CN109691019A - 执行通信网络业务模拟的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种执行通信网络业务模拟的设备，其中，所述设备包括：通信网络业务模拟实体，用于通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率大致等于通信网络中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录比率，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，其中，如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。本发明还涉及相应的方法。

Description

执行通信网络业务模拟的设备和方法
技术领域
本发明涉及执行通信网络业务模拟的设备和方法。
背景技术
通信技术已在不同的生活领域中起着重要作用。未来的发展将表明，随着越来越多的通信能力应用到不同设备和系统中，通信技术会占据更多的生活领域，且会出现越来越多的通信技术。
但是，通信技术是有弱点的。通信技术的薄弱环节包括：高业务量问题，有待建立新的通信方法和通信设备/系统，以及有限的资源等。
考虑到通信技术应用广泛以及它的重要性，在实际情况中使用通信系统、设备或方法之前，尽可能提前了解通信系统、设备或方法的不同表现并验证不同通信情况和/或场景是至关重要的。
出于此目的，应用模拟技术来评估通信系统、设备或方法的不同表现，并验证不同的通信情况，以确保通信系统、设备或方法的性能稳定。
然而，目前的模拟技术利用了大量与不同设备、事件以及发送和接收的数据包之间依赖关系有关的数据。因此，除了分析实际通信(即数据包发送和/或接收)之外，还必须分析大量的数据。这增加了执行期望模拟所需的资源量。此外，模拟的效率和性能迅速下降。随着越来越多的设备参与通信，整体模拟的复杂性可能呈指数级增长。因此，模拟的效率和性能也会呈指数级下降。
因此，需要其他方法在不增加所需的计算资源量的同时，更高效和更有力地模拟包括数据包发送和/或接收的通信过程，并执行有关高业务量和/或大量通信设备/系统的模拟。
发明内容
本发明的目的是为了增加对包括数据包发送和/或接收的通信过程的模拟。
本发明的目的通过所附独立权利要求中提供的解决方案实现。本发明的有利实现在相应从属权利要求、描述部分和/或附图中进一步定义。
通过本发明，能够更高效和更有力地执行包括数据包发送和/或接收的通信过程的模拟。可以在不明显增加所需的计算资源量的同时，执行有关高业务量和/或大量通信设备/系统的模拟。
根据第一方面，提供一种执行通信网络业务模拟的设备，其中，所述设备包括：通信网络业务模拟实体，用于通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率大致等于通信网络中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录比率，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，其中，如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。
换言之，通信网络业务模拟实体通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率在所述记录比率附近的比率范围内，对所述通信网络中所述记录发送的数据包进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包进行模拟接收。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于确定所述比率为Tx/(Tx+Rx)，其中，Tx是所述记录发送的数据包数量，Rx是所述记录接收的数据包数量。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于：如果所述比率不是大致等于所述记录比率，即如果所述比率不在所述记录比率附近的比率范围内，重新确定所述比率。
结合第一方面或第一方面的以上任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于通过以下方式对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收：验证所述通信网络中连续两个记录发送的数据包之间的时间段是否大于预定时延周期；和将时延时间添加到时间段，其中，在该时间段内将在所述模拟网络中发送所述连续两个记录发送的数据包。
