该发明专利技术公开了一种基于汇聚过程产生网络数据流的方法与装置，本发明专利技术提供的内容主要是如何硬件产生两种常用的网络流量模型，泊松流量模型和自相似流量模型。本发明专利技术提供的方法包括数据包请求产生，请求排队等候，数据包封装。其中数据包请求产生包括：使用汇聚过程产生符合分布模型的请求数据；请求排队等候包括：将数据包请求按顺序排队寄存。数据包封装包括：处理数据包请求，按照网络协议产生完整的数据包。本发明专利技术的装置，主要包括，数据请求产生模块，请求排队等候模块，数据包封装模块，以实现上述方法。该方法和装置能解除软硬件接口带宽限制，而且能对具有典型网络特性的泊松、自相似流量模型进行刻画，具有良好的扩展性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络通信领域，尤指网络数据流生成方法与装置。
技术介绍
随着互联网的快速发展、网络应用的多样化以及新型网络应用的快速部署，网络 系统的规模、速度、复杂性日益提高。网络设备，作为现代大型网络系统的基础，应具有良好 的性能和稳定性。所以，网络设备的测试技术成为了网络系统研究的一个重要方向。网络数 据流生成，是一种向网络设备施加近似于真实网络流量行为的测试方法，对网络设备的业 务能力分析有着重要的作用。 目前，网络流量行为已有诸多阶段性的研究成果，但缺少较统一的、应用于测试的 网络流量生成方法，国内在网络设备测试
的研究成果也较少。划分已有的网络流 量生成方法，主要有软件、FPGA以及专用测试仪三类。 软件实现方案由计算机软件程序模拟网络流量行为，产生数据包并发送至端口输 出缓存，具有灵活多样、简单低廉的优势。但端口线速率受限于软硬件接口带宽，不适用于 现代高速网络测试。 FPGA实现方案能显著降低接口带宽的限制。一是软硬件协同设计方案，软硬件接 口采用数据生成参数而非数据包，FPGA根据数据生成参数控制数据包的产生与发送。保留 了软件灵活多样的优点，但并没有完全解除接口带宽的限制。 基于FPGA的硬件实现方案能完全回避接口带宽的问题，通过硬件描述语言实现网 络流量行为的数学模型，并完成数据包的产生与发送过程，端口线速率只与硬件运行速度 有关。然而，不同的网络流量行为通常具有不同的数学模型，采用不同的网络流量行为或是 参数对网络设备进行测试需重新综合下载。 专用测试仪能有效地完成网络设备测试，支持丰富的网络协议，能产生复杂、高速 的测试网络流量。但其价格昂贵，所以多用于成品测试，很难在网络设备的开发阶段对未完 成的设计或是单独的模块进行评估。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
中传统网络流量生成方案的不足，提供一种基于汇聚过程的 网络数据流生成方法与装置，能够完全解除软硬件接口带宽限制，切换不同的网络流量模 型也不用重新综合下载，从而达到扩展性好，灵活性高，方便测试的目的。 本专利技术的解决方案为一种基于汇聚过程的网络数据流生成方法;该方法包括： 步骤1:产生数据包请求信息； 步骤2:请求信息排队等候； 步骤3:数据包封装； 所述步骤1具体方法为:利用多个数据源同时产生数据包请求信息，其中各数据源 采用相同的流量模型产生数据包请求信息； 所述步骤2具体方法为：同时接收所有数据源产生的请求信息，并对各产生的请求 信息按照产生的先后顺序进行排序； 步骤3为:按照请求信息排列的顺序产生相应的数据包。 进一步的，所述步骤1中的数据源模块采用伯努利分布流量模型或0N/0FF流量模 型产生数据包请求信息。 所述伯努利分布是一种离散分布，有两种可能的结果。1表示成功，出现的概率为p (其中〇〈P〈l)』表示失败，出现的概率为q = l-p。所述自相似分布流量模型中，0N/0FF源由严格交替的ON和OFF状态构成。在ON状 态，数据源以固定的速率发送数据包;在OFF状态，数据源不发送任何数据包。0N状态和OFF 状态的时长独立地服从于不同参数下的重尾分布。 所述重尾分布是一种概率分布模型，它的尾部比指数分布要厚。 -种基于汇聚过程的网络数据流生成装置;该装置包括:产生数据包请求信息部 分，请求信息排队等候部分，数据包封装模块;其中产生数据包请求信息部分包括多个数据 源模块，每个数据源模块同时产生数据包请求信息；请求信息排队等候部分包括：仲裁模 块，请求缓存模块;其中仲裁模块是对多个数据源模块产生的数据包请求信息进行控制，将 数据包请求信息分别锁存，然后按顺序存入请求缓存模块中；最后数据包封装模块根据请 求缓存模块中的请求信息按顺序产生数据包。