專利名稱：一種大量設備的軟件仿真方法
技術領域：
本發明涉及一種在一臺計算機上對大量設備進行軟件仿真的方法，特別涉及對大量傳輸設備的仿真方法。
背景技術：
隨著通訊技術的發展，光同步數字體系(SDH)以及密集波分復用設備(DWDM)得到越來越廣泛的應用。作為光網絡中重要組成部分之一的傳輸設備，其性能直接決定了網絡運行的穩定性和質量，而傳送網網管的管理能力則對整個網絡的運行和維護擔負著非常重要的作用，網管性能和質量的最后保證通常依賴于測試的質量，充分完備的測試可以發現潛在的故障，以及評估軟件或設備的性能。
由于受實驗室條件的限制，測試人員無法構建像工程現場那樣由數百乃至上千個傳輸設備組成的真實網絡環境來進行測試。以至于產品測試完畢應用到工程現場前，仍然難以準確評估網管的設備管理能力、通訊鏈路維護能力、以及網管在管理大量設備時的性能和穩定性。
對設備進行軟件仿真，是解決上述網管測試問題的主要途徑。目前設備的軟件仿真方法大致有三種第一種方法是用一個仿真軟件模擬一個設備，與網管進行連接，對網管進行測試。采用這種方法，如果要模擬大量的設備，就需要在一臺計算機中同時啟動大量的仿真軟件，或者利用大量的計算機，每一臺計算機運行一個或多個仿真軟件。但不論采取何種方式，對計算機資源的消耗都非常大，實際上無法達到仿真成百上千個設備的目的。第二種方法是對網管系統本身進行改造，在網管系統內部實現大量設備的模擬，開發人員可將該仿真設備替代真實設備對網管系統的部分功能進行調試。但對于測試人員來說，該仿真設備是網管系統功能的一部分，不能將該仿真設備替代真實設備用于網管系統的正常功能測試和性能等方面的測試，對測試人員的測試工作幫助不大。第三種方法是利用軟件截取真實設備與網管系統的通訊數據包，然后通過修改數據包中的一些關鍵特性參數，向網管中的不同設備發送修改后的數據包，達到模擬大量設備的目的。這種方法一定程度上解決了網管管理大量設備的測試問題，在實質上與第二種方法類似。
發明內容
本發明的目的是為了解決實驗室環境中受測試設備限制無法對網管性能、穩定性、通訊能力和管理能力進行有效測試的問題，提出一種新的大量設備的軟件仿真方法。該方法可以實現在一臺計算機上構建大量的仿真設備，每個仿真設備使用本計算機中一個不同的真實有效的IP地址，可與網管系統建立一條等效于真實設備的通訊連接，具有獨立的數據收發通道。該軟件仿真方法獨立于網管系統，無須對網管系統本身進行任何修改。采用該方法，可以在不占用額外計算機資源的情況下，獨立仿真成百上千個仿真設備，為網管系統測試提供等效于工程現場大量設備的運行環境，為測試人員進行網管系統的性能、穩定性、通訊能力和管理能力的測試提供直接有效的測試手段。
本發明所述的在一臺計算機上對大量設備進行軟件仿真的方法包括以下步驟第一步、提取出描述設備所需要的基本要素，根據基本要素生成所有仿真設備的具體描述信息；所述基本要素至少包括設備的IP地址和子網掩碼兩項信息；第二步、啟動設備仿真軟件，進行仿真初始化；獲取所有待仿真設備的具體描述信息；分別創建仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊；第三步、分別啟動設備仿真軟件中的仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊；上述各公共模塊的創建和啟動相互獨立，無特定的順序。
第四步、建立所有仿真設備與網管系統的通訊連接，創建并啟動每個仿真設備的數據接收子模塊；進入設備仿真狀態，接收和處理所有仿真設備數據。
上述方法的第一步中，所述具體描述信息既可以保存到文件中，也可以存儲到數據庫中。
上述方法的第二步中，設備仿真軟件獲取所有待仿真設備的具體描述信息后，建立仿真設備具體描述信息索引表。
上述方法的第二步中進一步包括以下步驟將所有選定的仿真設備的IP地址和子網掩碼添加到運行設備仿真軟件的計算機中；或本步驟在第一步中生成仿真設備具體描述信息后，采用手工方式逐個添加完成。
上述方法的第二步、三步中，仿真設備數據發送公共模塊獨立存在，或將其功能合成在仿真設備數據處理公共模塊中。
在上述方法的第四步中，其具體操作步驟如下1、仿真設備通訊處理公共模塊偵聽來自網管系統的連接請求。
