基于SDN控制器的网络仿真方法、设备及存储介质与流程

本技术涉及互联网技术，尤其涉及一种基于sdn控制器的网络仿真方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着互联网的发展，虚拟网络仿真技术为it带来很多优势，包括快速配置网络资源、降低运营成本以及改善网络可视性、政策和业务流程。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求，已成为一个具有应用前景的方向。

2、现有虚拟网络仿真技术主要使用第三方云平台或docker的容器化管理，实现对网络基础节点的仿真，整体性能无法满足大规模网络的即时仿真。现有sdn控制器可较好的实现对实际物理网络的软件定义及控制，但无法对虚拟网络进行相同级别的控制。虚拟仿真网络中引入了sdn控制，但又无法实现物理路由器与虚拟仿真网络节点的完整仿真。

3、由于网络的虚拟化仿真受限于单机资源或第三方平台制约，同时虚拟网络对各协议支持程度有限，现有技术存在仿真规模受限、对物理网络仿真精确度低的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于sdn控制器的网络仿真方法、设备及存储介质，用以解决现有技术存在的仿真规模受限、对物理网络仿真精确度低的技术问题。

2、第一方面，本技术提供一种基于sdn控制器的网络仿真方法，应用于nfv服务端侧，包括：

3、响应于网络仿真请求，基于网络仿真请求生成虚拟网络拓扑；

4、基于虚拟网络拓扑在容器集群中创建pod节点，并基于pod节点建立对应的网卡信息和链接；

5、基于预设时间间隔采集pod节点的容器信息，并将容器信息发送至sdn控制器；

6、基于pod节点接收sdn控制器发送的物理网络的协议配置信息，生成虚拟网络配置信息，并基于虚拟网络配置信息对物理网络进行网络仿真。

7、可选地，基于虚拟网络配置信息对物理网络进行网络仿真，包括：

8、基于虚拟网络配置信息确定物理网络对应的网络事件，将网络事件映射至pod节点和pod节点相应的目标端口；

9、基于pod节点接收sdn控制器发送的协议配置信息，启动pod节点的乌班图壳ubuntu shell；

10、基于乌班图壳ubuntu shell接收协议配置信息并将协议配置信息转化为frrouting配置协议，基于frrouting配置协议更新pod节点和目标端口的协议配置信息，以监听物理网络对应的网络事件；

11、基于网络事件，对物理网络进行网络仿真。

12、可选地，基于网络事件，对物理网络进行网络仿真，包括：

13、在基于网络事件确定物理网络在第一pod节点新增第一目标链接时，删除虚拟网络拓扑中对应的第二pod节点中的第一虚拟网卡，在第一pod节点和第二pod节点属于同一服务器时基于第一目标链接建立第一veth链接，在第一pod节点和第二pod节点属于不同服务器时基于目标链接建立第一vxlan链接；

14、在基于网络事件确定物理网络删除第二目标链接时，删除虚拟网络拓扑中对应的pod节点中对应的第二虚拟网卡，并基于第二目标链接建立第三虚拟网卡；

15、在基于网络事件确定物理网络新增第三pod节点时，在虚拟网络拓扑的容器集群中创建对应的第四pod节点，并基于第四pod节点建立对应的第四虚拟网卡，在第三pod节点和第四pod节点属于同一服务器时基于第三pod节点建立第二veth链接，在第三pod节点和第四pod节点属于不同服务器时基于目标链接建立第二vxlan链接；

16、在基于网络事件确定物理网络删除第四pod节点时，删除容器集群对应的第五pod节点的第三目标链接和第五虚拟网卡，基于容器集群对应的pod节点建立第六虚拟网卡并释放第五pod节点对应的资源。

17、可选地，基于网络事件，对物理网络进行网络仿真，包括：

18、在基于网络事件确定虚拟网络新增第一设备接口时，基于第一设备接口对应的第六pod节点新增对应的第七虚拟网卡；

19、在基于网络事件确定虚拟网络删除第二设备接口时，判断第二设备接口是否处于使用状态；若是，则删除第二设备接口对应的第七pod节点的第八虚拟网卡，并新建与第八虚拟网卡同名的第九虚拟网卡；若否，则删除第八虚拟网卡；

20、在基于网络事件将虚拟网络映射至容器集群后，基于网络事件生成虚拟网络配置变更信息，将变更后的容器集群对应的pod节点的容器信息发送至sdn控制器；

21、基于虚拟网络配置变更信息确定虚拟网络增量网络协议配置，调用sdn控制器下发虚拟网络增量网络协议配置。

22、可选地，基于网络事件，对物理网络进行网络仿真，包括：

23、在基于网络事件接收虚拟网络的网络停用指示时，停用容器集群的命名空间namespace并释放命名空间namespace的pod节点占用的容器资源，向sdn控制器上报用于指示停止对虚拟网络进行网络协议配置管理的停止管理指示。

24、可选地，基于网络仿真请求生成虚拟网络拓扑，包括：

25、安装容器化管理平台、容器化工具和容器化插件；

26、基于容器化管理平台、容器化工具和容器化插件生成初始镜像文件；

27、基于网络仿真请求确定设备信息、接口信息和/或链接信息，基于设备信息、接口信息和/或链接信息和初始镜像文件生成虚拟网络拓扑。

28、第二方面，本技术提供一种基于sdn控制器的网络仿真方法，应用于sdn控制器侧，包括：

29、接收nfv服务端基于预设时间间隔采集虚拟网络拓扑对应的pod节点的容器信息；

30、接收物理网络的协议配置信息，基于容器信息将协议配置信息发送至虚拟网络拓扑对应的pod节点，以使nfv服务端基于协议配置信息生成虚拟网络配置信息并对物理网络进行网络仿真。

