CN103617310A - 一种并行交换系统仿真平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种并行交换系统仿真平台，属于计算机仿真技术领域。该平台采用系统级设计方法和面向对象技术实现，各个模块相互独立，模块之间通过接口调用相互访问，并为新的扩展预留了接口；系统启动后首先进行参数的初始化，Simulation类中各个相关功能实现模块类也将随之实例化，之后系统中各不同功能模块在Simulation的统一调用控制下实现各自的功能，整个仿真系统的运行就是各个功能模块不断重复循环执行，直到仿真时间结束，最后给出仿真统计结果。本发明中的仿真平台具有良好的操作性、扩展性以及通用性，用户可以方便的配置仿真参数，还可以根据实际设计需要随时添加新的调度算法的实现。

Description

一种并行交换系统仿真平台

技术领域

本发明涉及一种并行交换系统仿真平台，属于计算机仿真技术领域。

背景技术

在人们进行交换系统研究的过程中，为了对交换结构及其调度算法的性能进行评估，通常采用理论分析和仿真实验的方法对设计方案进行评测，但是，近年来网络技术的高速发展，使路由交换系统变得非常复杂，仅从理论分析难以得到交换系统的真实性能，人们将更多的注意力转向了仿真实验，实践表明，对交换系统进行仿真验证来评估其性能是客观、有效的，并且更加直观，经过多年的研究，人们已经设计实现了多种相关的仿真软件，比如在国内外都较为流行的NS-II和OPNET，但这些软件在实际中主要是应用在对高层协议的仿真研究中，对交换系统的仿真仅提供了少量简单的基本功能模块，而且由于牵涉到的内容过于庞杂，不便操作，另外这些仿真软件的可继承性及可扩展性都存在缺陷，不利于对新交换技术的仿真研究，一些仿真平台虽然采用面向对象的设计方面，但其仅基于CICQ交换结构。仿真验证是人们研究交换结构和调度算法过程中对所设计方案进行性能评估分析的重要手段，但目前存在的相关仿真软件，无论是收费的还是免费的，都存在着这样那样的问题，比如扩展性不足、可继承性及可操作性差等，这些对于研究者进行新交换结构的研究设计是不利的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种并行交换系统仿真平台，具有良好操作性、扩展性以及通用性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种并行交换系统仿真平台，采用系统级设计方法和面向对象技术实现，各个模块相互独立，模块之间通过接口调用相互访问，并为新的扩展预留了接口；系统启动后首先进行参数的初始化，Simulation类中各个相关功能实现模块类也将随之实例化，之后系统中各不同功能模块在Simulation的统一调用控制下实现各自的功能，整个仿真系统的运行就是各个功能模块不断重复循环执行，直到仿真时间结束，最后给出仿真统计结果。

该并行交换系统仿真平台采用面向对象的方法进行分析、设计和实现，其开发过程分为分析、设计、实现和测试四个阶段，在分析阶段，识别出仿真系统中的基本对象，通过场景、场景视图和分析对象模型的建立对仿真平台进行功能性的描述，在设计阶段，建立起系统的动态模型，通过时序图定义系统功能的实现过程，在实现阶段采用面向对象的语言实现系统功能，测试阶段进行仿真结果与理论分析结果的对比。

该平台设计中，建立有场景模型，这一步中主要是将系统中可能包含的场景寻找出来并为其建立模型，所谓场景就是系统可能具有的活动，场景建模可以帮助我们更加清楚的理解系统的功能。场景模型可以采用文字或图表进行描述，每个场景包括场景名、所涉及的类、场景发生的前提条件、场景的基本事件等。

该平台中，设置有对象时序图，在图中显示出对象间的信息传递以及对象间相互合作完成某一任务时需要进行的一些操作，图中的数字代表操作执行的顺序，时序图最终将被映射成面向对象语言的代码，并行交换系统仿真平台中主要对象间的交互图。

该发明的有益效果在于：本发明为了更好的验证所提出的并行交换系统的性能，采用面向对象技术设计实现了一个专门的并行交换系统性能仿真平台，包括了业务源模型、并行交换结构及其调度算法的设计实现，该平台具有良好的操作性、扩展性以及通用性，用户可以方便的配置仿真参数，还可以根据实际设计需要随时添加新的调度算法的实现。