结合第一方面或第一方面的以上任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于通过根据所述通信网络中所述记录发送的数据包和所述记录接收的数据包生成的一个或多个滑动窗口，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收。
结合第一方面或第一方面的以上任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于针对所述一个或多个滑动窗口中的任意一个，确定所述比率和所述记录比率。
结合第一方面或第一方面的以上任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于针对所述一个或多个滑动窗口中的任意一个，确定所述比率范围。结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述通信网络业务模拟实体用于确定所述比率范围为：εi＝max(Ri…Ri+w)–min(Ri…Ri+w)，其中，w是滑动窗口的数量，Ri是根据第i个滑动窗口计算的比率。
结合第一方面或第一方面的以上任一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述设备包括记录实体，用于记录所述通信网络中的以下至少一个：发送的数据包；接收的数据包；和针对所述通信网络中所述连续两个记录发送的数据包中的任意一个，所述通信网络中所述连续两个记录发送的数据包之间的对应时间段。
结合第一方面或第一方面的以上任一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述通信网络不同于所述模拟网络。
根据第二方面，提供一种执行通信网络业务模拟的方法，其中，所述方法包括：通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率大致等于通信网络中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录比率，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，其中，如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。
附图说明
结合所附附图，下面具体实施例的描述将阐述上述本发明的各方面及其实现形式，其中：
图1示出了根据本发明实施例的可实现本发明的通信场景；
图2a和图2b示出了根据本发明实施例的数据包通信的理论和实际执行之间的可视化差异；
图3a示出了根据本发明实施例的执行通信网络业务模拟的设备的示例性配置；
图3b示出了根据本发明实施例的执行通信网络业务模拟的设备的另一示例性配置；
图4示出了根据本发明实施例的执行通信网络业务模拟的设备的示例性实现；
图5示出了根据本发明实施例的记录发送的报文和记录接收的报文的记录比率的示例性变化；
图6示出了根据本发明实施例的滑动窗口的示例性使用；
图7示出了根据本发明实施例的模拟方法的示例性步骤。
具体实施方式
通常需要注意的是本申请中描述的所有设置、设备、模块、组件、模型、元件、单元、实体以及方法等都可以由软件或硬件元件或其任意组合实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及描述的由各种实体执行的功能旨在表示相应实体用于或被配置为执行相应的步骤和功能。虽然在以下具体实施例的描述中，由通用实体执行的特定功能或步骤没有在执行特定步骤或功能的实体的具体元件的描述中反映，但是技术人员应该清楚的是这些方法和功能可以在各自的硬件或软件元件或其任意组合中实现。此外，本发明的方法及其各个步骤在各个描述的装置元件的功能中体现。
此外，除非有明确排除的组合，本文所描述的任意实施例以及任意实施例的特征都可以互相组合。
图1示出了根据本发明实施例的可实现本发明的通信场景。根据图1的实施例，一个或多个通信设备11在通信网络10中并经由通信网络10相互通信。即所述一个或多个通信设备11在通信网络10中发送和/或接收数据包。此处，必须注意术语“数据包”是指发送和接收的任何数据或信息。例如，数据包包括至少一个以下控制信息和真实数据。本发明不限于特定类型的数据或信息。所述一个或多个通信设备11包括任何种类的通信设备。例如，所述一个或多个通信设备11包括用于保证所述通信网络和/或用户通信设备运行的网络通信设备(例如，基站和网关等)。例如，所述一个或多个通信设备11包括移动和/或固定通信设备。例如，所述用户通信设备11还包括可在物联网(Internet of Things，简称IoT)中进行通信的通信设备。
