CN101651563A

CN101651563A - 大规模网络随机故障的生成方法

Info

Publication number: CN101651563A
Application number: CN200910092086A
Authority: CN
Inventors: 徐明伟; 安志焄; 李琦
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2010-02-17

Abstract

本发明提出一种大规模网络随机故障的生成方法，包括以下步骤：设定网络拓扑参数，生成大规模网络拓扑；设定模拟运行时间；选择故障类型；根据不同的故障类型分别设定不同的故障相关参数；选择脚本种类，将所述的网络拓扑和故障信息转换为相应的脚本。通过本发明提出的大规模网络随机故障的生成方法，利用灵活设定的参数可以在生成的大规模网络拓扑中自动生成一系列具有一定分布特性的网络故障，并生成路由模拟器相应的运行脚本，具有配置简单、适用性广的特点，能够支持各种网络模拟环境。

Description

大规模网络随机故障的生成方法

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种随机故障的生成方法。

背景技术

随着互联网规模的迅速扩大以及各种网络应用的出现，例如VoIP和实时视频等，人们对于网络端到端性能的要求越来越高。当网络发生设备故障或者链路失效等导致路由中断时，网络仍然需要能够将报文准确迅速地转发至目的地，也就是说，更加严格的SLA(Service Level Agreement，服务水平协议)需求对路由协议的收敛性能提出了更加苛刻的要求。因此，网络故障环境下的路由性能研究成为了学术界和工业界都非常关注的方向。

而目前仍没有一种网络故障生成方法，现有的网络拓扑模拟环境都不能反应真实的网络情况，不利于自适应的网络路由协议的设计。因此，需要一种方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决现有拓扑生成工具没有考虑网络故障的问题。

针对上述问题，本发明提出一种大规模网络随机故障的生成方法，包括以下步骤：设定网络拓扑参数，生成大规模网络拓扑；设定模拟运行时间；选择故障类型，其中，所述故障类型包括单链路故障和多链路故障；根据不同的故障类型设定不同的故障相关参数；选择脚本种类，将所述的网络拓扑和故障信息转换为相应的脚本。

作为本发明的一个实施例，所述生成大规模网络拓扑包括以下步骤：选择适用于不同类型协议模型的节点级别，其中，所述节点级别包括应用AS(自治域)级别和路由器级别，分别适用于域间和域内路由协议的模型；设定拓扑属性值，确定拓扑规模，其中，所述拓扑属性值包括拓扑直径大小、节点和链路数、以及链路权值；选择不同的拓扑生成模型为所述拓扑的节点和链路生成拓扑，其中，所述拓扑生成模型包括随机模型、层次结构模型和幂律模型。

作为本发明的一个实施例，所述根据不同的故障类型设定不同的故障相关参数，包括：对于所述单链路故障，设定故障的维持时间、故障之间的间隔时间、以及故障的分布模型；对于所述多链路故障，设定故障的维持时间、故障之间的间隔时间、故障的分布模型、以及同时故障的链路数目。

作为本发明的一个实施例，所述将所述的网络拓扑和故障信息转换为相应的脚本，包括：如果选择脚本种类是SSFNET，则将所述网络拓扑和故障信息转换为dml脚本；如果选择脚本种类是NS-2，则将所述网络拓扑和故障信息转换为tcl脚本。

通过本发明提出的大规模网络随机故障的生成方法，利用灵活设定的参数可以在生成的大规模网络拓扑中自动生成一系列具有一定分布特性的网络故障，并生成路由模拟器相应的运行脚本，具有配置简单、适用性广的特点，能够支持各种网络模拟环境。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的大规模网络随机故障生成方法的流程图；

图2为本发明实施例的网络拓扑生成的示意图；

图3为本发明实施例的NS-2和SSFNET脚本的实例示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。应理解，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，为本发明实施例的大规模网络随机故障生成方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S101，根据用户需求设定网络拓扑参数，生成大规模网络拓扑。

在本发明实施例中，对已有的网络拓扑生成工具进行了改进。如图2所示，为本发明实施例的网络拓扑生成的示意图。首先，在拓扑节点生成的初步阶段要确定节点适用于哪类协议的模型，在本发明实施例中，提供两种节点级别，应用AS(自治域)级别和路由器级别，分别适用于域间和域内路由协议的模型。选择拓扑的节点级别后，要确定拓扑的规模，拓扑的规模取决于拓扑直径大小、节点和链路数等，在本发明实施例中，可任意调整这些参数获得不同的网络拓扑规模。最后，选择不同的拓扑生成模型为拓扑的节点和链路生成拓扑，在本发明实施例中，提供了随机、层次结构和幂律三种拓扑生成模型，其中，幂律模型结构最接近现实的网络节点和链路分布，据此可以生成从原始随机的结构到接近现实网络的幂律结构的多种拓扑结构。