附图说明

图1是本发明实施例中仿真平台体系结构图。

图2是本发明实施例中仿真系统运行流程图。

图3是本发明实施例中系统时序图。

图4是本发明实施例中信元产生时序图。

图5是本发明实施例中均匀业务源下iSLIP、OQ、VIQ PPS的平均时延图。

图6是本发明实施例中非均匀业务源下iSLIP、OQ、VIQ PPS的平均时延图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例

一种并行交换系统仿真平台，该平台采用系统级设计方法和面向对象技术实现，各个模块相互独立，模块之间通过接口调用相互访问，并为新的扩展预留了接口，仿真平台体系结构如图1所示。该平台中各个模块相互独立，保证了整个系统具有良好的可扩展性和可维护性，系统启动后首先进行参数的初始化，Simulation类中各个相关功能实现模块类也将随之实例化，之后系统中各不同功能模块在Simulation的统一调用控制下实现各自的功能，整个仿真系统的运行就是各个功能模块不断重复循环执行，直到仿真时间结束，最后给出仿真统计结果，仿真交换系统的运行流程图如图2所示。

该并行交换系统仿真平台采用面向对象的方法进行分析、设计和实现，其开发过程分为分析、设计、实现和测试四个阶段，在分析阶段，识别出仿真系统中的基本对象，通过场景、场景视图和分析对象模型的建立对仿真平台进行功能性的描述，在设计阶段，建立起系统的动态模型，通过时序图定义系统功能的实现过程，在实现阶段采用面向对象的语言实现系统功能，测试阶段进行仿真结果与理论分析结果的对比。

面向对象分析的第一步通常是建立场景模型，这一步中主要是将系统中可能包含的场景寻找出来并为其建立模型，所谓场景就是系统可能具有的活动，场景建模可以帮助我们更加清楚的理解系统的功能。场景模型可以采用文字或图表进行描述，每个场景包括场景名、所涉及的类、场景发生的前提条件、场景的基本事件等。

对象时序图是动态的分析对象模型，在图中显示出对象间的信息传递以及对象间相互合作完成某一任务时需要进行的一些操作，图中的数字代表操作执行的顺序，时序图最终将被映射成面向对象语言的代码。图3是本发明实施例中系统时序图。图4是本发明实施例中信元产生时序图。

仿真验证中，给出OQ、iSLIP IQ以及目前典型的并行交换系统VIQ PPS在新的仿真平台下的性能仿真结果。系统以定长的信元(Cell)作为业务处理单位，突发长度为100，负载从0.1变化到1。在验证时延性能时采用16×16的结构，中间交换平面数设为8，单次仿真周期为100000(105)时隙。

图5和图6分别给出了在贝努利均匀与非均匀业务下iSLIP、OQ、VIQ PPS在新仿真平台下的性能仿真结果。可以看出该仿真结果与现有的结论吻合。验证了仿真平台的合理性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种并行交换系统仿真平台，其特征在于：采用系统级设计方法和面向对象技术实现，各个模块相互独立，模块之间通过接口调用相互访问，并为新的扩展预留了接口；系统启动后首先进行参数的初始化，Simulation类中各个相关功能实现模块类也将随之实例化，之后系统中各不同功能模块在Simulation的统一调用控制下实现各自的功能，整个仿真系统的运行就是各个功能模块不断重复循环执行，直到仿真时间结束，最后给出仿真统计结果。

2.根据权利要求1所述的一种并行交换系统仿真平台，其特征在于：所述并行交换系统仿真平台采用面向对象的方法进行分析、设计和实现，其开发过程分为分析、设计、实现和测试四个阶段，在分析阶段，识别出仿真系统中的基本对象，通过场景、场景视图和分析对象模型的建立对仿真平台进行功能性的描述，在设计阶段，建立起系统的动态模型，通过时序图定义系统功能的实现过程，在实现阶段采用面向对象的语言实现系统功能，测试阶段进行仿真结果与理论分析结果的对比。

3.根据权利要求1或2所述的一种并行交换系统仿真平台，其特征在于：所述平台设计中，建立有场景模型，主要是将系统中可能包含的场景寻找出来并为其建立模型，所述场景是系统具有的活动，所述场景模型采用文字或图表进行描述，每个场景包括场景名、所涉及的类、场景发生的前提条件、场景的基本事件。

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