本发明旨在模拟所述一个或多个通信设备11中的至少一部分发送和接收数据包。
图2a和图2b示出了根据本发明实施例的数据包通信的理论和实际执行之间的可视化差异。图2a示出了数据包发送和数据包接收的理论执行。特别地，首先，预期有两个发送过程：通信设备11发送第一数据包(“TX1报文”)21和通信设备11发送第二数据包(“TX2报文”)22。通信设备11接收第三数据包(“RX1报文”)23，以响应所述两个发送21和22中的至少一个。通信设备11发送第四数据包(“TX3报文”)24，以响应第三数据包(“RX1报文”)23的接收。
理论数据包通信是指计划或希望执行的但是尚未在真实通信网络10中执行的通信(即，发送和接收)。真实数据包通信是指在通信网络10中或已在通信网络10中执行的通信。
如上所示，数据包的接收和发送之间可能存在依赖关系。例如，如果进行了所述两个发送21和22中的至少一个，则接收第三数据包(“RX1报文”)23，且如果接收到第三数据包(“RX1报文”)23，则发送第四数据包(“TX3报文”)24。如上所述，传统通信网络业务模拟方法通常使用关于发送和接收之间依赖关系的信息来执行相应的模拟。
图2b示出了所述数据包21、22和24发送和所述数据包23接收的实际执行。图2b的实际通信不同于图2a的理论通信，这是因为实际情况(例如，通信网络10的性能、通信设备11的性能以及可用通信容量和/或资源)影响所述数据包21、22和24发送和所述数据包23接收的特定执行时间点。
在本示例性实施例中，时延d1的发生与所述第三数据包(“RX1报文”)的接收有关。该时延d1影响第四数据包(“TX3报文”)24的发送。因此，以时延d2发送第四数据包(“TX3报文”)24。
真实和理论通信之间的这种差异说明了为何传统通信网络业务模拟方法经常使用关于发送和接收之间依赖关系的信息来执行相应的模拟。这些方法以尽可能接近实际通信的方式模拟实际通信。
更多细节如下所示，本发明减少了模拟执行时考虑的信息量。例如，本发明省略了对特定发送和接收之间依赖关系的考虑，但仍能够获得尽可能接近已被模拟的实际通信的模拟结果。
图3a示出了根据本发明实施例的执行通信网络业务模拟的设备3的示例性配置。设备3在下文中称为模拟设备3，可以以不同的方式配置。根据一实施例，设备3由外壳包围，使得其部件配置在外壳内。根据另一实施例，设备3配置成系统，其中的设备3部件不一定被配置在共同的外壳内。本发明不限于所述模拟设备3的任一上述配置。
特别地，模拟设备3用于模拟通信网络10的业务，多个通信设备11通过所述通信网络10相互通信。如上所述，所述通信设备11通过发送数据包和接收数据包相互通信。
根据本实施例，模拟设备3包括：发送实体32，用于发送数据；和接收实体33，用于接收数据。根据一实施例，发送实体32和接收实体33作为一个实体(例如，收发器)，如图3中虚线框所示。因此，此处描述的由模拟设备3执行的任何一个发送步骤具体由所述发送实体32执行，此处描述的由模拟设备3执行的任何一个接收步骤具体由所述接收实体33执行。
此外，模拟设备3包括通信网络业务模拟实体31。例如，所述通信网络业务模拟实体31由一个或多个处理实体实现，该一个或多个处理实体用于执行不同的处理步骤，但数据的发送和接收除外。数据的发送和接收是由所述发送实体32和所述接收实体33分别执行。因此，此处描述的任何一个步骤(特别地，涉及模拟的步骤)，如由模拟设备3执行、涉及模拟但不包括数据发送和接收，具体由所述通信网络业务模拟实体31执行。
必须注意，模拟设备3可选地包括发送实体32，接收实体33和/或收发器。是否包含这些部件是具体的实现并且取决于模拟设备3的环境和/或其在模拟设备3的特定实现中的其他功能。
图3b示出了根据本发明实施例的执行通信网络业务模拟的设备3的另一示例性配置。图3b的实施例基于图3a的实施例。根据图3b的实施例，模拟设备3还包括记录实体34，用于记录通过监控通信网络10中发送和接收的数据包而获得的数据。以下描述的任何步骤或动作，如关于记录通过监控通信网络10中发送和接收的数据包而获得的数据，都可以由所述记录实体34执行。例如，所述记录实体34由一个或多个处理实体实现，该一个或多个处理实体用于执行不同处理步骤，但数据的发送和接收除外，数据的发送和接收由所述发送实体32和所述接收实体33分别执行。
