本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)軟件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種面向內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)的流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的急速擴(kuò)張以及基于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益繁多，現(xiàn)有基于IP互聯(lián)網(wǎng)的局限性日益明顯。為解決當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)存在的問(wèn)題，世界上包括中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)以及日本在內(nèi)多個(gè)國(guó)家已經(jīng)將關(guān)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究列為國(guó)家重大發(fā)展戰(zhàn)略的一部分。網(wǎng)絡(luò)流量作為互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，對(duì)于實(shí)驗(yàn)網(wǎng)同樣起到及其重要的作用，因此如何為實(shí)驗(yàn)網(wǎng)提高巨大的背景流量已成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究中不可或缺的一部分，而網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)正是用來(lái)為實(shí)驗(yàn)網(wǎng)產(chǎn)生背景流量的工具，網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)通過(guò)模擬一定數(shù)量真實(shí)用戶對(duì)實(shí)際網(wǎng)站的資源請(qǐng)求，進(jìn)而產(chǎn)生數(shù)種使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)背景流量。但是這種網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)只能產(chǎn)生幾種事先固定協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流量，而不能根據(jù)使用者的需求，定制自己設(shè)計(jì)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流量，這樣就大大降低了科研人員對(duì)新協(xié)議的開發(fā)與測(cè)試。

內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)是一個(gè)在新興的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，CCN是建立在命名數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的通信架構(gòu)，它使用數(shù)據(jù)名字而不是IP地址進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，讓數(shù)據(jù)本身成為因特網(wǎng)架構(gòu)中的核心要素，有效的緩解了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)IPv4頻臨枯竭、安全漏洞多、服務(wù)質(zhì)量控制能力差的境遇。但正是由于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)的這種特性，它的數(shù)據(jù)包無(wú)法與基于IP的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)兼容，為模擬產(chǎn)生內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)流量造成了巨大的困難，也為內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議測(cè)試與開發(fā)造成了極大的影響。

發(fā)明人曾帥等在2015年09月30日申請(qǐng)了一種基于多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的并發(fā)式流量發(fā)生系統(tǒng)，可以模擬大量用戶請(qǐng)求不同網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并產(chǎn)生流量，為試驗(yàn)網(wǎng)提供真實(shí)可信的網(wǎng)絡(luò)背景流量。但是這種方法只能針對(duì)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生固定協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流量，對(duì)于傳輸協(xié)議沒(méi)有形成業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，靈活性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一旦更換傳輸協(xié)議，就不能正常工作。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)可以通過(guò)隧道技術(shù)連接兩個(gè)互不兼容的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行自定義協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究領(lǐng)域，如協(xié)議研發(fā)、性能與功能測(cè)試等具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。提出了一種提高可擴(kuò)展性與開發(fā)的靈活性的流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種面向內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括協(xié)議自定義流量發(fā)生器和CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)，其中，

協(xié)議自定義流量發(fā)生器：用于對(duì)用戶、軟硬件資源、進(jìn)程均衡化及協(xié)議定制化進(jìn)行管理，接受接從界面下發(fā)的消息，并據(jù)此模擬真實(shí)用戶請(qǐng)求資源的行為，構(gòu)造內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中的Interest包，并通過(guò)隧道傳輸給CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)和接收其返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)包；

所述CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)，存有協(xié)議自定義流量發(fā)生器所請(qǐng)求的內(nèi)容資源，對(duì)協(xié)議自定義流量發(fā)生器的請(qǐng)求進(jìn)行處理，并響應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生CCN網(wǎng)絡(luò)流量。

進(jìn)一步的，所述協(xié)議自定義流量發(fā)生器包括界面、控制模塊和流量產(chǎn)生模塊，其中：所述界面提供一個(gè)可視化的Web界面，負(fù)責(zé)相關(guān)參數(shù)的配置與下發(fā)，使用者可以從界面中查看系統(tǒng)各模塊在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)行狀況及資源的分配與使用情況；所述控制模塊用于對(duì)用戶、軟硬件資源、進(jìn)程均衡化及協(xié)議定制化進(jìn)行管理，所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊用于根據(jù)接收到的消息構(gòu)造內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中的Interest包。