2、從連接套接字信息中提取仿真設備的IP地址。
3、根據提取的IP地址從仿真設備具體描述信息索引表中獲取對應的仿真設備的具體描述信息。
4、對連接的有效性和合法性進行判斷。
5、對合法有效的網管連接請求予以接收，并將通訊連接套接字描述符添加到對應的仿真設備具體描述信息中。
6、對合法有效的網管連接請求予以接收后，創建并啟動該仿真設備數據接收子模塊。
7、重復第1步至第6步，完成所有仿真設備的通訊連接，以及每個仿真設備數據接收子模塊的創建和啟動。
仿真設備通訊處理公共模塊、各仿真設備數據接收子模塊、仿真設備數據處理公共模塊、仿真設備數據發送公共模塊具有并發執行的特點，第1步至第6步在循環執行的過程中，仿真設備數據處理公共模塊、各仿真設備數據接收子模塊、仿真設備數據發送公共模塊同樣處于循環執行中，不影響后續第8、9步驟的執行。
8、仿真設備數據處理公共模塊循環獲取各仿真設備數據接收子模塊接收到的仿真設備數據，進行處理。
9、仿真設備數據發送公共模塊循環獲取待發送給網管的仿真設備數據。該模塊獲取待發送數據包中的仿真設備通訊連接套接字描述符，將數據發送給網管系統。
采用本發明提供的在計算機上對大量設備進行軟件仿真的方法，克服了試圖利用大量計算機分別模擬單個設備來實現大量設備仿真所面臨的資源消耗問題，同時也不需要對網管系統作任何改動。本發明提供的方法中，每一個仿真設備與網管系統存在著與真實設備等效的通訊連接，具有獨立的數據收發通道，實現了真正意義上的大量設備的仿真，為網管系統的測試提供了一種等效于工程現場大量設備的運行環境，為測試人員進行網管系統的性能、穩定性、通訊能力和管理能力的測試提供了直接有效的測試手段。
圖1是設備管理系統與設備仿真軟件運行在同一臺計算機中的示意圖；圖2是設備管理系統與設備仿真軟件分別運行在不同計算機中的示意圖；圖3是設備管理系統與設備仿真軟件分別運行在不同計算機中的又一示意圖；圖4是大量設備軟件仿真原理示意圖；圖5是本發明的一種具體實施方式
，即大量SDH設備的軟件仿真流程示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖并結合一個具體實施例進行詳細說明，以便對本發明的目的、技術方案及優點有更深入的理解。
圖1給出了設備管理系統與設備仿真軟件運行在同一臺計算機中的示意圖。在這種模式下，所有待仿真設備的IP地址和子網掩碼均添加到本機中，設備管理系統可以將這些仿真設備根據IP地址范圍劃分為不同的子網進行管理。
圖2給出了設備管理系統與設備仿真軟件分別運行在不同計算機中的示意圖。在這種模式下，所有待仿真設備的IP地址和子網掩碼進行分組，分別添加到運行仿真軟件的計算機(即計算機2)中，設備管理系統可以將這些仿真設備根據IP地址范圍劃分為不同的子網進行管理。
圖3給出了設備管理系統與設備仿真軟件分別運行在不同計算機中的又一示意圖。與圖2不同的是在這種模式下，仿真軟件運行于多臺計算機中，每臺計算機仿真若干個設備。所有待仿真設備的IP地址和子網掩碼分成若干組，分別添加到相應的計算機(即計算機2至計算機M)中。
圖4給出了大量設備軟件仿真原理示意圖。包括仿真設備通訊處理、仿真設備數據處理、仿真設備數據發送等公共模塊以及各仿真設備數據接收子模塊。其中仿真設備通訊處理模塊負責偵聽網管系統的連接請求，一旦偵聽到網管系統的連接，首先判斷連接的合法性和有效性，如果連接合法有效，則創建并啟動相應的仿真設備數據接收子模塊。仿真設備數據接收子模塊接收到數據后，將數據提交給仿真設備數據處理公共模塊，仿真設備數據處理公共模塊進行處理后，根據數據類別將處理后的數據提交給仿真設備數據發送公共模塊或非通訊層處理。仿真設備數據發送公共模塊將數據發送給網管系統，如此循環，完成設備的軟件仿真。每接收到一個合法有效的連接，便啟動一個仿真設備數據接收子模塊，有多少個仿真設備，便啟動多少個仿真設備數據接收子模塊，從而實現大量設備仿真的目的。
圖5給出了一種具體實施方式
，即大量SDH設備的軟件仿真流程示意圖。其具體實施步驟說明如下第一步、提取出描述設備所需要的基本要素，根據基本要素生成所有仿真設備的具體描述信息；設備基本要素至少包括設備的IP地址和子網掩碼兩項信息。
