[發明專利]一種虛實網絡無縫融合的仿真方法

有效

• 申請號: 201611077852.6
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108123819B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 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: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明公開了一種虛實網絡無縫融合的仿真方法，涉及網絡模擬仿真技術領域，解決基于OpenStack平臺的虛實融合的網絡數據包傳輸不透明的問題，所述方法包括步驟：搭建OpenStack云計算平臺基本環境；構建目標虛擬網絡，虛擬網絡中使用自主研發的路由器；運行流表配置腳本，使虛實網絡之間的數據包可以透明傳輸；連接實物設備與虛擬網絡構成虛實融合的網絡。本發明通過提供一種虛實網絡無縫融合的仿真方法，實現搭建一個透明的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無縫融合的仿真方法。

背景技術

網絡研究長期以來一直基于網絡模擬、網絡仿真和實物測試床三種主要技術展開，但網絡模擬技術難以保證網絡節點復現的逼真度，網絡仿真技術在規模上又具有局限性，而實物測試床由于其成本高、靈活性差、實驗可重復性差等缺點也難以支撐大規模網絡行為的研究，所以相關專家提出虛實融合的網絡研究環境，其結合上述三種技術的優點，能夠支持大規模、高逼真度的網絡實驗，該技術正逐漸成為主流。

OpenStack作為云計算平臺的代表，其功能強大，能夠構建多樣化的虛擬網絡，但是虛實網絡間的通信要經過router namespace進行地址轉換，對于科學研究來說，這造成數據包傳輸不透明，導致網絡仿真不逼真。

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無縫融合的仿真方法，可以借助OpenStack平臺實現虛實網絡融合，同時保證數據包的透明傳輸。

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OVS，各節點之間的通信采用Gre方式，且網絡節點應與控制節點相互獨立，獨立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；

S2：構建目標虛擬網絡，該虛擬網絡包括OpenStack虛擬云主機，Open vSwitch虛擬交換機，以及自主開發的虛擬路由器，舍棄OpenStack自帶的虛擬路由器；

S3：運行自主用python編寫的流表配置腳本，該腳本的功能是使數據包在網絡節點內跳過router namespace，從而避免地址轉換，實現數據包透明傳輸，其詳細的配置過程是：

(1)遠程查詢控制節點的neutron數據庫；

(2)如果數據庫中存在flowInfo表則直接進入下一步，否則在控制節點上建立該表，并在網絡節點OVS中的br-ex上添加流表，使所有虛擬網絡進入的流量被發送到實物網絡；

(3)使用內連接查詢，查詢數據庫的ports表和subnets表，并與flowInfo表中的數據對比，查找flowInfo表里未記錄的網絡的IP地址、id和其對應的DHCP接口的名字，如果找到，進入下一步，否則直接進入(7)；