A的列指明了某個OD需求在網絡中所要經過的全部鏈路的集合，即這個OD對的路由，顯然A是一個包含了實際路由信息的矩陣。以上參數之間的關系可以用線性方程Y=AX表示。業內的流量仿真產品都是基于已知鏈路流量Y和路由矩陣A的情況下上述方程中求出流量矩陣X。其中，鏈路流量Y可以通過SNMP數據得到，實際路由矩陣A可以通過路由器的配置信息或者通過收集IGP路由（OSPF或者IS-IS）的鏈路權重并計算最短路徑來得到。問題的難點在于，由于通常網絡中OD對的數量要遠大于鏈路數，即J>>I，A不是一個滿秩方陣，這意味著方程Y=AX將有無窮多組可能解，是一種病態的線性逆問題。

雖然通過一定的算法優化盡量提高仿真的準確性，但其多解方程的本質仍然無法確保其數據的準確程度，并且沒有考慮BGP路由與IGP路由特性進行仿真，與運營商網絡的路由使用實際情況不一致。

發明內容

本發明的發明人發現上述現有技術中存在問題，并因此針對所述問題中的至少一個問題提出了一種新的技術方案。

本發明的一個目的是提供一種用于網絡路由流量仿真的技術方案。

根據本發明的第一方面，提供了一種網絡路由流量仿真方法，包括：

獲取現網的基礎數據，所述基礎數據包括IGP路由及拓撲數據、BGP路由數據、端口流量數據、流量流向Flow數據，其中，所述流量流向Flow數據包括：源路由器、源接口、目標地址、流量;

根據所述基礎數據構造現網的影子網絡，所述影子網絡包括網絡拓撲和流量模型，其中，所述影子網絡的網絡拓撲通過所述IGP拓撲數據構造，所述影子網絡的流量模型包括網絡邊緣間端到端的流量成分，以及網絡中繼的流量成分；

基于對網絡拓撲的仿真調整確定所述影子網絡的新的IGP拓撲，以及在所述新的IGP拓撲上的新的路徑矩陣；