基于硬件的大规模网络路由仿真方法

摘要

本发明公开了提供一种基于硬件的大规模网络路由仿真方法，提出使用高性能专用网络处理专用平台实现大规模网络路由仿真技术。仿真的初始化过程由网络性能的仿真、装载相应的QoS算法代码和虚拟路由表的构建三个部分依次生成；仿真过程步骤如下：首先，接收真实网络数据包，然后，将真实数据包转化为用于仿真的虚拟包，在虚拟网络设备之间转发虚拟数据包，并虚拟数据包转化为真实数据包进入真实网络。本发明申请所提供的大规模网络路由仿真方法处理性能高、提供可靠的虚实转换接口、可扩展性强、降低了成本，增强了方便性和可操作性。

主权项

1.一种基于硬件的大规模网络路由仿真方法，其特征在于：仿真过程流程之前要有初始化过程；仿真的初始化过程由生成网络设备的仿真模型、装载相应的QoS算法代码和虚拟路由表的构建三个部分依次生成；生成网络设备的仿真模型本质上就是内存中的一系列缓冲队列，一个虚拟的数据包在这些仿真模型之间的传递过程实际上就是处理器将一个虚拟的数据包从一个设备所对应的队列拷贝到另一个设备所对应的队列中；装载相应的QoS算法代码指对以上提及的仿真模型中的队列的拥塞控制控制策略和队列之间的调度策略需对应真实的网络设备的QoS特性；路由表为每一个进入仿真系统的数据包提供了一条穿过仿真网络的路径，它是根据配置文件中提供的静态路由以及各个仿真设备所使用的路由协议产生的动态路由两者合并生成的；其特征还在于：在初始化之后的仿真过程步骤如下：(1)接收真实网络数据包网络处理器接收来自网络中的数据包，存储在网络处理器的存储器中，并在其中构造相应的数据包描述信息；数据包描述信息包括数据包的入口、存储地址、数据包偏移以及大小；最后在存储器中存放相应的数据包指针，根据这个指针找到相应的数据包描述信息和数据包的内容；(2)真实数据包转化为用于仿真的虚拟包将从网络中接收的真实数据包解封装，去掉二层的包头信息，修改数据包描述的偏移地址；然后将数据包的指针拷贝到虚拟接收路由器的缓冲队列中，用于仿真数据包的转发过程，这里称存储下来用于仿真的数据包为虚拟数据包；(3)在虚拟网络设备之间转发虚拟数据包提取虚拟包的目的IP地址，用此IP地址去查找路由表，得到下一跳跳径和下一跳路由器；如果下一跳路径是虚拟链路，则将数据包指针拷贝到下一跳路由器的缓冲内存队列中，并使TTL值减1，返回步骤(3)继续查找转发，如此循环直到下一跳为真实的物理接口；如果下一跳路径是是真实的物理接口，则转至第(4)步；在虚拟网络设备之间转发虚拟数据包也就是在虚拟路由器内存队列之间转发虚拟数据包指针；在虚拟数据包指针的插入队列过程中，根据配置的拥塞控制策略即可模拟路由器的QoS特性；(4)虚拟数据包转化为真实数据包进入真实网络将虚拟数据包封装成真实网络的数据包，从正确的物理接口发送；根据下一跳的IP地址则将数据包封装成帧，添加正确的源MAC地址和目的MAC地址，由于TTL的修改重新计算并修改数据包包头的校验和值，并从此物理接口发送进入真实网络。