基于分布式与半实物仿真技术的网络模拟系统设计与实现

摘要

随着通信网络日趋复杂庞大，依靠构建实际网络完成网络规划、设计、验证和测试已不太可能，越来越多地采用网络模拟系统完成这些功能。网络模拟系统的广泛使用对网络模拟技术提出了更高的要求，将分布式仿真和半实物仿真技术与网络模拟技术相结合，形成的网络模拟系统能够更好的满足应用需求。分布式仿真技术使用网络连接不同的仿真系统，扩大网络模拟规模；半实物仿真技术能够接入实际设备，通过模拟系统与实际设备交互，增强网络模拟系统的真实性。
　　论文研究分析了基于各种仿真工具的网络模拟技术，深入研究了分布式仿真和半实物仿真技术的理论及实现框架。在此基础上，依据用户需求和设备研制要求，依托局域网、Linux操作系统和样机研制成果，完成网络模拟系统的分布式仿真框架、半实物仿真网关和模拟节点设计。
　　首先分析提出系统的功能需求、性能需求和一般性要求；然后根据实现分布式仿真和半实物仿真功能的需要，使用样机的研制成果，设计完成由半实物仿真单元和接口单元组成的半实物仿真网关；设计完成基于PC架构的仿真板；通过以太网总线连接半实物仿真网关和仿真板，构成网络模拟系统的硬件框架。最后重点完成网络模拟系统的软件设计，包括软件总体架构设计、人机交互软件设计、分布式仿真框架设计、半实物仿真框架设计和模拟节点设计。
　　课题实现了人机交互软件和网络模拟系统。简单介绍人机交互软件的界面和命令实现；详细分析了系统的半实物仿真网关、分布式仿真代理和模拟节点的实现，从实现原理、数据流程、伪代码和数据结构方面描述各模块的实现思路。
　　对网络模拟系统完成全面测试分析。测试人机交互软件的网络规划和配置管理功能，完成网络规划、参数下发、启动试验和配置管理的测试；充分测试模拟节点之间、模拟节点与实装设备之间的路由协议交互，测试了EIGRP和OSPF路由协议在各种网络拓扑下的路由收敛和数据通信；测试模拟节点之间、模拟节点与实装设备之间的MPLS协议，包括LSP管理、标签分配和基于LSP的数据通信。
　　完成的网络模拟系统能够模拟模拟网络规划、开通、管理和测试分析的全过程，与实际网络连接完成大规模网络的协议性能测试，作为新研设备的协议一致性测试分析，也可以作为新协议开发验证的平台。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和设计目标

1.4 论文结构安排

第二章 理论技术研究

2.1 网络模拟技术

2.2 分布式仿真

2.3 半实物仿真

2.4 技术分析

2.5 本章小结

第三章 系统分析与设计

3.1 需求分析

3.2 硬件设计

3.3 软件设计

3.4 本章小结

第四章 系统实现

4.1 概述

4.2 人机交互软件

4.3 半实物仿真网关软件

4.4 分布式仿真代理模块

4.5 模拟节点

4.6 本章小结

第五章 测试结果与分析

5.1 人机交互软件

5.2 路由协议

5.3 MPLS协议

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献