進(jìn)一步的，所述控制模塊包括用戶管理模塊、資源管理模塊、進(jìn)程管理模塊和協(xié)議定制模塊，其中，所述用戶管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)使用者賬戶的注冊(cè)與注銷、賬戶權(quán)限的控制、賬戶資源的分配、操作歷史與習(xí)慣和常用實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行記錄；資源管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)流量產(chǎn)生模塊的硬件與軟件資源進(jìn)行虛擬化，并對(duì)虛擬后的資源分配給不同用戶組的不同賬戶，并提供賬戶間的隔離功能；進(jìn)程管理模塊用于管理流量產(chǎn)生模塊各功能的工作進(jìn)程族，包括數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池進(jìn)程、流量產(chǎn)生進(jìn)程和流量統(tǒng)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)提供基于輪詢機(jī)制和CCN路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的多工作進(jìn)程間的負(fù)載均衡，使各進(jìn)程相互協(xié)調(diào)；協(xié)議定制模塊負(fù)責(zé)根據(jù)使用者的需求，進(jìn)行包括字段的添加、刪除、修改及數(shù)據(jù)填充在內(nèi)的操作，定制的不同類型的CCN網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

進(jìn)一步的，所述流量產(chǎn)生模塊包含數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、CCN興趣包構(gòu)造模塊和CCN數(shù)據(jù)包解析模塊，其中所述數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)該流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)的詳細(xì)信息，包括：虛擬用戶對(duì)CCN資源的訪問(wèn)信息、使用者權(quán)限及資源信息、模擬用戶信息、產(chǎn)生流量信息的記錄與存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)庫(kù)連接池用于高并發(fā)量情況下，對(duì)進(jìn)程與數(shù)據(jù)庫(kù)所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的維護(hù)與管理；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果傳送給界面進(jìn)行展示；請(qǐng)求構(gòu)造模塊用于接受協(xié)議定制模塊發(fā)送的消息，并根據(jù)接收到的消息構(gòu)造CCN中的Interest包，通過(guò)隧道發(fā)送到CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)；CCN數(shù)據(jù)包解析模塊用于接受CCN中內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)對(duì)請(qǐng)求構(gòu)造模塊產(chǎn)生的Interest數(shù)據(jù)包進(jìn)行響應(yīng)的Data包，并解析出其中的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度、內(nèi)容來(lái)源和到達(dá)時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)包含請(qǐng)求處理模塊，請(qǐng)求處理模塊用于處理協(xié)議自定義流量發(fā)生器產(chǎn)生的Interest請(qǐng)求包，包括請(qǐng)求響應(yīng)、內(nèi)容發(fā)送和異常處理在內(nèi)的功能。

進(jìn)一步的，所述CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)可以部署在CCN網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，接受協(xié)議自定義流量發(fā)生器產(chǎn)生的請(qǐng)求，并進(jìn)行響應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述界面可以單獨(dú)運(yùn)行在專用服務(wù)器上，也可與控制模塊和流量產(chǎn)生模塊部署在同一服務(wù)器上，用戶可以通過(guò)HTTP協(xié)議訪問(wèn)界面模塊提供的Web頁(yè)面，實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置與協(xié)議定制、資源分配、查看當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)操作；界面與控制模塊和流量產(chǎn)生模塊之間通過(guò)socket連接通信，實(shí)現(xiàn)用戶操作參數(shù)的下發(fā)及運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的上傳。

一種基于所述系統(tǒng)的面向內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的流量模擬產(chǎn)生方法，其特征在于，包括以下步驟：1)使用者通過(guò)界面進(jìn)行賬戶注冊(cè)，并下發(fā)配置信息；2)控制模塊再根據(jù)界面下發(fā)的配置信息進(jìn)行面向CCN進(jìn)行協(xié)議定制、資源分配和用戶管理；3)流量產(chǎn)生模塊進(jìn)行面向CCN的請(qǐng)求構(gòu)造，并通過(guò)隧道發(fā)送到CCN，CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，并通過(guò)隧道將響應(yīng)發(fā)送給協(xié)議自定義流量發(fā)生器；4)流量產(chǎn)生模塊對(duì)請(qǐng)求及響應(yīng)消息進(jìn)行解析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送到界面，進(jìn)行Web展示。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：