图4示出了根据本发明实施例的执行通信网络业务模拟的设备3的示例性实现。图4的实施例可以与本文描述的一个或多个实施例结合。
根据图4的实施例，在真实通信网络10中，通信设备11的集合41中的通信设备11相互通信，即，通信设备11发送和/或接收数据包。监控数据包通信(即发送和接收)，如箭头和矩形42所示，箭头从通信设备11的集合41导出并指向通信设备11的集合41。例如，监控42由模拟设备3或者用于执行数据包通信(即发送和接收)监控42的其他设备(未示出)来执行。模拟设备3获取/接收43监控42的数据。所述监控42的数据包括与通信设备11的集合41执行的数据包发送和数据包接收相关的信息。通信设备11的集合41包括一个或多个通信设备11。
此外，模拟设备3使用所述监控42的数据来模拟44模拟网络中的数据通信(即数据包发送和接收)，所述模拟网络包括模拟通信设备11’的集合41’。
模拟网络可以对应于真实通信网络10，即，模拟通信设备11’的集合41’中的每个模拟通信设备11’可以对应于真实通信设备11的集合41中的一个对应的真实通信设备11。根据其他的实施例，然而，模拟网络与真实通信网络10不同，即模拟网络中模拟通信设备11’的数量大于或小于真实通信网络10中真实通信设备11的数量。后者具有的优点是可以通过使用较小的真实通信网络10或真实通信网络10的一部分来执行大型模拟网络的模拟。因此，必须监控42的通信数据较少。因而，模拟设备3将处理的用于控制模拟过程的真实数据较少，从而提高模拟设备3的效率。为获得更大的模拟网络，模拟设备3将基于所述监控42的真实数据和真实通信设备11生成附加或其他的通信数据和/或模拟通信设备11’。根据一实施例，所述附加或其他的通信数据和/或模拟通信设备11’的生成包括至少一部分所述监控42的真实数据和/或真实通信设备11的倍增或加倍。
模拟设备3通过使用所述监控42的数据来控制44在模拟通信设备11’之间的数据包通信42’(即发送和接收)。特别地，根据本发明，模拟设备3通过保持模拟网络中发送的数据包和接收的数据包的比率大致等于真实通信网络10中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录42比率，执行和控制45数据包通信42’(即发送和接收)的模拟42’。如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。
根据一个可与本发明其他实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于确定模拟网络中发送的数据包与接收的数据包的比率为Tx/(Tx+Rx)，其中Tx是记录发送的数据包的数量，Rx是记录接收的数据包的数量。根据一个可与本发明其他实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于：如果该比率不是大致等于所述记录比率，重新确定比率。根据一个可与本发明其他实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于通过以下方式对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收：验证所述通信网络中连续两个记录发送的数据包之间的时间段是否大于预定时延周期；和将时延时间添加到时间段，其中，在该时间段内将在所述模拟网络中发送所述连续两个记录发送的数据包。
图5示出了根据本发明实施例的记录发送的报文和记录接收的报文的记录比率的示例性变化。特别地，图5可视化地示出了在真实通信网络10中，所述记录比率可以在该时间内相应变化。根据图5所示，第一次的记录比率是1/2。即，在真实通信网络中数据包的发送次数和数据包的接收次数是相等的。之后，所述记录比率会发生变化。即，真实通信网络10中通信设备11执行的数据包接收比数据包发送要多，使得所记录比率从1/2变为2/3。随后，所述记录比率再次改变。即，真实通信网络10中通信设备11执行的数据包发送比数据包接收要多，使得所述记录比率从2/3变为1/3。
这些记录比率的变化说明了为何反复地验证针对模拟网络的比率以及在比率不是大致等于所述记录比率时重新确定针对模拟网络的比率是有益的。这样，通信模拟尽可能接近真实通信设备11在真实通信网络10中执行的实际通信。
