CN102142991A - 网络割接仿真的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种网络割接仿真的方法和系统。该方法包括：接收网络初始化信息和割接信息；根据所述初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景，其中，所述割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息；依次对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。该网络割接仿真系统包括：接收模块、生成模块和仿真输出模块。本发明实施例提供的方案，有效仿真网络变化后的各个性能指标，根据预先设定的规则对割接方案给予评估优化。这样使得实际网络在发生割接的过程中有据可循，降低割接风险，提高交付质量和效率，降低割接过程的成本。

Description

网络割接仿真的方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种网络割接仿真的方法和系统。

背景技术

随着计算机技术和通信技术的迅猛发展，通信网络的规模日趋庞大，通信网络的相关技术也日趋复杂，一系列涉及到网络技术的研发、网络性能的评估、网络协议性能的分析、网络链路的流量和延时等研究已变得十分迫切。然而在真实的网络环境中进行性能研究、网络设计和研发不仅耗资巨大，而且在统计数据的收集和分析上也有一定的困难，同时，运营商也会不允许在现网上进行过多的测试。因此，通过在计算机中构建虚拟的网络环境来反映现实的网络环境和网络行为的网络仿真便成为时下研究、规划、设计网络的过程中不可缺少的工具。

目前的仿真软件没有独立的网络割接仿真功能，因此只能将各个割接步骤作为一个独立的网络场景进行仿真，能得到该网络场景下的仿真结果。但是，由于各个割接步骤之间相互独立，如果发现某一个割接步骤出现问题，分析得到是前一个步骤设计不合理造成的，就必须修改前一个步骤的设计，而后面的全部步骤不能自动承接这样的一个修改，均需要重新进行仿真，这种割接步骤间无关联，无法获得割接步骤之间的相互影响关系，不能给用户一个比较完整的割接方案的展现，进而也无法针对性的根据实际割接工程规则进行设计、评估、优化，无法输出相应的割接方案报告等。

发明内容

本发明实施例提供一种网络割接仿真的方法和系统，用以有效仿真网络变化后的各个性能指标，根据预先设定的规则对割接方案给予评估优化。这样使得实际网络在发生割接的过程中有据可循，降低割接风险，提高交付质量和效率，降低割接过程的成本。

一方面，本发明实施例提供一种网络割接仿真的方法，包括：

接收网络初始化信息和割接信息；

根据所述初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景，其中，所述割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息；

依次对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

另一方面，本发明实施例还提供一种网络割接仿真系统，包括：

接收模块，用于接收网络初始化信息和割接信息；

生成模块，用于根据所述初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景，其中，所述割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息；

仿真输出模块，用于依次对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

本发明实施例的网络割接仿真的方法和系统，通过将割接过程分为多个割接步骤，各割接步骤与其前一割接步骤之间相关联，使得整个割接过程成为一个完整的整体，有效仿真网络变化后的各个性能指标，根据预先设定的规则对割接方案给予评估优化。这样使得实际网络在发生割接的过程中有据可循，降低割接风险，提高交付质量和效率，降低割接过程的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的网络割接仿真的方法流程图；

图2为本发明另一个实施例提供的网络割接仿真的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的差量数据结构示意图；

图4为每一割接步骤对应的网络场景的存储方法的流程图；

图5为每一割接步骤对应的网络场景的提取方法的流程图；

图6a为割接前的网络场景示意图；

图6b为割接过程中的网络场景示意图；

图6c为割接过程中的网络场景示意图；

图6d为割接后的网络场景示意图；

图7为本发明一个实施例提供的网络割接仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一个实施例提供的网络割接仿真的方法流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101：仿真系统接收网络初始化信息和割接信息；

步骤102：仿真系统根据初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景；

每个割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息。

步骤103：依次对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

本发明实施例提供了一种网络割接仿真的方法，通过将割接过程分为多个割接步骤，各割接步骤与其前一割接步骤之间相关联，使得整个割接过程成为一个完整的整体，有效仿真网络变化后的各个性能指标，根据预先设定的规则对割接方案给予评估优化。这样使得实际网络在发生割接的过程中有据可循，降低割接风险，提高交付质量和效率，降低割接过程的成本。