本發(fā)明提供了一種面向內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)的流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)及方法，能夠面向?qū)嶒?yàn)網(wǎng)中組建的CCN，在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)之外產(chǎn)生大量虛擬用戶對(duì)CCN內(nèi)容請(qǐng)求的協(xié)議自定義的網(wǎng)絡(luò)背景流量，利用隧道技術(shù)封裝之后，通過(guò)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，傳輸產(chǎn)生CCN的網(wǎng)絡(luò)背景流量，對(duì)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)中新協(xié)議的開發(fā)與測(cè)試具有及其重要的幫助作用。相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)，本發(fā)明使用虛擬化技術(shù)對(duì)硬件和軟件資源進(jìn)行虛擬化，并提供協(xié)議自定義模塊，使開發(fā)人員能夠自行設(shè)計(jì)與開發(fā)面向CCN的新協(xié)議，具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性與開發(fā)的靈活性。發(fā)明人曾帥等在2015年09月30日申請(qǐng)了一種基于多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的并發(fā)式流量發(fā)生系統(tǒng)，可以模擬大量用戶請(qǐng)求不同網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并產(chǎn)生流量，為試驗(yàn)網(wǎng)提供真實(shí)可信的網(wǎng)絡(luò)背景流量。但是這種方法只能針對(duì)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生固定協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流量，對(duì)于傳輸協(xié)議沒(méi)有制定標(biāo)準(zhǔn)的新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，靈活性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一旦更換傳輸協(xié)議，就不能正常工作。與之相比的本發(fā)明在面對(duì)其他新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)時(shí)只需要擴(kuò)展少數(shù)模塊，即可進(jìn)行新的協(xié)議定制，從而產(chǎn)生相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)背景流量，能夠針對(duì)CCN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的協(xié)議定制，真正做到了高度的靈活性與可擴(kuò)展性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例提供優(yōu)選實(shí)施例模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的部署示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、詳細(xì)地描述。所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，

本發(fā)明提供了一種面向內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)的流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)及方法，其具體結(jié)構(gòu)如附圖一所示，該面向CCN實(shí)現(xiàn)的協(xié)議自定義網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)及方法包括：協(xié)議自定義流量發(fā)生器10和CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)11，其中：

協(xié)議自定義流量發(fā)生器10中，界面12提供一個(gè)可視化的Web界面，負(fù)責(zé)相關(guān)參數(shù)的配置與下發(fā)，使用者可以從界面中查看系統(tǒng)各模塊在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)行狀況及資源的分配與使用情況。

控制模塊13對(duì)通過(guò)對(duì)使用者賬戶、資源進(jìn)行管控，保證多個(gè)使用者在通過(guò)賬戶使用資源時(shí)不會(huì)產(chǎn)生干擾；對(duì)各運(yùn)行進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，保證系統(tǒng)有序、有效的正常工作；對(duì)協(xié)議進(jìn)行定制，滿足使用者對(duì)新協(xié)議進(jìn)行驗(yàn)證的需求。

進(jìn)一步，控制模塊13包含用戶管理15、資源管理16、進(jìn)程管理17和協(xié)議定制18四個(gè)子模塊，其中：

用戶管理15子模塊負(fù)責(zé)對(duì)使用者賬戶的注冊(cè)與注銷、賬戶權(quán)限的控制、賬戶資源的分配、操作歷史與習(xí)慣和常用實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行記錄。

資源管理模塊16負(fù)責(zé)對(duì)流量產(chǎn)生模塊的硬件與軟件資源進(jìn)行虛擬化，并根據(jù)界面12下發(fā)的模擬用戶數(shù)，對(duì)虛擬后的資源分配給不同用戶組的不同賬戶，并提供賬戶間的隔離功能。