步骤S102，设定模拟运行时间。

在本发明实施例中，可任意设定不同的模拟运行时间，这样使用模拟器运行后得到的数据会更多更充分一些。

步骤S103，选择故障类型。

在本发明实施例中，将网络故障分成两类，单链路故障和多链路故障。

步骤S104，根据不同的故障类型设定不同的故障相关参数。

对于单链路故障，首先要考虑故障的维持时间，可以设定最小值和最大值的故障维持时间，在[最小值，最大值]的范围内随机生成故障的维持时间。然后，设定故障的间隔时间，与故障的维持时间的设定方式相同，为了简单起见，此处不再详细描述。最后，设定故障的分布模型，即是同一条链路上的连续故障或者是多条链路的随机故障。

对于多链路故障，也需要设定故障的维持时间、故障的间隔时间和故障的分布模型，具体的设定方式与上述单链路故障的设定方式相同，为了简单起见，此处不再详细描述。除此之外，还需设定同时故障的链路数目。

步骤S105，选择脚本种类，将网络拓扑和故障信息转换为相应的脚本。

通过上述步骤，大规模网络拓扑和故障的基本信息已经产生，现在需要为具体协议模型提供输入脚本。目前最广泛使用的开放网络模拟器为NS-2和SSFNET。这两种模拟器在模拟路由性能方面各有各自的特点，NS-2是以流量为主的模拟器，SSFNET是以路由性能为主的模拟器。并且，它们各自使用的脚本文件也不同，NS-2需要使用tcl格式的脚本，SSFNET需要dml格式的脚本。

因此，在本发明实施例中，将拓扑和故障信息灵活地转换为tcl和dml两种格式。如果选择脚本是SSFNET，则将拓扑和故障信息转换为dml格式；如果选择脚本是NS-2，则将拓扑和故障信息转换为tcl格式。如图3所示，为NS-2和SSFNET脚本的实例示意图。应理解，上述实施例仅是示意性的实施例，并不限制本发明的网络拓扑信息仅能够转换为上述格式，还可扩展为其他格式的脚本以适应不同路由性能模型的需求。

应理解，上述实施例所述的方法的各个步骤可通过相应的模块实现，各模块的功能和实现步骤均与上述描述相同。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1、一种大规模网络随机故障的生成方法，包括以下步骤：

设定网络拓扑参数，生成大规模网络拓扑；

设定模拟运行时间；

选择故障类型，其中，所述故障类型包括单链路故障和多链路故障；

根据不同的故障类型分别设定不同的故障相关参数；

选择脚本种类，将所述的网络拓扑和故障信息转换为相应的脚本。

2、如权利要求1所述的大规模网络随机故障的生成方法，其特征在于，所述生成大规模网络拓扑包括以下步骤：

选择适用于不同类型协议模型的节点级别，其中，所述节点级别包括应用服务器级别和路由器级别，分别适用于域内和域间路由协议的模型；

设定拓扑属性值，确定拓扑规模，其中，所述拓扑属性值包括拓扑直径大小、节点和链路数、以及链路权值；

选择不同的拓扑生成模型为所述拓扑的节点和链路生成拓扑，其中，所述拓扑生成模型包括随机模型、层次结构模型和幂律模型。

3、如权利要求1所述的大规模网络随机故障的生成方法，其特征在于，所述根据不同的故障类型设定不同的故障相关参数，包括：

对于所述单链路故障，设定故障的维持时间、故障之间的间隔时间、以及故障的分布模型；

对于所述多链路故障，设定故障的维持时间、故障之间的间隔时间、故障的分布模型、以及同时故障的链路数目。

4、如权利要求1或3所述的大规模网络随机故障的生成方法，其特征在于，所述故障的分布模型，包括同一条链路的连续故障和多条链路的随机故障。

5、如权利要求1所述的大规模网络随机故障的生成方法，其特征在于，所述将所述的网络拓扑和故障信息转换为相应的脚本，包括：

如果选择脚本种类是SSFNET，则将所述网络拓扑和故障信息转换为dml脚本；

如果选择脚本种类是NS-2，则将所述网络拓扑和故障信息转换为tcl脚本。