图2为本发明另一个实施例提供的网络割接仿真的方法流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201：仿真系统获取待割接网络的初始信息和割接信息；

其中，待割接网络的初始信息是为了呈现网络的初始场景，例如，网络中的节点信息、链路信息、协议信息、服务质量(Quality of Service，简称为：QoS)、业务等信息。

(1)节点信息可以但不限于包括：节点名、节点ID、节点状态(包括故障态Down和正常态Active)、节点的设备类型、节点上配置的线卡类型及其所在槽号、线卡所配置的端口名等信息。如表1所示的内容：

表1

(2)链路信息可以但不限于包括：链路状态(包括Down态和Active态)、时延信息(或者链路传输距离)、原宿端节点名、端口名和IP地址等。如表2所示的内容：

表2

(3)协议信息以开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，简称为：OSPF)协议为例进行说明，OSPF配置信息指明在哪个节点上配置OSPF，路由ID、进程ID、使能端口，端口所在域类型，域ID以及所支持的等价路径数、其他相关路由发布、路由策略过滤、协议Hello间隔时间等命令。如表3所示的内容：

表3

这里仅以OSPF协议为例进行说明，对于其他协议，也可以根据协议本身的特性参数进行设定，此处不做赘述。

网络的割接过程是由一个或多个割接步骤组成的，每一个割接步骤是完成整个割接过程的中间态，割接信息是指某一个割接步骤中的网络场景相对于前一个割接步骤中的网络场景的差异信息，可以包括：新增网元、删除网元、修改网元属性等割接动作信息。具体可以包括：

(1)当前割接动作所属的割接步骤；

(2)当前割接步骤的网络场景下，割接动作的次序；

(3)操作对象：节点、链路设备(包括设备参数属性)、OSPF(ISIS、BGIP)等协议(包括节点、端口去使能等相关协议参数属性)、业务(业务原宿、业务类型、业务流量模型及相关模型参数等)、Qos(流量丢弃测量、调度策略、流量监管和整形等)信息。

(4)操作类别：增加/删除各操作对象，修改各操作对象的属性等。针对修改操作对象，需要指明将对象属性修改成什么，如将某链路源端地址改为某地址；新增对象需指明该对象的具体属性配置等。

上述割接信息可以通过文本文件或图形用户界面(Graphic User Interface，简称为：GUI)配置输入给仿真系统。文本文件的格式可以根据不同的需要进行自定义。通过GUI配置输入时，在添加每一步割接步骤时，仿真系统会根据获取到的前一割接步骤的网络场景信息，承接前一割接步骤的网络场景信息到当前割接步骤所对应的网络场景下，然后基于当前割接步骤所对应的网络场景下进行割接动作：节点添加、删除、属性修改(如修改节点ID)；链路添加、删除、属性修改(如修改端口IP的地址)；OSPF等协议添加、删除、属性修改(如修改OSPF链路开销)；业务添加、属性修改(如修改业务优先级)；路由(如静态路由)添加、删除、属性修改(如修改某条静态路由优先级)等。仿真系统识别差异对象和内容，并记录在系统中。

步骤202：根据割接信息生成各割接步骤对应的网络场景；

由于每一步割接步骤都是以前一割接步骤为基础的，为了减少内存开销，该仿真系统使用差量数据存储结构，其中的差量数据结构为：

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息相同时，第m割接步骤中的割接信息为空；

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息不同时，第m割接步骤中保存与第m-1割接步骤中不同的割接信息。

这种形式的数据存储结构，即便前一割接步骤发生了改变，由于后一割接步骤中存储的是与前一割接步骤不同的信息，所以不需要对后一割接步骤做任何改变即可将前一割接步骤改变的信息集成到后一割接步骤中。

以图3所示的差量数据结构示意图为例，其中：

数据结构中的某一列仿真对象(如仿真对象1.0、仿真对象1.1、空节点)表示的是某一个仿真对象在不同割接步骤对应的网络场景下的数据配置；而数据结构中的某一行仿真对象(如仿真对象1.1、仿真对象2.1、空节点)表示的是在同一个割接步骤对应的网络场景下同类别但不同实体的仿真对象的数据配置。

