[發明專利]一種虛實網絡靈活可擴展融合的仿真方法

有效

• 申請號: 201611077837.1
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108123818B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王曉鋒;鄧博;蔣敏;劉淵
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種虛實網絡靈活可擴展融合的仿真方法，涉及網絡模擬仿真技術領域，解決時下網絡測試研究方法在規模、逼真度等方面所存在的問題，所述方法包括步驟：搭建OpenStack云計算平臺基本環境；基于搭建好的基本環境，添加多個網絡節點，為每個網絡節點添加多塊連接外網的網卡；構建目標虛擬網絡；連接實物設備與虛擬網絡；根據需要更改或添加流表規則，以達到隔離網絡和限制流量的目的。本發明通過提供一種虛實網絡靈活可擴展融合的仿真方法，實現搭建一個可靈活配置、可擴展的虛實融合的網絡環境，可用于網絡安全評估和計算機系統安全評估。

技術領域

本發明涉及網絡模擬仿真技術領域，特別是涉及一種虛實網絡靈活可擴展融合的仿真方法。

背景技術

網絡模擬技術基于離散事件模擬技術可實現大規模、超大規模網絡模擬，具有高度的可擴展性且開發和運行成本較低，目前被廣泛應用于大規模網絡的研究。但網絡模擬技術的缺點也顯而易見，由于其僅僅是模擬系統或者設備的某些功能，因此難以保證網絡節點復現的逼真度、難以支撐網絡實際應用的部署以及用戶行為的復制。

網絡仿真技術在虛擬網絡中引入真實的網絡流量，可以仿真整個系統或者設備。與網絡模擬技術相比，基于虛擬化技術的網絡仿真可有效支持用戶行為的復制，從而提供更加真實的網絡環境，但在網絡仿真規模以及網絡復現速度方面稍顯不足。

實物網絡測試床是指設計出研究所需要的合理硬件和軟件環境，建立有特定特性的實際網絡。這種方法可以獲得非常逼真的結果，但是成本高、靈活性差、可用性差，并不適用于大規模網絡行為的研究；同時，該方法的實驗可重復性差。

OpenStack作為云計算平臺的代表，功能強大，配合虛擬交換機可構建多樣化的虛擬網絡，且管理方便，對外提供豐富的接口。該平臺主要由3類節點構成，控制節點負責對各節點的管控功能，網絡節點負責提供各種網絡服務，計算節點負責為虛擬機的建立提供資源，OpenStack M版本把控制節點和網絡節點集成到了同一個節點上。基本的OpenStack架構包括一個控制節點，一個網絡節點和若干個計算節點，且網絡節點只有一塊連接外網的網卡，也就是說實物設備只能通過唯一的接口接入虛擬網絡，這大大限制了實物設備接入虛擬網絡的靈活性以及虛實融合的網絡仿真的擴展性。

Open vSwitch(OVS)是運行在虛擬化平臺的虛擬交換機，可為動態變化的端點提供二層交換功能。OVS中各個網橋根據其流表規則對流經的數據包進行操作，且OVS上各端口根據vlan tag收發數據包。如果OVS上的端口配置了vlan tag，這個端口只能收到帶有此vlan tag的數據包，且對于經過該端口流入OVS的流量，這個端口會自動為數據包打上該端口所帶的vlan tag，對于經過該端口流出OVS的流量，這個端口會自動刪除數據包所帶的vlan tag。OpenStack中可采用OVS作為虛擬交換機，在OpenStack中建立一個網絡，OVS會為該網絡配置一個唯一的vlan tag，達到隔離網絡的目的。OVS的這種根據流表和vlan tag控制和轉發數據包的特點，可以方便管理員運用OpenFlow協議對流表進行管理從而達到控制數據包的流向、隔離網絡、流量監控等目的。

發明內容

本發明解決的技術問題是要提供一種虛實網絡靈活可擴展融合的仿真方法，可以有效摒棄網絡模擬仿真技術和實物網絡測試床的不足并結合它們各自的優點，實現構建可靈活配置、可擴展的虛實結合的網絡測試環境。

本發明解決上述問題的技術方案如下：

S1：搭建OpenStack云計算平臺基本環境，其中虛擬交換機使用Open vSwitch(OVS)，各節點之間的通信方式采用Gre，且網絡節點應與控制節點相互獨立，獨立出來的網絡節點將作為虛實互聯服務器；搭建好的環境包括一個控制節點、一個網絡節點和若干個計算節點；