步驟301，提取出描述設備所需要的基本要素。
描述SDH設備所需的基本要素是設備仿真軟件和網管系統唯一正確標識一個SDH設備必不可少的信息。本實施例中，描述SDH設備的基本要素包括設備標識ID、設備類型、設備IP地址和子網掩碼。
步驟302，根據基本要素生成所有仿真設備的具體描述信息。
待仿真SDH設備的數量可以少至一個，多至成百上千個，每一個待仿真設備對應一組具體描述信息，具體描述信息由設備基本要素具體化而得到。具體描述信息既可以保存到文件中，也可以存儲到數據庫中。
本實施例中，待仿真SDH設備的具體描述信息保存到一個Excel文件中，Excel表中的字段對應仿真設備的基本要素設備標識ID、設備類型、設備IP地址、子網掩碼，表中每一行代表一個仿真設備的具體描述信息。
仿真SDH設備標識ID作為SDH網管系統正確區分每個設備的要素之一，可以是數字，也可能是特定的編碼，可以獨立使用，也可能與IP地址等信息一起描述一個設備。在一個網管系統所管理的所有設備中，仿真SDH設備具有全網唯一標識。
每個仿真SDH設備作為與網管系統通訊的實體，具有唯一的IP地址和子網掩碼。
設備類型用于區分不同類型的設備。
所有仿真SDH設備的具體描述信息可以通過直接編輯Excel文件得到，也可以從網管系統的配置數據中直接導出。本實施例中，采用從網管系統中直接導出報表方式獲取所有仿真SDH設備的具體描述信息。
第二步、啟動設備仿真軟件，進行仿真初始化；獲取所有待仿真設備的具體描述信息；分別創建仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊。
步驟303，啟動設備仿真軟件，進行仿真初始化。
在用于仿真測試的計算機上，啟動設備仿真軟件，進入仿真初始化狀態。
步驟304，設備仿真軟件獲取所有待仿真設備的具體描述信息，建立仿真設備具體描述信息索引表。
本實施例中，仿真SDH設備具體描述信息索引表為哈希表，以設備IP地址為索引，表中的每個節點中存儲了與IP地址相對應的仿真SDH設備具體描述信息，以及在仿真SDH設備數據處理的整個過程中需要保存或傳遞的一些關鍵特性數據，如每個仿真SDH設備的通訊連接套接字描述符等。通過仿真設備的IP地址可以在具體描述信息索引表中快速查找到對應的仿真SDH設備具體描述信息和關鍵特性數據。
步驟305，分別創建仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊。
其中，仿真設備數據發送公共模塊可以獨立存在，也可以將其功能合成在仿真設備數據處理公共模塊中；各模塊的創建相互獨立，無特定的創建順序。
本實施例中，仿真設備數據發送公共模塊作為獨立模塊存在。
步驟306，將所有選定的仿真設備的IP地址和子網掩碼添加到運行設備仿真軟件的計算機中。
在運行設備仿真軟件的計算機上，選擇合適的網絡適配器，用于添加仿真SDH設備的IP地址和子網掩碼。如果需要在沒有配置物理網卡或沒有接入物理網絡的計算機上進行設備仿真，則可以先安裝虛擬網絡適配器或環回適配器，然后將仿真設備的IP地址和子網掩碼添加到虛擬網絡適配器或環回適配器中。
仿真設備的IP地址和子網掩碼可以添加到同一臺計算機中的一個或多個網絡適配器中，既可以手工添加，也可以采用軟件自動批量添加。
第三步、分別啟動設備仿真軟件中的仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊。
步驟307，啟動設備仿真軟件中的仿真設備通訊處理公共模塊。
步驟308，啟動設備仿真軟件中的仿真設備數據處理公共模塊。
步驟309，啟動仿真設備數據發送公共模塊。
步驟307、308、309在實現中，沒有啟動順序要求。本實施例中，按照步驟307、308、309的順序進行啟動。
第四步、建立所有仿真設備與網管系統的通訊連接，創建并啟動每個仿真設備的數據接收子模塊；進入設備仿真狀態，接收和處理所有仿真設備數據。
步驟310，仿真設備通訊處理公共模塊偵聽來自網管系統的連接請求。
該模塊負責偵聽所有來自網管系統的連接。
步驟311，從連接套接字信息中提取仿真設備的IP地址。
仿真設備通訊處理公共模塊每接收到一個連接請求后，首先從連接套接字信息中提取出待連接的IP地址，即仿真SDH設備的IP地址。