图3中所示的仿真对象控制点用于记录某一个对象的有效性，标识创建该对象的割接步骤对应的网络场景以及删除该对象的割接步骤对应的网络场景。如仿真对象1控制点标识为<1，10>，表明对象1创建于第1割接步骤对应的网络场景，删除于第10割接步骤对应的网络场景。

空节点并不表示某一对象在某个割接步骤所对应的场景中已被删除，而是表示该对象在该割接步骤所对应的网络场景中没有做任何改变，即该对象在该场景中的对象配置与前一场景中的对象配置完全相同。

在这种差量数据存储的基础上，每一割接步骤对应的网络场景的存储和提取方法的流程图可以分别如图4和图5所示。

401：获取某一割接存储稳态序列；

402：获取稳态仿真配置的对象集合，从中选择一个对象；

403：判断该对象在差量数据存储中对应的是否为空节点；

如果是，结束返回；

如果否，执行404。

404：获得前一稳态割接步骤中的对象属性；

405：判断对象属性是否相同；

如果是，执行406；

如果否，执行407。

406：在该稳态序列中存储空节点；

407：在该稳态序列中存储该对象；

408：判断对象集合中的全部对象是否均已执行上述操作；

如果是，结束返回；

如果否，返回402。

501：获取某一割接存储稳态序列；

502：获取当前一稳态序列的对象集合，从中选择一个对象；

503：判断该对象在差量数据存储中对应的是否为空节点；

如果是，执行504；

如果否，执行506。

504：获得前一稳态割接步骤中的对象属性；

505：判断是否为空节点；

如果是，执行504；

如果否，执行506。

506：输出稳态仿真配置的对象；

507：判断对象集合中的全部对象是否均已执行上述操作；

如果是，结束返回；

如果否，返回502。

步骤203：从初始网络场景开始，对每一割接步骤对应的网络场景进行仿真，并判断当前割接步骤对应的网络场景是否满足预先定义的规则；

如果是，进行下一割接步骤对应的网络场景的仿真；

如果否，输出仿真结果，并可以选择执行步骤204。

这里预先定义的规则可以包括：链路利用率不超过设定阀值、关键业务不能中断以及时延，丢包率、抖动等QoS指标不能超过设定阀值等。

步骤204：根据仿真结果对不符合预先定义的规则的割接步骤进行优化后执行步骤203。

下面结合具体实例对本发明提供的网络割接仿真方法进行描述，如图6a至图6d所示的各割接步骤对应的网络场景示意图，其中，图6a为割接前的网络场景示意图，图6b和图6c为割接过程中的网络场景示意图，图6d为割接后的网络场景示意图。

如图6a所示的割接前网络场景示意图，标识AS65002自治域号的节点均属于一个OSPF域，各链路开销均为100，不同AS号之间以外部边界网关协议(External Bordered Gateway Protocol，简称为：EBGP)连接，AXI520-4(1)、AX520-4(2)、AX520-4(3)之间全Mesh内部边界网关协议(Internal Bordered Gateway Protocol，简称为：IBGP)连接，RouterX节点将直连路由引入BGP，AXI520-4(1)和AX520-4(2)均OSPF路由和BGP路由双向引入，AXI520-4(3)引入BGP路由到OSPF。AXI-520节点配置了到RouterV的静态路由，并将静态路由引入到OSPF。对比如图6d所示的割接后网络场景示意图，割接后的网络，就是将AXI520-4(1)和AX520-4(2)节点移除，并增加ShiJZ、和Yando节点。割接过程预先设定的规则：业务中断时间尽可能短，网络良好，无拥塞。

首先，将图6a所示的网络场景对应的初始化信息输入仿真系统；

(1)网络业务信息可以如表4所示：

表4

业务标识	业务源	业务目表	业务优先级	带宽(Mbps)
					1	GFPS	RouterV	0	10
2	ANX 520-4	RouterX	0	40
					3	ANX 520-4	RouterX	0	0
4	ChangZ	RouterX	0	20
					5	Hndan	RouterX	0	50
6	Baoyt	RouterX	0	20
					7	QingC	RouterX	0	70
8	Chengd	RouterX	0	50
					9	DeveSt	RouterX	0	10
10	ProCompare	RouterX	0	60

