專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出許多新的應(yīng)用模式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，為解決網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的各種復(fù)雜問(wèn)題，不但需要對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法進(jìn)行改進(jìn)以滿足新的需求，如何從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的體系層面對(duì)目前的互聯(lián)網(wǎng)做一些改進(jìn)和變革也已成為研究機(jī)構(gòu)和眾多學(xué)者研究的內(nèi)容之一。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的性能分析和仿真顯得尤為關(guān)鍵。
現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件如NS2、SSFNet、OPNET等均存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)為(I)缺少對(duì)層次化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖傻闹С?。目前的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件注重對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持，忽視了底層拓?fù)涞纳伞o(wú)論是NS2還是Matlab均需通過(guò)第三方軟件或使用者自行生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括?jié)點(diǎn)的連接關(guān)系、節(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬和傳輸延遲以及節(jié)點(diǎn)的簇分布特性等。(2)缺少對(duì)應(yīng)用層用戶行為的原生支持。目前的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件很大程度上依賴于底層協(xié)議，缺少對(duì)應(yīng)用層用戶行為的支持。尤其是在社交網(wǎng)絡(luò)分析過(guò)程中，需要將用戶的行為模式引入到網(wǎng)絡(luò)仿真的過(guò)程當(dāng)中。因此，內(nèi)置用戶行為模型顯得十分必要。(3)網(wǎng)絡(luò)仿真過(guò)程和結(jié)果多具有可視化顯示，而在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)仿真過(guò)程中，可視化消耗較多硬件資源而影響仿真效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種普適性好，仿真效率高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法包括如下步驟S1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的需求確定網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層配置參數(shù)和應(yīng)用層配置參數(shù)；S2.根據(jù)底層配置參數(shù)生成網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層物理網(wǎng)絡(luò)；S3.根據(jù)應(yīng)用層配置參數(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)；以及S4.仿真運(yùn)行時(shí)，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)及底層物理網(wǎng)絡(luò)的性能狀態(tài)，并可視化顯不O在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，底層配置參數(shù)包括底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?、物理?jié)點(diǎn)位置、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用層配置參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型、應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?、網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布、網(wǎng)絡(luò)資源在節(jié)點(diǎn)間的存儲(chǔ)方式，以及節(jié)點(diǎn)間訪問(wèn)資源的方式。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，配置參數(shù)通過(guò)圖形用戶界面選擇參數(shù)進(jìn)行配置；或者，通過(guò)預(yù)定格式的參數(shù)配置文件進(jìn)行配置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ蜑殡S機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，或者無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｔ诒景l(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，物理節(jié)點(diǎn)位置為隨機(jī)分布或者重尾分布。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型為常數(shù)分布、均勻分布、指數(shù)分布，或者重尾分布。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)、基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，或者，基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ蜑殡S機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、小世界網(wǎng)、絡(luò)拓?fù)?，或者無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｔ诒景l(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為同等流行度分布或者冪律分布。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)資源在節(jié)點(diǎn)間的存儲(chǔ)方式為當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，選取網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度值排序前X位的節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器，各個(gè)服務(wù)器平均存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的M種資源，其中，M表示網(wǎng)絡(luò)中有M種不同的資源，X為正整數(shù)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器，M種資源隨機(jī)存儲(chǔ)在M個(gè)服務(wù)器中；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，選取網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度值最大的節(jié)點(diǎn)作為頭端節(jié)點(diǎn)，頭端節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)M種資源，選擇網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度值排序前Y位的節(jié)點(diǎn)作為小站節(jié)點(diǎn)，小站節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)M種資源的一定百分比子集，其中，M表示網(wǎng)絡(luò)中有M種不同的資源，Y為正整數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)間訪問(wèn)資源的方式為當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為同等流行度分布時(shí)，則節(jié)點(diǎn)以相同概率訪問(wèn)就近服務(wù)器存儲