为了简化处理模拟网络中发送的数据包和接收的数据包的比率变化，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于通过根据所述真实通信网络中所述记录发送的数据包和所述记录接收的数据包生成的一个或多个滑动窗口，对所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，示例性地如图6所示。
滑动窗口通常是众所周知的。在图6中，滑动窗口6沿时间轴t移动。模拟以窗口方式执行。即，在模拟过程中窗口6的所有发送和接收都已执行后，窗口6滑动到下一个位置6’、6”或6”’，并且根据所述下一个位置6’、6”或6”’涉及的发送和接收再次开始模拟。
根据一个可与本发明其他一个或多个实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于针对所述一个或多个滑动窗口6、6’、6”和6”’中的任意一个，确定所述比率和所述记录比率。根据一个可与本发明其他一个或多个实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于针对所述一个或多个滑动窗口6、6’、6”和6”’中的任意一个，确定所述比率范围。根据一个可与本发明其他一个或多个实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于确定所述比率范围为：
εi＝max(Ri…Ri+w)–min(Ri…Ri+w)，
其中，w是滑动窗口6、6’、6”和6”’的数量，Ri是根据第i个滑动窗口计算的比率。
根据一个可与本发明其他一个或多个实施例相结合的实施例，模拟设备3(特别是所述记录实体34)用于记录所述真实通信网络中的以下至少一个：发送的数据包；接收的数据包；和针对所述真实通信网络中所述连续两个记录发送的数据包中的任意一个，所述真实通信网络中所述连续两个记录发送的数据包之间的对应时间段。
关于模拟的控制44，模拟设备3用于指示模拟通信设备11’之间的数据包发送。此外，模拟设备3用于在模拟通信设备11’已经在模拟网络中发送和接收到42’滑动窗口6、6’、6”和6”’的所有数据包之后，指示滑动窗口6、6’、6”和6”’移动。
图7示出了根据本发明实施例的模拟方法的示例性步骤。这些步骤由模拟设备3执行。通常，在步骤7中对记录42发送的报文进行模拟发送和对记录42接收的报文进行模拟接收。通过保持模拟网络中发送的报文和接收到的报文的比率大致等于记录发送的报文和记录接收的报文的记录比率，对所述模拟7进行控制71。
以下将基于上述内容更详细地说明模拟的执行。
首先，(例如，模拟设备3，具体是模拟设备3的记录实体34)观测42真实通信网络10中的通信，并且将通过观测42所述通信获得的数据提供给43模拟设备3。例如，提供给43模拟设备3的所述观测42的通信数据如下。
首先，记录由一个或多个监控42的通信设备11执行的任何发送和任何接收。对于由监控的通信设备11发送或接收的每个数据包，记录下列数据并提供给43模拟设备3：监控到42数据包的时间；数据包的源通信设备11，即发送数据包的通信设备11；和数据包的目的通信设备11，即接收数据包的通信设备11。此外，对于相应的数据包，还可以记录至少一个以下数据：当监控到42数据包时观测到的通信操作，与发送(Tx)或接收(Rx)相关的通信操作；源端口(即源通信设备11的端口)；源通信设备11的源地址(例如，互联网协议(InternetProtocol，简称IP)地址)；目的端口(即，目的通信设备11的端口)；目的通信设备11的目的地址(例如，IP地址)；和数据包的大小。将这些监控数据提供给模拟设备3。
然后，处理记录42、43的数据。在处理过程中，产生一个序列的发送和接收，其中该序列既包括来自源通信设备11的某个报文的记录42、43的发送，又包括该目的通信设备11处的某个报文的记录42、43的接收。所述发送和所述接收标注为两个单独的事件。所述记录42、43的发送和接收根据其执行时间进行排序，即根据监控到42发送或接收的时间进行排序。所述记录42、43的发送和接收的序列也被称为播放序列。
在生成播放序列之后，由模拟设备3(例如通信网络业务模拟实体31)计算所记录42、43的发送和接收的数据包的记录比率。如果打算使用所述滑动窗口6、6’、6”和6”’，则根据所述滑动窗口6、6’、6”和6”’计算记录42、43的发送和接收的数据包的记录比率。
如果所述记录比率改变，则记录下检测到所述记录比率变化的边际(例如，时间标注)和新的比率。在使用滑动窗口6、6’、6”和6”’的情况下，如果所述记录比率在滑动窗口6、6’、6”和6”’内变化，针对相应的滑动窗口6、6’、6”和6”’，记录下检测到所述记录比率变化的边际和新的比率。因此，所述滑动窗口6、6’、6”和6”’将包括具有边际(例如，时间标注)的第一记录比率和第二记录比率，其中，所述边际是指比率变化的边际。