11	LuDo-2	RouterX	0	40
					12	PSTN/GSM	RouterX	0	20
13	GPRS	RouterX	0	40
					14	DNS	RouterX	0	50
15	PC	RouterX	0	20
					16	RouterX	Baoyt	0	100
17	RouterX	QingC	0	170
					18	RouterX	Chengd	0	80
19	RouterX	DeveSt	0	140
					20	RouterX	ProCompare	0	70
21	RouterX	LuDo-1	0	100
					22	RouterX	PSTN/GSM	0	70
23	RouterX	DNS	0	90
					24	AXI 520-4	AXI 520-4	0	10

(2)网络拓扑信息可以包括：

各节点信息，具体包括节点名、节点ID、节点状态(Down态或Active态)、设备类型、节点上配置的线卡类型及其所在槽号，以及所述线卡所配置的端口名等。

各链路信息，具体包括链路状态，链路传输延时，链路源宿端节点名、端口名和IP地址等。

(3)网络协议信息可以包括：

OSPF协议配置，BGP协议配置，静态路由配置等。

其次，根据割接信息生成各割接步骤对应的网络场景；

如6b所示的割接步骤2对应的网络场景，相对于图6a所示的初始网络场景而言，去除了AXI520-4(2)与AXI570-3之间的物理链路和去除AXI520-4(2)与AXI570-3之间的BGP连接，添加ShiJZ和Yando两节点，和分别添加AXI570-3与ShiJZ，ShiJZ与Yando，ShiJZ与AXI520-4(2)间的物理链路，添加AXI570-3与ShiJZ之间EBGP连接，添加ShiJZ与Yando之间OSPF配置，在ShiJZ节点上配置到达RouterV的静态路由，并将静态路由发布给OSPF。

如图6c所示的割接步骤3对应的网络场景，相对于图6b所示的割接步骤1对应的网络场景而言，去除LuDo与AXI520-4(2)，以及LuDo-2与AXI520-4(2)间的链路。添加LuDo与ShiJZ，LuDo-2与ShiJZ，ProCompany与Shijz，以及DeveSt与Shiiz间的链路，并添加OSPF配置，开销均为100。

如图6d所示的割接步骤4对应的网络场景，相对于图6c所示的割接步骤2对应的网络场景而言，去除AXI520-4(1)与AXI520-4(2)节点，并分别添加ShiJZ与Chengd，ShiJZ与QingC，ShiJZ与Hndan，ShiJZ与Baoyt，ShiJZ与ChangZ，以及LuDo与Yando，LuDo-2与Yando之间的链路。并为新增链路建立OSPF连接，开销均为100。

第三，输入预先定义的规则，对各割接步骤对应的网络场景进行仿真；

这里假设预先定义的规则为链路利用率不能超过70％。

仿真系统输出割接步骤0，RouterX到AXI 570-3链路拥塞，有些业务延时过长，不满足评估规则，所述仿真系统终止，输出异常报告。经分析发现以RouteX为源的下行业务均路由经过RouterX到AXI 570-3链路，造成拥塞，需要将部分业务往RouterX到AXI520-4链路上路由。

在割接步骤1场景的AXI520-4(3)节点，将OSPF路由发布到BGP，更新后重复以上步骤，以再启动所述系统仿真评估。再仿真到割接步骤3时，所述仿真系统又输出异常报告——GPRS到RouterV业务中断，分析原因发现路由不通，因GPRS到RouteV的路由选择经过ShiJZ(路由比GPRS到AXI520路由优)，但ShiJZ到RouterV的下一跳物理链路又未配置。

第四，如果仿真过程中出现不符合预先设定的规则的情况，调整操作对象的配置，再重复上述过程。

在添加LuDo与ShiJZ以及LuDo-2与ShiJZ之间链路，和添加OSPF配置时，及时添加ShiJZ到RouterV的物理链路，可减少GPRS到RouteV业务中断时间。经更改后，再重复以上过程，评估结果满足相关规则，仿真系统输出割接方案。