(chǔ)的資源，并在服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)包；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為冪律分布時(shí)，則節(jié)點(diǎn)按照流行度概率訪問(wèn)存儲(chǔ)在不同服務(wù)器上的資源并傳輸數(shù)據(jù)包；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為同等流行度時(shí)，則節(jié)點(diǎn)以相同概率訪問(wèn)其他節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的資源，并在節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)包；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為冪律分布時(shí)，則節(jié)點(diǎn)按照流行度概率訪問(wèn)存儲(chǔ)在不同節(jié)點(diǎn)上的資源并傳輸數(shù)據(jù)包；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為同等流行度分布時(shí)，則節(jié)點(diǎn)以相同概率訪問(wèn)其所屬的小站節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的資源，并在節(jié)點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)包；或者當(dāng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為冪律分布時(shí)，則節(jié)點(diǎn)按照流行度概率訪問(wèn)存儲(chǔ)在不同小站節(jié)點(diǎn)上的資源并傳輸數(shù)據(jù)包。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的路由協(xié)議為最短路徑路由協(xié)議。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可視化顯示的內(nèi)容包括鏈路平均傳輸負(fù)載、節(jié)點(diǎn)間平均傳輸延遲和節(jié)點(diǎn)平均處理負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)( I)普適性強(qiáng)，本發(fā)明所提出的仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法著眼于用戶、資源兩個(gè)應(yīng)用元素和二者之間的關(guān)系刻畫(huà)，考慮了目前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)主流的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)，因此具有很強(qiáng)的普適性；
(2)層次性強(qiáng)，本發(fā)明的方法邏輯上分離了物理網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)，首先構(gòu)建合理的物理網(wǎng)絡(luò)，包括節(jié)點(diǎn)拓?fù)?、傳輸帶寬、傳輸延遲等；然后從物理網(wǎng)絡(luò)中選取部分節(jié)點(diǎn)作為用戶節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而構(gòu)建應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)中用戶間邏輯上的相互訪問(wèn)指導(dǎo)底層物理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包傳輸，更符合互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的真實(shí)情況；(3)擴(kuò)展性好，本發(fā)明的方法可以擴(kuò)展到任意互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中“用戶-資源”的應(yīng)用場(chǎng)景，可依據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)置參數(shù)，如用戶的訪問(wèn)偏好、資源流行度分布等，具有極強(qiáng)的可擴(kuò)展性。綜上，本發(fā)明構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的整個(gè)框架及基本流程，可普適各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型的仿真平臺(tái)搭建及狀態(tài)監(jiān)視，在指導(dǎo)現(xiàn) 有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用優(yōu)化的同時(shí)可為提出新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的論證基礎(chǔ)平臺(tái)。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中，圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書(shū)的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法。圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法的流程圖。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法包括下述步驟SlOl :根據(jù)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的需求確定網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層配置參數(shù)和應(yīng)用層配置參數(shù)。配置參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建基礎(chǔ)，參數(shù)選擇的合理性極大地影響著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的反震可行性。配置參數(shù)的配置方法可為通過(guò)圖形用戶界面(GUI)選擇參數(shù)進(jìn)行配置，或者通過(guò)預(yù)定格式的參數(shù)配置文件進(jìn)行配置。配置參數(shù)的內(nèi)容分為底層配置參數(shù)和應(yīng)用層配置參數(shù)兩類。其中，底層配置參數(shù)包括底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?、物理?jié)點(diǎn)位置、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型等；應(yīng)用層配置參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型、應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?、網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布、網(wǎng)絡(luò)資源在節(jié)點(diǎn)間的存儲(chǔ)方式，以及節(jié)點(diǎn)間訪問(wèn)資源的方式?，F(xiàn)對(duì)各參數(shù)進(jìn)行具體釋義。參數(shù)a.底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?；參?shù)b.物理節(jié)點(diǎn)位置；參數(shù)c.物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型；
參數(shù)d.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型；參數(shù)e.應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?；參?shù)f.網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布；參數(shù)g.網(wǎng)絡(luò)資源在節(jié)點(diǎn)間的存儲(chǔ)方式；以及參數(shù)h.節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)資源的方式。其中，參數(shù)a底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ涂梢詾殡S機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，或者無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?