步驟312，根據提取的IP地址從仿真設備具體描述信息索引表中獲取對應的設備具體描述信息。
仿真設備通訊處理公共模塊在獲取IP地址后，根據IP地址在仿真SDH設備具體描述信息索引表中找到對應的具體描述信息。
步驟313，對連接的有效性和合法性進行判斷。對無效或非法的連接將直接拋棄掉。
仿真設備通訊處理公共模塊在完成仿真SDH設備具體描述信息的提取后，對連接的合法性和有效性進行判斷。
在本實施例中，主要判斷該仿真SDH設備的具體描述信息是否存在、是否允許接入、連接是否已經存在等等。
步驟314，對合法有效的網管連接請求予以接收，并將通訊連接套接字描述符添加到對應的仿真設備具體描述信息中。
對合法有效的連接，仿真設備通訊處理公共模塊接收該連接請求，將該連接設備的通訊連接套接字描述符作為仿真SDH設備具體描述信息之一，保存到仿真SDH設備具體信息索引表中對應的具體描述信息節點中。
步驟315，對合法有效的網管連接請求予以接收后，創建并啟動該仿真設備數據接收子模塊。
仿真設備通訊處理公共模塊在接收一個有效的連接請求后，隨即創建并啟動該仿真SDH設備的數據接收子模塊。一個仿真SDH設備對應一個數據接收子模塊，接收到多少個有效連接便創建并啟動多少個仿真SDH設備數據接收子模塊。
步驟316，重復第310步至第315步，完成所有仿真設備的通訊連接，以及每個仿真設備數據接收子模塊的創建和啟動。
仿真設備通訊處理公共模塊、各仿真設備數據接收子模塊、仿真設備數據處理公共模塊、仿真設備數據發送公共模塊具有并發執行的特點，第310步至第315步在循環執行的過程中，不影響后續各步驟的執行，仿真設備數據處理公共模塊、各仿真設備數據接收子模塊、仿真設備數據發送公共模塊同樣處于循環執行中。
步驟317，仿真設備數據處理公共模塊循環獲取各仿真設備數據接收子模塊接收到的仿真設備數據，進行處理。
仿真設備數據處理公共模塊在獲取到數據后，首先提取仿真SDH設備的IP地址，根據IP地址在仿真SDH設備具體描述信息索引表中查找到設備的具體描述信息。然后對數據進行其他處理。對于需要應答的數據，根據仿真SDH設備具體描述信息和接收到的數據，構造應答報文，提交給仿真設備數據發送公共模塊。對于需要提交給應用層處理的數據，則將接收的數據和仿真SDH設備具體信息一并提交給應用層相關模塊。
步驟318，仿真設備數據發送公共模塊循環獲取待發送給網管的仿真設備數據。該模塊獲取待發送數據包中的仿真設備通訊連接套接字描述符，將數據發送給網管系統。
該模塊獲取待發送給網管的仿真SDH設備數據后，首先提取仿真設備的IP地址，然后根據IP地址在仿真SDH設備具體描述信息索引表中查找到具體描述信息，再根據具體描述信息中的通訊連接套接字描述符，將數據發送給網管系統。
仿真設備數據發送公共模塊負責所有仿真設備的數據發送，在本實施例中，作為一個獨立模塊存在。
權利要求
1.一種大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、提取出描述設備所需要的基本要素，根據基本要素生成所有仿真設備的具體描述信息；所述基本要素至少包括設備的IP地址和子網掩碼兩項信息；第二步、啟動設備仿真軟件，進行仿真初始化；獲取所有待仿真設備的具體描述信息；分別創建仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊；第三步、分別啟動設備仿真軟件中的仿真設備通訊處理公共模塊、仿真設備數據處理公共模塊和仿真設備數據發送公共模塊；第四步、建立所有仿真設備與網管系統的通訊連接，創建并啟動每個仿真設備的數據接收子模塊；進入設備仿真狀態，接收和處理所有仿真設備數據。
2.根據權利要求1所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，所述方法的第一步中，所述具體描述信息保存到文件中或存儲到數據庫中。
3.根據權利要求1所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，所述方法的第二步中，設備仿真軟件獲取所有待仿真設備的具體描述信息后，建立仿真設備具體描述信息索引表。
