[發明專利]一種分布式仿真網絡結構實時動態優化方法

有效

• 申請號: 201611161608.8
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108234169B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 周軍華
• 申請（專利權）人: 北京仿真中心
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;張雪梅

本發明公開一種分布式仿真網絡結構實時動態優化方法，包括：S1、構建分布式仿真網絡的總體架構；S2、對各網絡設備進行描述并建立各網絡設備之間的連接關系，從而建立分布式仿真網絡的拓撲結構；S3、將仿真模型部署到相應的網絡設備；S4、設置各網絡設備的屬性；S5、建立優化模型，設置優化目標、優化約束和優化設計變量；S6、設計優化模型的搜索策略并配置參數；S7、在仿真過程中，利用優化模型通過網絡控制器獲取網絡設備的狀態信息，根據網絡設備的狀態信息進行網絡結構優化，并將優化結果發送至網絡控制器；S8、利用網絡控制器根據優化結果改變分布式仿真網絡的拓撲結構，實現分布式仿真網絡結構優化。本發明可實現分布式仿真既快且優地運行。

技術領域

本發明涉及仿真網絡技術領域。更具體地，涉及一種分布式仿真網絡結構實時動態優化方法。

背景技術

分布式交互仿真(Distributed Interactive Simulation,DIS)是“采用協調一致的結構、標準、協議和數據庫，通過局域網、廣域網將分布在各地的仿真設備互聯并交互作用，同時可由人參與交互的一種綜合環境”。它以計算機網絡作為支撐，將分散于不同地域的相對獨立的各類仿真器互聯起來，構成一個大規模、多參與者協同作用的綜合虛擬環境，以實現含人平臺、非含人平臺的交互以及平臺與環境間的交互。分布式交互仿真技術的發展主要經歷了三個階段：DIS階段、ALSP階段和HLA階段。DIS的基本思想是通過建立一致的標準通信接口來規范異構的仿真系統間的信息交換，通過計算機網絡將位于不同地理位置的仿真系統聯接起來，構成一個異構的綜合作戰仿真環境，滿足武器系統性能評估、戰術原則的開發和演練以及人員訓練的需要。1990年1月，美國高級研究計劃署提出了聚合級仿真協議(Aggregate Level Simulation Protocol,ALSP)，主要用于以離散事件為主的作戰仿真系統，它實質上是“構造仿真”。ALSP的時間管理不同于DIS，它不一定與實際時鐘直接關聯，而是采用時間步長、事件驅動等方法來保證時間對所有仿真應用時一致的和事件的因果關系正確。在DIS和ALSP的基礎上，為消除DIS在體系結構、標準和協議等方面的局限性和不足，1995年美國國防部發布了針對建模與仿真領域的通用技術框架。該框架由任務空間概念模型(Concept Model of Mission Space,CMMS)、高層體系結構(High LevelArchitecture,HLA)和一系列的數據標準三部分組成，其中HLA是框架的核心內容。HLA能提供更大規模的，將構造仿真、虛擬仿真、實況仿真集成在一起的綜合環境，實現各類仿真系統間的互聯互操作、動態管理、一對多的通信、系統和部件的重用、以及建立不同層次、不同粒度的對象模型。

隨著基于HLA的分布式仿真系統的規模越來越大，對仿真效率、仿真質量和仿真的動態遷移管理的要求越來越高，主要表現在(1)需要減少網絡中無用信息的多次重復傳輸，高效的實現數據的分發，提高整個網絡的帶寬利用率。(2)需要對資源進行動態分配，以適應不同的仿真任務需求。(3)需要關注網絡中的延時、帶寬、跳數以及總代價等參數，在此基礎上，輸出良好的服務質量(QoS)。由于傳統的網絡設備的數據層和邏輯控制層緊密耦合，導致采用傳統的網絡架構，很難滿足大規模分布式高效仿真需求。

軟件定義網絡(Software-defined Networking,SDN)是近年來繼云計算后學術界和產業界最為關注的網絡技術。SDN通過OpenFlow技術實現控制功能從網絡設備中分離出來。OpenFlow將控制功能從網絡設備中分離出來，在這種控制轉發分離架構下，網絡的邏輯控制功能和高層策略可以通過中央控制器靈活地進行動態管理和配置，可在不響傳統網絡正常流量的情況下，在現有的網絡中實現和部署新型網絡架構。分布式仿真當前面臨的問題歸根結底都是網絡動態性和可編程性不夠造成的，SDN為這些問題的解決提供了很好的思路。

因此，需要提供一種基于SDN的分布式仿真網絡結構實時動態優化方法。

發明內容