进一步的，所述产生数据包请求信息部分中数据源模块的数量为20。进一步的，所述数据源模块包括:伯努利源、0N/0FF源、多路选择器;数据源模块是 由多路选择器选择伯努利源或0N/0FF源产生数据包请求信息。所述伯努利源，包括一个M序列的线性反馈移位寄存器LFSR、一个数值比较单元和 一个参考值ref;由二十个独立的伯努利源汇聚能产生服从泊松分布的流量行为； M序列线性反馈移位寄存器LFSR，Linear Feedback Shifting Register，能够产 生除全零外的二进制伪随机值rand，每个时钟周期随LFSR的改变而改变，M序列是指LFSR的 输出序列周期达到最大值的序列；数值比较单元，通过比较M序列LFSR中的伪随机值rand和ref值，决定伯努利源是 否产生一个数据包请求。当rancK ref?时，伯努利源产生一个数据包请求。这样产生数据包 请求的概率便近似服从泊松分布；参考值ref，通过接口寄存器可以由用户设置，其值大小会影响数据包请求的产 生。 所述0N/0FF源，包括0N状态拟合器、OFF状态拟合器、状态控制器、多路选择器、比 较器以及计数器。由二十个独立的0N/0FF源汇聚能产生服从自相似分布的流量行为； 0N状态拟合器，产生0N状态的时间长度； OFF状态拟合器，产生OFF状态的时间长度； 状态控制器，根据比较器的比较结果判断是否改变状态； 多路选择器，根据状态控制器所指示的当前状态信息(0N或OFF状态），从0N状态拟 合器和OFF状态拟合器中选择一个时间长度； 比较器，用于将计数器的值与状态时间长度进行比较:在0N状态内，若计数器的值 未达到0N状态的时长，则生成器每个时钟周期产生一个数据包产生请求；当计数器的值到 达ON状态的时长时，使状态控制器控制状态由ON状态切换到OFF状态，OFF状态不产生请求； 反之亦然；计数器，用于统计0N或者OFF状态已经持续的时长。 所述数据包封装模块包括:多路选择器，状态控制器，接口寄存器； 多路选择器，是产生符合网络协议数据包的最终输出端，根据不同时刻的状态产 生不同段位的数据来构成满足协议的数据包； 状态控制器，产生符合网络协议数据包的格式控制器，控制当前数据在包中的位 置； 接口寄存器，提供网络协议中目的地址、源地址、数据负载的设置。 本专利技术提出的一种基于汇聚过程产生网络数据流的方法与装置，由硬件描述语言 实现流量行为，而并非靠软件计算流量模型的关键参数以控制硬件生成流量，完全解除了 软硬件接口带宽的限制，使得端口线速率只与硬件运行速度有关，大大提升流量速率。而 且，基于汇聚过程的流量生成方法能对具有典型网络特性的泊松、自相似流量模型进行模 拟，每次切换流量模型无需重新综合下载，只需通过修改软件进行配置，具有良好的扩展性 和灵活性。【附图说明】 图1为基于汇聚过程的流量产生模型的示意图； 图2为基于汇聚过程的流量产生装置的结构图；图3为一个伯努利源原理示意图；图4为线性反馈移位寄存器流程图；图5为重尾分布的0N/0FF源模型图；图6为自相似模型0N/0FF源结构图；图7为0N或者OFF状态拟合器原理图； 图8为请求缓存模块装置内仲裁模块的内部结构图； 图9为数据包封装模块装置内部结构图；图10为数据包封装模块中状态控制器具体处理流程图；【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于汇聚过程的网络数据流生成方法；该方法包括：步骤1：产生数据包请求信息；步骤2：请求信息排队等候；步骤3：数据包封装；所述步骤1具体方法为：利用多个数据源同时产生数据包请求信息，其中各数据源采用相同的流量模型产生数据包请求信息；所述步骤2具体方法为：同时接收所有数据源产生的请求信息，并对各产生的请求信息按照产生的先后顺序进行排序；步骤3为按照请求信息排列的顺序产生相应的数据包。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王忆文，刘志超，蓝武，张宗森，王晓婷，李辉，王刚，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。