31、第三方面，提供了一种基于sdn控制器的网络仿真设备，应用于nfv服务端侧，包括：

32、响应模块，用于响应于网络仿真请求，基于网络仿真请求生成虚拟网络拓扑；

33、第一处理模块，用于基于虚拟网络拓扑在容器集群中创建pod节点，并基于pod节点建立对应的网卡信息和链接；

34、第二处理模块，用于基于预设时间间隔采集pod节点的容器信息，并将容器信息发送至sdn控制器；

35、第三处理模块，用于基于pod节点接收sdn控制器发送的物理网络的协议配置信息，生成虚拟网络配置信息，并基于虚拟网络配置信息对物理网络进行网络仿真。

36、可选地，第三处理模块还用于：

37、基于虚拟网络配置信息确定物理网络对应的网络事件，将网络事件映射至pod节点和pod节点相应的目标端口；

38、基于pod节点接收sdn控制器发送的协议配置信息，启动pod节点的乌班图壳ubuntu shell；

39、基于乌班图壳ubuntu shell接收协议配置信息并将协议配置信息转化为frrouting配置协议，基于frrouting配置协议更新pod节点和目标端口的协议配置信息，以监听物理网络对应的网络事件；

40、基于网络事件，对物理网络进行网络仿真。

41、可选地，第三处理模块还用于：

42、在基于网络事件确定物理网络在第一pod节点新增第一目标链接时，删除虚拟网络拓扑中对应的第二pod节点中的第一虚拟网卡，在第一pod节点和第二pod节点属于同一服务器时基于第一目标链接建立第一veth链接，在第一pod节点和第二pod节点属于不同服务器时基于第一目标链接建立第一vxlan链接；

43、在基于网络事件确定物理网络删除第二目标链接时，删除虚拟网络拓扑中对应的pod节点中对应的第二虚拟网卡，并基于第二目标链接建立第三虚拟网卡；

44、在基于网络事件确定物理网络新增第三pod节点时，在虚拟网络拓扑的容器集群中创建对应的第四pod节点，并基于第四pod节点建立对应的第四虚拟网卡，在第三pod节点和第四pod节点属于同一服务器时基于第三pod节点建立第二veth链接，在第三pod节点和第四pod节点属于不同服务器时基于目标链接建立第二vxlan链接；

45、在基于网络事件确定物理网络删除第四pod节点时，删除容器集群对应的第五pod节点的第三目标链接和第五虚拟网卡，基于容器集群对应的pod节点建立第六虚拟网卡并释放第五pod节点对应的资源。

46、可选地，第三处理模块还用于：

47、在基于网络事件确定虚拟网络新增第一设备接口时，基于第一设备接口对应的第六pod节点新增对应的第七虚拟网卡；

48、在基于网络事件确定虚拟网络删除第二设备接口时，判断第二设备接口是否处于使用状态；若是，则删除第二设备接口对应的第七pod节点的第八虚拟网卡，并新建与第八虚拟网卡同名的第九虚拟网卡；若否，则删除第八虚拟网卡；

49、在基于网络事件将虚拟网络映射至容器集群后，基于网络事件生成虚拟网络配置变更信息，将变更后的容器集群对应的pod节点的容器信息发送至sdn控制器；

50、基于虚拟网络配置变更信息确定虚拟网络增量网络协议配置，调用sdn控制器下发虚拟网络增量网络协议配置。

51、可选地，第三处理模块还用于：

52、在基于网络事件接收虚拟网络的网络停用指示时，停用容器集群的命名空间namespace并释放命名空间namespace的pod节点占用的容器资源，向sdn控制器上报用于指示停止对虚拟网络进行网络协议配置管理的停止管理指示。

53、可选地，响应模块还用于：

54、安装容器化管理平台、容器化工具和容器化插件；

55、基于容器化管理平台、容器化工具和容器化插件生成初始镜像文件；

56、基于网络仿真请求确定设备信息、接口信息和/或链接信息，基于设备信息、接口信息和/或链接信息和初始镜像文件生成虚拟网络拓扑。

57、第四方面，本技术提供了一种基于sdn控制器的网络仿真设备，应用于sdn控制器侧，包括：

58、接收模块，用于接收nfv服务端基于预设时间间隔采集虚拟网络拓扑对应的pod节点的容器信息；

59、第四处理模块，用于接收物理网络的协议配置信息，基于容器信息将协议配置信息发送至虚拟网络拓扑对应的pod节点，以使nfv服务端基于协议配置信息生成虚拟网络配置信息并对物理网络进行网络仿真。

60、第五方面，本技术提供了一种基于sdn控制器的网络仿真设备，包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器；

61、存储器存储计算机执行指令；

62、处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面或第二方面中任一项的基于sdn控制器的网络仿真方法。

63、第六方面，一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面或第二方面中基于sdn控制器的网络仿真方法。

64、本技术提供的一种基于sdn控制器的网络仿真方法、设备及存储介质，响应于网络仿真请求，基于网络仿真请求生成虚拟网络拓扑；基于虚拟网络拓扑在容器集群中创建pod节点，并基于pod节点建立对应的网卡信息和链接；基于预设时间间隔采集pod节点的容器信息，并将容器信息发送至sdn控制器；基于pod节点接收sdn控制器发送的物理网络的协议配置信息，生成虚拟网络配置信息，并基于虚拟网络配置信息对物理网络进行网络仿真；从而利用kubernetes的分布式容器化能力，基于乌班图壳ubuntu shell接收协议配置信息并将协议配置信息转化为frrouting配置协议，利用frrouting配置协议更新pod节点和目标端口的协议配置信息，保证了对物理网络的网络仿真，实现了虚拟网络与物理网络精确化、同步化、规模化仿真，实现了提高虚拟网络与物理网络仿真精确度和增大网络仿真规模上限的技术效果。