具體地，隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)造方法為網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間以概率P建立連接。小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)造方法為首先連接網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)并形成近鄰耦合網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)中的每條邊以概率P斷開(kāi)，再將這條邊重新連接到其它節(jié)點(diǎn)；在重新連接邊的過(guò)程中，不允許邊的重連和自連；近鄰耦合網(wǎng)絡(luò)指的是由N個(gè)節(jié)點(diǎn)的圍成環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與它左右相鄰的各K/2個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，其中K為偶數(shù)；無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)造方法為首先生成包含有mQ (m0<N)個(gè)節(jié)點(diǎn)全連通網(wǎng)絡(luò),接著每次增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)從這個(gè)新增加的節(jié)點(diǎn)
=ki
上生長(zhǎng)出m條邊(m彡Hitl);這些邊以概率Pi連接到網(wǎng)絡(luò)中原有節(jié)點(diǎn)上，其中& t k_kj為原有節(jié)點(diǎn)i的度值。參數(shù)b物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置分布可以為隨機(jī)分布或重尾分布。具體地，隨機(jī)分布是指在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淦矫鎯?nèi)，節(jié)點(diǎn)的位置隨機(jī)分布；重尾分布是指首先將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淦矫娣殖扇舾删匦螀^(qū)域，每個(gè)矩形區(qū)域包含符合重尾分布個(gè)數(shù)的若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，而在每個(gè)矩形區(qū)域中，節(jié)點(diǎn)的位置隨機(jī)分布。參數(shù)c物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型可為常數(shù)分布、均勻分布、指數(shù)分布或者重尾分布。具體地，常數(shù)分布即物理節(jié)點(diǎn)間建立的網(wǎng)絡(luò)連接其傳輸帶寬和延遲均為設(shè)定的某個(gè)常數(shù)；均勻分布即物理節(jié)點(diǎn)間建立的網(wǎng)絡(luò)連接其傳輸帶寬和延遲滿足均勻分布，即所有物理節(jié)點(diǎn)間建立的網(wǎng)絡(luò)連接其傳輸帶寬滿足在帶寬最小值(bwMin)和帶寬最大值(bwMax)間的均勻分布,傳輸延遲滿足在傳輸延遲最小值(delayMin)和傳輸延遲最大值(deIayMax)的均勻分布；指數(shù)分布即物理節(jié)點(diǎn)間建立的網(wǎng)絡(luò)連接其傳輸帶寬和延遲滿足參數(shù)為λ的指數(shù)分布；重尾分布即物理節(jié)點(diǎn)間建立的網(wǎng)絡(luò)連接其傳輸帶寬和延遲服從累積分布函數(shù)為F(X) = 1-(1+χ)_α的概率分布模型，即為重尾分布。參數(shù)d網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型可包括基于C/S (Client/Server，用戶/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)、基于P2P (Peer-to-Peer,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，或基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。具體地，基于C/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，其用戶與服務(wù)器間進(jìn)行信息資源共享和傳輸，服務(wù)器提供信息資源，用戶與服務(wù)器連接請(qǐng)?zhí)岢稣?qǐng)求以獲取信息資源，如Http應(yīng)用等?；赑2P系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)用戶間進(jìn)行雙向信息資源共享和傳輸，參與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的所有用戶既是網(wǎng)絡(luò)資源的提供者，也是信息資源的獲取者，用戶通過(guò)彼此之間的邏輯連接發(fā)起資源搜索消息、獲知資源所在位置、與資源提供者建立通信連接并傳輸資源，典型的應(yīng)用如P2P文件共享系統(tǒng)、P2P流媒體應(yīng)用等?；谛畔⒕酆稀⒔馕龊桶l(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)采用頭端聚合信息、解析并發(fā)布到局部小站，用戶與小站連接并傳輸信息，例如，頭端爬取主流網(wǎng)站的重要信息資源，進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)解析去除冗余信息，并通過(guò)專有鏈路向位于不同網(wǎng)絡(luò)位置的小站發(fā)布資源，小站接收到資源后進(jìn)行存儲(chǔ)和維護(hù)，并向局部范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)用戶發(fā)布更新消息，網(wǎng)絡(luò)用戶與小站建立連接并進(jìn)行資源傳輸，典型的應(yīng)用如4ANet系統(tǒng)等。參數(shù)e應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ涂梢詾殡S機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌蛘邿o(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。具體地，隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)造方法為網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間以概率P建立連接。小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)造方法為首先連接網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)并形成近鄰耦合網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)中的每條邊以概率P斷開(kāi)，再將這條邊重新連接到其它節(jié)點(diǎn)；在重新連接邊的過(guò)程中，不允許邊的重連和自連；近鄰耦合網(wǎng)絡(luò)指的是由N個(gè)節(jié)點(diǎn)的圍成環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與它左右相鄰的各K/2個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，其中K為偶數(shù)；無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)造方法為首先生成包含有mQ (m0<N)個(gè)節(jié)點(diǎn)全連通網(wǎng)絡(luò),接著每次增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)從這個(gè)新增加的節(jié)點(diǎn)
-
上生長(zhǎng)出m條邊(m≤Hi0);這些邊以概率Pi連接到網(wǎng)絡(luò)中原有節(jié)點(diǎn)上，其中
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，包括如下步驟 51.根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的需求確定所述網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層配置參數(shù)和應(yīng)用層配置參數(shù)； 52.根據(jù)所述底層配置參數(shù)生成所述網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層物理網(wǎng)絡(luò)； 53.根據(jù)所述應(yīng)用層配置參數(shù)構(gòu)建所述網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)；以及 54.仿真運(yùn)行時(shí)，統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)及所述底層物理網(wǎng)絡(luò)的性能狀態(tài)，并可視化顯/Jn ο