本发明实施例提供了一种网络割接仿真的方法，通过将割接过程分为多个割接步骤，各割接步骤与其前一割接步骤之间相关联，使得整个割接过程成为一个完整的整体，有效仿真网络变化后的各个性能指标，根据预先设定的规则对割接方案给予评估优化。这样使得实际网络在发生割接的过程中有据可循，降低割接风险，提高交付质量和效率，降低割接过程的成本。

图7为本发明一个实施例提供的网络割接仿真系统的结构示意图，如图7所示，该系统包括：接收模块701、生成模块702和仿真输出模块703。其中，接收模块701用于接收网络初始化信息和割接信息；生成模块702用于根据初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景，其中，该割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息；仿真数据模块703用于对各割接步骤进行仿真并输出仿真结果。

一种实施方式下，该系统还可以包括：修改模块，用于当某一割接步骤对应的仿真结果不符合预先设定的规则时，对割接步骤中的配置进行修改后，再对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

一种实施方式下，生成模块702包括：第1单元，用于根据初始化信息生成第1割接步骤对应的网络场景，第2～N单元，用于根据割接信息生成第2割接步骤至第N割接步骤对应的网络场景。

其中，仿真系统采用差量数据结构的形式保存初始化信息和割接信息，其中的差量数据结构为：当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息相同时，第m割接步骤中的割接信息为空；

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息不同时，第m割接步骤中保存与第m-1割接步骤中不同的割接信息。

本发明实施例提供了一种网络割接仿真系统，通过将割接过程分为多个割接步骤，各割接步骤与其前一割接步骤之间相关联，使得整个割接过程成为一个完整的整体，有效仿真网络变化后的各个性能指标，根据预先设定的规则对割接方案给予评估优化。这样使得实际网络在发生割接的过程中有据可循，降低割接风险，提高交付质量和效率，降低割接过程的成本。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种网络割接仿真的方法，其特征在于，包括：

接收网络初始化信息和割接信息；

根据所述初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景，其中，所述割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息；

依次对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

2.根据权利要求1所述的网络割接仿真的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当某一割接步骤对应的所述仿真结果不符合预先设定的规则时，对所述割接步骤中的配置进行修改后，再对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

3.根据权利要求1所述的网络割接仿真的方法，其特征在于，所述根据所述初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景包括：

根据所述初始化信息生成第1割接步骤对应的网络场景；

根据所述割接信息生成第2割接步骤至第N割接步骤对应的网络场景。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的网络割接仿真方法，其特征在于，所述割接信息采用差量数据结构的形式保存在仿真系统中，所述差量数据结构为：

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息相同时，第m割接步骤中的割接信息为空；

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息不同时，第m割接步骤中保存与第m-1割接步骤中不同的割接信息。

5.一种网络割接仿真系统，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收网络初始化信息和割接信息；

生成模块，用于根据所述初始化信息和割接信息生成各割接步骤对应的网络场景，其中，所述割接步骤中保存有相对于前一割接步骤的变化信息；

仿真输出模块，用于依次对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

6.根据权利要求5所述的网络割接仿真系统，其特征在于，所述系统还包括：

修改模块，用于当某一割接步骤对应的所述仿真结果不符合预先设定的规则时，对所述割接步骤中的配置进行修改后，再对各割接步骤对应的网络场景进行仿真并输出仿真结果。

7.根据权利要求5所述的网络割接仿真系统，其特征在于，所述生成模块包括：

第1单元，用于根据所述初始化信息生成第1割接步骤对应的网络场景；

第2～N单元，用于根据所述割接信息生成第2割接步骤至第N割接步骤对应的网络场景。

8.根据权利要求7所述的网络割接仿真系统，其特征在于，所述网络割接仿真系统采用差量数据结构的形式保存所述割接信息，所述差量数据结构为：

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息相同时，第m割接步骤中的割接信息为空；

当第m割接步骤中的割接信息与第m-1割接步骤中的割接信息不同时，第m割接步骤中保存与第m-1割接步骤中不同的割接信息。

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