例如，可以由通信网络业务模拟实体31或者由模拟设备3的通信网络业务模拟实体31处理所述记录42、43的数据。在处理完所述记录42、43的数据之后，可以开始模拟。
针对模拟，建立了具有模拟通信设备11’的模拟网络。如上所述，模拟网络可以与监控42的真实通信网络10不同。当生成播放序列时，将这一点考虑在内，因为播放序列是针对在模拟网络中待执行42’的发送和接收而生成的，所述模拟网络具有模拟通信设备11’。
当执行42’模拟时，模拟设备3控制44、71模拟通信设备11’之间的数据包发送和接收42’。通过保持根据在真实通信网络10中监控到42的数据包的发送和接收所确定的记录比率来开始发送数据包。对应的模拟通信设备11’接收数据包的接收时间有可能不同于所述监控42的接收时间。如果模拟网络中发送的数据包与接收的数据包的比率与所述记录比率相同或至少大致相同，则模拟通信设备11’之间继续在模拟网络中发送数据包。如果模拟网络中发送的数据包与接收的数据包的比率不是与所述记录比率相同或至少大致相同，则将时延时间添加到发送时间中，其中，所述发送时间是模拟通信设备11’之间在模拟网络中执行42’发送的发送时间。随着模拟网络中发送的数据包与接收的数据包的比率与所述记录比率的偏差增加，时延时间将增加，反之亦然。
为了说明更详细的实施例，假设{p0...pn}是记录42、43的数据包，所述数据包是在真实通信网络10的源通信节点11的发送事件中在真实通信网络10中已经观测到42、43的数据包，此外，假设w是一个预定义的常量。则根据一个可以与如下的一个或多个其他实施例结合的实施例，(例如，由模拟设备3，具体由模拟设备3的通信网络业务模拟实体31)生成播放序列。
针对在真实通信网络10中关于发送事件已记录42、43和已监控到42的数据包{p0...pn}的序列，生成比率序列{R0...Rn}，其中，针对每个记录42、43的发送的数据包pi以及每个w(预定义常量)，针对滑动窗口Wi＝{pi...pi+w}的比率Ri计算如下：
从上述内容可以看出，w表示所述滑动窗口Wi的大小。根据本实施例，用滑动窗口Wi的大小w来计算关于每个记录42、43的数据包pi的容限范围εi。所述容限范围εi的计算如下：
εi＝max(Ri...Ri+w)-min(Ri...Ri+w).
根据本实施例，基于比率序列{R0...Rn}和容限{ε0...εn}，生成播放序列。根据本实施例，针对每个发送的报文pi，播放序列包括比率Ri和时延delayi。
根据本发明的一个可以与如下的一个或多个其他实施例结合的实施例，基于{R0...Rn}和{ε0...εn}生成所述播放序列。针对每个i生成播放序列，其中0≤i≤n，即针对每个记录42、43的数据包pi，所述每个数据包pi已在真实通信网络10中的发送事件中监控到。播放序列从i＝0开始生成，即从第一个发送的数据包p0开始。
在生成播放序列时，例如，验证数据包pi是否是发送的报文，即验证相应记录条目是否是指发送事件而不是接收事件。尽管数据包{p0...pn}的序列列出了真实通信网络10中关于发送事件已记录42、43和已监控到42的数据包，但是该验证可以代表进一步的保护步骤，以确保只考虑在真实通信网络10中关于发送事件已监控到42的数据包。如上所述，数据包将在或者可能在监控42的数据中出现两次：第一次出现是针对发送事件，其中针对发送事件和报文记录下具体的发送时间；第二次出现是针对接收事件，其中，针对接收事件和报文记录下具体的接收时间。
如果数据包pi不涉及发送事件，即涉及接收事件，则考虑下一个数据包pi+1。否则，如果数据包pi涉及发送事件，则将数据包{p0...pn}的序列中数据包pi的发送与前一数据包pi-1的发送之间的报文时延时间delayi确定为连续两个发送的报文之间的时间间隔：
delayi＝pi.time-pi-1.time，
其中，pi.time是在真实通信网络10中发送报文pi的时间，pi-1.time是在真实通信网络10中发送报文pi-1的时间。
然后，将报文时延时间delayi与预定的允许时延时间ΔT进行比较。
如果报文时延时间delayi大于预定的允许时延时间ΔT，即如果delayi＞ΔT，将时延时间delayi插入到播放序列中。特别地，根据数据包pi来记录时延时间delayi。此外，针对数据包pi，新比率Ri和新容限范围εi计算如下：
以及
εi＝max(Ri...Ri+w)-min(Ri...Ri+w).