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述底層配置參數(shù)包括底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ?、物理?jié)點(diǎn)位置、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述應(yīng)用層配置參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型、應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ汀⒕W(wǎng)絡(luò)資源流行度分布、網(wǎng)絡(luò)資源在節(jié)點(diǎn)間的存儲(chǔ)方式，以及節(jié)點(diǎn)間訪問(wèn)資源的方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述配置參數(shù)通過(guò)圖形用戶界面選擇參數(shù)進(jìn)行配置；或者，通過(guò)預(yù)定格式的參數(shù)配置文件進(jìn)行配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述底層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ蜑殡S機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，或者無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述物理節(jié)點(diǎn)位置為隨機(jī)分布或者重尾分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳輸帶寬和傳輸延遲模型為常數(shù)分布、均勻分布、指數(shù)分布，或者重尾分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)、基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，或者，基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)淠Ｐ蜑殡S機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑿∈澜缇W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，或者無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為同等流行度分布或者冪律分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)資源在節(jié)點(diǎn)間的存儲(chǔ)方式為 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，選取網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度值排序前X位的節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器，各個(gè)所述服務(wù)器平均存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的M種資源，其中，M表示網(wǎng)絡(luò)中有M種不同的資源，X為正整數(shù)； 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)作為所述服務(wù)器，所述M種資源隨機(jī)存儲(chǔ)在M個(gè)所述服務(wù)器中； 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，選取網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度值最大的節(jié)點(diǎn)作為頭端節(jié)點(diǎn)，所述頭端節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)所述M種資源，選擇網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度值排序前Y位的節(jié)點(diǎn)作為小站節(jié)點(diǎn)，所述小站節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)所述M種資源的一定百分比子集，其中，M表示網(wǎng)絡(luò)中有M種不同的資源，Y為正整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)間訪問(wèn)資源的方式為 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為所述同等流行度分布時(shí)，則所述節(jié)點(diǎn)以相同概率訪問(wèn)就近所述服務(wù)器存儲(chǔ)的資源，并在所述服務(wù)器和所述節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)包； 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為所述冪律分布時(shí)，則所述節(jié)點(diǎn)按照流行度概率訪問(wèn)存儲(chǔ)在不同所述服務(wù)器上的資源并傳輸數(shù)據(jù)包； 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為所述同等流行度時(shí)，則所述節(jié)點(diǎn)以相同概率訪問(wèn)其他所述節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的資源，并在所述節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)包； 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于P2P結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為所述冪律分布時(shí)，則所述節(jié)點(diǎn)按照流行度概率訪問(wèn)存儲(chǔ)在不同所述節(jié)點(diǎn)上的資源并傳輸數(shù)據(jù)包； 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為所述同等流行度分布時(shí)，則所述節(jié)點(diǎn)以相同概率訪問(wèn)其所屬的所述小站節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的資源，并在所述節(jié)點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)包；或者 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)類型為所述基于信息聚合、解析和發(fā)布結(jié)構(gòu)的小站式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)絡(luò)資源流行度分布為所述冪律分布時(shí)，則所述節(jié)點(diǎn)按照流行度概率訪問(wèn)存儲(chǔ)在不同所述小站節(jié)點(diǎn)上的資源并傳輸數(shù)據(jù)包。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的路由協(xié)議為最短路徑路由協(xié)議。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述可視化顯示的內(nèi)容包括鏈路平均傳輸負(fù)載、節(jié)點(diǎn)間平均傳輸延遲和節(jié)點(diǎn)平均處理負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明提出一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法，該方法包括以下步驟根據(jù)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的需求確定網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層配置參數(shù)和應(yīng)用層配置參數(shù)；根據(jù)底層配置參數(shù)生成網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的底層物理網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)應(yīng)用層配置參數(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)；以及仿真運(yùn)行時(shí)，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)及底層物理網(wǎng)絡(luò)的性能狀態(tài)，并可視化顯示。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以普適各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型的仿真平臺(tái)搭建及狀態(tài)監(jiān)視，在指導(dǎo)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用優(yōu)化的同時(shí)可為提出新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的論證基礎(chǔ)平臺(tái)。
文檔編號(hào)H04L12/24GK102724064SQ201210155340
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者戴瓊海, 李一鵬 申請(qǐng)人:清華大學(xué)