一种DDS分布式应用仿真的方法和系统

技术特征：
1.一种dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，具体包括：根据需仿真的网络拓扑，创建相应数量的基于封装dds功能镜像的docke r容器作为主机节点，创建相应数量的ovs交换机作为虚拟交换机，并建立相应的网络拓扑，通过dds发布和订阅实现主机节点之间基于dds的数据交互；完成控制器和虚拟交换机之间的网络连接，网络连接的数据传输通过ope nflow协议实现；控制器实现二层交换机转发功能和ip组播功能，发现主机节点和虚拟交换机组成的网络拓扑，跟踪学习网络中的mac和ip地址，以及主机的位置和链路状态，并控制虚拟交换机完成对网络包进行处理。2.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述创建相应数量的基于dds的docker容器作为主机节点，具体包括：根据网络拓扑中的主机数量，创建相应数量的基于封装dds功能镜像的docker容器作为主机节点；将主机节点通过docker容器端口接入系统，使主机节点具有dds通信功能。3.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述通过dds发布和订阅实现主机节点之间基于dds的数据交互，当主机节点具有发布者功能时，具体包括：创建并初始化域参与者，创建发布者；注册数据类型并创建对应的topic，创建数据写入者并配置qos策略；根据传入的配置参数进行数据发布，发布完成后释放相关资源。4.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述创建相应数量的基于封装dds功能镜像的docker容器作为主机节点，当主机节点具有订阅者功能时，具体包括：创建并初始化域参与者，创建订阅者；注册数据类型并创建对应的topic，创建数据读取者和对应的监听器，并配置qos策略；设置环形缓冲区，当订阅者订阅到数据后，放入环形缓冲区进行数据缓冲。5.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述创建相应数量的ovs交换机作为虚拟交换机，具体包括：根据网络拓扑中的主机数量，创建相应数量的ovs交换机，其中有且仅有一个虚拟交换机作为查询者，其余虚拟交换机作为窥探者；基于ovs接口实现虚拟交换机之间的连接，使用ovs和docker的通信端口实现交换机和主机节点的连接。6.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述完成控制器和虚拟交换机之间的网络连接，具体包括：使用ovs控制命令将虚拟交换机与控制器连接，并进行网络的互ping操作，以检测网络之间的连通性，在互ping的同时控制器通过ovs接口获取网络拓扑的信息；若网络已连通，进行后续的dds交互通信仿真。7.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述控制虚拟交换机完成对网络包进行处理，具体包括：虚拟交换机中的查询者根据自身的组播转发表，按照发送周期泛洪发送普遍组查询报
文，并根据接收到的igmp报文，按照更新周期对组播转发表和对应端口的流表进行更新；虚拟交换机中的窥探者解析收到的igmp报文类型，根据不同类型分别进行报文处理，根据接收报文的端口学习通向查询者的端口信息，更新自身的组播转发表和查询者端口信息表。8.根据权利要求7所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述根据不同类型分别进行报文处理，具体包括：当报文为查询报文时，窥探者重置组播转发表中端口状态并对查询报文进行泛洪，根据后续的报文反馈对组播转发表和对应端口的流表进行更新，窥探者根据报文的端口信息更新查询者端口信息表；当报文为成员报告报文时，查询者和窥探者根据报文信息更新组播转发表和对应端口的流表，窥探者将报文由通往查询者的端口发出；当报文为离组报文时，窥探者将报文由通往查询者的端口发出，查询者根据报文信息更新组播转发表和对应端口的流表。9.根据权利要求1所述的dds分布式应用仿真的方法，其特征在于，所述建立相应的网络拓扑，还包括：基于stp协议去除网络拓扑中的环路。10.一种dds分布式应用仿真的系统，其特征在于，包括应用层、控制层和数据层，具体的：数据层包括分布式系统业务中所有网元节点，节点之间基于dds进行信息交互，数据层通过北向接口与应用层进行数据交互；控制层具有二层交换机转发功能和ip组播功能，用于对数据层中的网络节点进行拓扑发现，并实现地址协议解析，控制层通过南向接口与数据层中的虚拟交换机节点连接，以完成权利要求1-9中任一项提供的dds分布式应用仿真的方法。

技术总结
本发明涉及网络仿真领域，特别是涉及一种DDS分布式应用仿真的方法和系统。主要包括：根据需仿真的网络拓扑，创建相应数量的基于封装DDS功能镜像的Docker容器作为主机节点，创建相应数量的OVS交换机作为虚拟交换机，并建立相应的网络拓扑，通过DDS发布和订阅实现主机节点之间基于DDS的数据交互；完成控制器和虚拟交换机之间的网络连接，网络连接的数据传输通过Openflow协议实现；控制器实现二层交换机转发功能和IP组播功能，发现主机节点和虚拟交换机组成的网络拓扑，跟踪学习网络中的MAC和IP地址，以及主机的位置和链路状态，并控制虚拟交换机完成对网络包进行处理。本发明可以支持DDS交互仿真，对DDS系统服务质量以及性能等方面进行有效灵活的验证。方面进行有效灵活的验证。方面进行有效灵活的验证。


技术研发人员：章文豪 胡青 吴静 陈琪美 江昊 周建国 常宇光 周箴 汪俊芳
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2022/11/22