随后，如果报文时延时间delayi大于预定允许时延时间ΔT，则根据已确定的比率来确定新比率Ri是否在允许范围内。出于此目的，确定该比率Ri附近的容限εi的上限的下边界为：
upper-tolerance＝Ri+εi/2-εi/10，
确定该比率Ri附近的容限εi的下限的上边界为：
lower-tolerance＝Ri-εi/2+εi/10。
通过将该比率Ri与upper-tolerance和lower-tolerance进行比较来确定报文时延时间delayi是否大于预定的允许时延时间ΔT。如果Ri＞upper-tolerance或者Ri＜low-etroler，将新比率Ri和新容限范围εi添加到所述播放序列。
最后，考虑下一个数据包pi+1来继续生成播放序列。
在生成播放序列之后，除了用于执行模拟的数据包{p0...pn}的记录的发送时间之外，播放序列中还有以下数据：比率序列{R0...Rn}、容限{ε0...εn}和时延{delay0...delayn}。
当模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)执行模拟时，模拟设备使用播放序列。在第一个或初始步骤中，模拟设备3指示通过相应的模拟通信设备11’在模拟网络中发送第一报文p0。然后，对于每个其他数据包pi，(例如，由模拟设备3，特别是由通信网络业务模拟实体31)执行以下步骤：将所述其他数据包pi的时延delayi导出(参见之前的计算delayi＝pi.time-pi-1.time)并开始对时延时间计时；当达到时延时间时，发送所述其他数据包pi，即指示对其进行发送。针对每个数据包pi执行所述步骤。
在执行所述模拟时，也考虑所述比率{R0...Rn}。出于此目的，当通过比率{R0...Rn}发送数据包pi时，考虑附加时延dR，其中附加时延dR计算如下：
此处，C是预定义常量，REi是预先计算的数据包pi的预期比率，εi是数据包pi的预定容限，RCi是预定比率Ri。
如果RCi＜REi，数据包pi的时延delayi增加，使得delayi＝RCi-REi。如果RCi＞REi，在待发送的连续两个数据包之间不需要附加时延，且将数据包pi的delayi用于数据包pi的发送，或者不经任何时延发送，即立即发送数据包pi。
此外，当模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)执行模拟时，期望所有模拟通信设备11’在其之间大致相同的记录位置(时间上)运行。因此，期望保持模拟通信设备11’之间的同步，所述同步也存在于真实通信网络11’中。根据本发明实施例，模拟通信设备11’之间的同步实现如下：
假设Crti是第i个模拟通信设备11’的当前记录时间。假设ΔT是定义同步准确度的模拟常量边界。为了模拟通信设备11’之间的同步，由模拟设备3执行的模拟必须满足以下条件：
max({Crti})-min({Crti})＜ΔT。
出于同步的目的，模拟设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)必须确保模拟通信设备11’之间的时间漂移不超过ΔT和/或确保所有模拟通信设备11’保持在时间窗口6、6’、6”和6”’内，所述时间窗口定义如下：
WΔT＝[min({Crti}),min({Crti})+ΔT].