4.根據權利要求1所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，所述方法的第二步中進一步包括以下步驟將所有選定的仿真設備的'地址和子網掩碼添加到運行設備仿真軟件的計算機中；或本步驟在第一步中生成仿真設備具體描述信息后，采用手工方式逐個添加完成。
5.根據權利要求1所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，所述方法的第二、三步中，仿真設備數據發送公共模塊獨立存在，或將其功能合成在仿真設備數據處理公共模塊中。
6.根據權利要求1所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，所述方法的第四步中，其具體操作步驟如下1)、仿真設備通訊處理公共模塊偵聽來自網管系統的連接請求；2)、從連接套接字信息中提取仿真設備的IP地址；3)、根據提取的IP地址從仿真設備具體描述信息索引表中獲取對應的仿真設備的具體描述信息；4)、連接的有效性和合法性進行判斷；5)、合法有效的網管連接請求予以接收，并將通訊連接套接字描述符添加到對應的仿真設備具體描述信息中；6)、對合法有效的網管連接請求予以接收后，創建并啟動該仿真設備數據接收子模塊；7)、重復第1步至第6步，完成所有仿真設備的通訊連接，以及每個仿真設備數據接收子模塊的創建和啟動；8)、仿真設備數據處理公共模塊循環獲取各仿真設備數據接收子模塊接收到的仿真設備數據，進行處理；9)、仿真設備數據發送公共模塊循環獲取待發送給網管的仿真設備數據；該模塊獲取待發送數據包中的仿真設備通訊連接套接字描述符，將數據發送給網管系統。
7.根據權利要求1至6任一權利要求所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，設備管理系統與設備仿真軟件運行在同一臺計算機中，所有待仿真設備的IP地址和子網掩碼均添加到本機中，設備管理系統可以將這些仿真設備根據IP地址范圍劃分為不同的子網進行管理。
8.根據權利要求1至6任一權利要求所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，設備管理系統與設備仿真軟件分別運行在不同計算機中，所有待仿真設備的IP地址和子網掩碼進行分組，分別添加到運行仿真軟件的計算機中，設備管理系統將這些仿真設備根據IP地址范圍劃分為不同的子網進行管理。
9.根據權利要求1至6任一權利要求所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，設備管理系統與設備仿真軟件分別運行在不同計算機中，仿真軟件運行于多臺計算機中，每臺計算機仿真若干個設備；所有待仿真設備的IP地址和子網掩碼分成若干組，分別添加到相應的計算機中，設備管理系統將這些仿真設備根據IP地址范圍劃分為不同的子網進行管理。
10.根據權利要求1至6任一權利要求所述的大量設備的軟件仿真方法，其特征在于，仿真設備的IP地址和子網掩碼添加到同一臺計算機中的一個或多個網絡適配器中，手工添加，或采用軟件自動批量添加。
全文摘要
本發明公開了一種大量設備的軟件仿真方法，包括以下步驟1.提取出描述設備所需要的基本要素，生成所有仿真設備的具體描述信息；2.啟動設備仿真軟件，進行仿真初始化；獲取所有待仿真設備的具體描述信息；分別創建仿真設備的通訊處理、數據處理和數據發送三個公共模塊；3.分別啟動設備仿真軟件中的仿真設備通訊處理、數據處理和數據發送三個公共模塊；4.建立所有仿真設備與網管系統的通訊連接，創建并啟動每個仿真設備的數據接收子模塊；進入設備仿真狀態，接收和處理所有仿真設備數據。本發明中，每個仿真設備與網管系統存在著與真實設備等效的通訊連接，具有獨立的數據收發通道，實現了真正意義上的大量設備的仿真。
文檔編號G06F9/445GK1870542SQ20051007102
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月23日 優先權日2005年5月23日
發明者程兵旺, 何庭宗 申請人:中興通訊股份有限公司