進(jìn)程管理模塊17用于管理流量產(chǎn)生模塊14各功能的工作進(jìn)程族，包括數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池進(jìn)程、流量產(chǎn)生進(jìn)程和流量統(tǒng)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)提供基于輪詢機(jī)制和CCN路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的多工作進(jìn)程間的負(fù)載均衡，使各進(jìn)程相互協(xié)調(diào)，提高系統(tǒng)對(duì)硬件的利用率。

協(xié)議定制模塊18負(fù)責(zé)根據(jù)使用者的需求進(jìn)行定制的CCN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

流量產(chǎn)生模塊14接受控制模塊對(duì)協(xié)議進(jìn)行定制的消息，并據(jù)此構(gòu)造CCN的內(nèi)容請(qǐng)求包，解析CCN中內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)傳回的對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行應(yīng)答的響應(yīng)包。對(duì)請(qǐng)求包和響應(yīng)包進(jìn)行解析與記錄之后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

進(jìn)一步，流量產(chǎn)生模塊14包含數(shù)據(jù)庫(kù)19、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池110、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)111、CCN興趣包構(gòu)造模塊112和CCN數(shù)據(jù)包解析模塊113五個(gè)子模塊，其中：

數(shù)據(jù)庫(kù)19用于存儲(chǔ)該系統(tǒng)的詳細(xì)信息，包括：對(duì)CCN資源的訪問(wèn)信息、使用者權(quán)限及資源信息、模擬用戶信息、產(chǎn)生流量信息的記錄與存儲(chǔ)；

數(shù)據(jù)庫(kù)連接池110用于高并發(fā)量情況下，對(duì)進(jìn)程與數(shù)據(jù)庫(kù)所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的維護(hù)與管理；

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)111用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)19中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果傳送給界面12進(jìn)行展示；

CCN興趣包構(gòu)造模塊112用于接受協(xié)議定制18模塊發(fā)送的消息，并根據(jù)接收到的消息構(gòu)造CCN中的Interest包，通過(guò)隧道發(fā)送到CCN；

CCN數(shù)據(jù)包解析模塊113用于接受CCN中內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)對(duì)請(qǐng)求構(gòu)造112模塊產(chǎn)生的Interest數(shù)據(jù)包進(jìn)行響應(yīng)的Data包，并解析出其中的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度、內(nèi)容來(lái)源和到達(dá)時(shí)間；

CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)11中的請(qǐng)求處理114模塊對(duì)協(xié)議自定義流量發(fā)生器10產(chǎn)生的內(nèi)容請(qǐng)求進(jìn)行處理，包括響應(yīng)、內(nèi)容發(fā)送與異常處理等功能。

如附圖一所示，面向昂CCN實(shí)現(xiàn)的協(xié)議自定義網(wǎng)絡(luò)流量模擬產(chǎn)生系統(tǒng)及方法由協(xié)議自定義流量發(fā)生器10和CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)11組成，其具體部署位置如附圖2所示。

其中界面12可以單獨(dú)運(yùn)行在專用服務(wù)器上，也可與控制模塊13和流量產(chǎn)生模塊14部署在同一服務(wù)器上，用戶可以通過(guò)HTTP協(xié)議訪問(wèn)界面12模塊提供的Web頁(yè)面，實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置與協(xié)議定制、資源分配、查看當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)等操作。界面12與控制模塊13和流量產(chǎn)生模塊14之間通過(guò)socket連接通信，實(shí)現(xiàn)用戶操作參數(shù)的下發(fā)及運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的上傳。

控制模塊13和流量產(chǎn)生模塊14除了通過(guò)socket連接與界面12模塊通信外，還需與CCN網(wǎng)絡(luò)24建立物理連接，使用網(wǎng)關(guān)21和網(wǎng)關(guān)22建立協(xié)議自定義流量發(fā)生器10與CCN網(wǎng)絡(luò)24之間通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)23的隧道進(jìn)行相互通信。

CCN內(nèi)容緩存節(jié)點(diǎn)11可以部署在CCN網(wǎng)絡(luò)24中的任意一個(gè)或多個(gè)幾點(diǎn)上，接受協(xié)議自定義流量發(fā)生器10產(chǎn)生的請(qǐng)求，并進(jìn)行響應(yīng)。

以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。