根据本发明实施例，将节点保持在相同时间窗口6、6’、6”和6”’即WΔT内的机制包括通过以下原理来执行模拟：每个第i个模拟通信设备11’将其Crti发送给作为集中同步器的模拟设备3；模拟设备3向每个模拟通信设备11’发送同步消息，其中，作为同步器的模拟设备3根据模拟通信设备11’到时间窗口6、6’、6”和6”’即WΔT的末端的距离增加模拟通信设备11’的时延；并且所有节点将其时间/过程与同步消息对齐。
为了模拟通信设备11’不越过ΔT边界(确定所有发送都在时间窗口WΔT内)，模拟设备3根据到窗口WΔT末端的距离来增加数据包之间的时延。
根据可与此处所述的一个或多个实施例结合的实施例，可针对每个模拟通信设备11’计算时延值。对于每个第i个模拟通信设备11’，模拟设备3将到窗口WΔT末端的距离定义如下：
DEWi＝min({Crti})+ΔT-Crti。
通过同步设备3获得的时延值取决于DEWi，并可以由同步设备3进行如下计算：其中：
C是预配置常量。
如果数据包pi的DEW逐渐接近零，则所述数据包pi将脱离时间同步。特别地，DEW→ΔT是指发送数据包pi的同步通信设备11’最慢，并且可能拖延其他更快的同步通信设备11’的进度。DEW→0是指发送数据包pi的同步通信设备11’是最快的并且可能需要等待其他同步通信设备11’。如果DEW＝ΔT，时延等于零，并且发送数据包pi的对应的同步通信设备11’是模拟网络中的同步通信设备11’中最慢的设备。
根据可与此处所述的一个或多个其他实施例结合的另一实施例，基于同步逻辑和比率，同步设备3确定下一个发送的数据包的时延。下一个发送的数据包的时延可以从以下导出：来自同步器逻辑的基本时延BaseDelay和基于该比率R计算的时延dR。根据本实施例，通信设备11’待发送的下一个报文的时延计算如下：
DelaytoNextTX＝(Currenttime-RecordedtimetonextTXpacket)+BaseDelay+dR
如果DelaytoNextTX＜0，则立即下发下一个TX报文，即没有时延。
关于上述内容，必须注意，同步设备3(特别是通信网络业务模拟实体31)用于计算时延和其他参数，并且指示模拟通信设备11’发送对应数据。
因此，本发明涉及执行通信网络业务模拟的设备3，其中，所述设备3包括：通信网络业务模拟实体31，用于通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率大致等于通信网络10中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录比率，对所述通信网络10中所述记录42、43发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络10中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，其中，如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。本发明还涉及相应的方法。
在此结合各种实施例描述了本发明。但本领域技术人员通过实践本发明，研究附图、本发明以及所附的权利要求，能够理解并获得公开实施例的其它变体。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，数量词“一”不排除多个。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能被有效地使用。

Claims (11)

1.一种执行通信网络业务模拟的设备，其特征在于，所述设备包括：
通信网络业务模拟实体，用于通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率大致等于通信网络中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录比率，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，其中，如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于确定所述比率为Tx/(Tx+Rx)，其中，Tx是所述记录发送的数据包数量，Rx是所述记录接收的数据包数量。
3.根据上述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于：如果所述比率不是大致等于所述记录比率，重新确定所述比率。
4.根据上述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于通过以下方式对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收：
验证所述通信网络中连续两个记录发送的数据包之间的时间段是否大于预定时延周期；和
将时延时间添加到时间段，其中，在该时间段内将在所述模拟网络中发送所述连续两个记录发送的数据包。
5.根据上述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于通过根据所述通信网络中所述记录发送的数据包和所述记录接收的数据包生成的一个或多个滑动窗口，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于针对所述一个或多个滑动窗口中的任意一个，确定所述比率和所述记录比率。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于针对所述一个或多个滑动窗口中的任意一个，确定所述比率范围。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述通信网络业务模拟实体用于确定所述比率范围为：
εi＝max(Ri...Ri+w)–min(Ri…Ri+w)，
其中，w是滑动窗口的数量，Ri是根据第i个滑动窗口计算的比率。
9.根据上述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括记录实体，用于记录所述通信网络中的以下至少一个：
发送的数据包；
接收的数据包；和
针对所述通信网络中所述连续两个记录发送的数据包中的任意一个，所述通信网络中所述连续两个记录发送的数据包之间的对应时间段。
10.根据上述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述通信网络不同于所述模拟网络。
11.一种执行通信网络业务模拟的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过保持模拟网络中发送的数据包和接收到的数据包的比率大致等于通信网络中记录发送的数据包和记录接收的数据包的记录比率，对所述通信网络中所述记录发送的数据包在所述模拟网络中进行模拟发送和对所述通信网络中所述记录接收的数据包在所述模拟网络中进行模拟接收，其中，如果比率在所述记录比率附近的比率范围内，则该比率大致等于所述记录比率。
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