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19.基于QualNet的低轨卫星网络半实物仿真
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陈愈杰 潘恬 黄韬
摘要:低地球轨道(LEO)卫星星座,如铱星星座,具有超低延迟,全球覆盖以及进行动态路由和按需流量工程的能力。虽然LEO卫星网络已经研究了很长时间,但由于成本问题和操作难度的限制,研究人员几乎不可能进行在轨的卫星网络验证。目前的解决方法是基于软件的网络模拟器(如NS2)来评估其设计。然而,基于软件的网络仿真在物理卫星路由器已经开发并且需要评估网络协议以及系统性能时也有其局限性。为了解决这一问题,闭环半物理仿真是必须的。在这项工作中,我们给出了基于QualNet的LEO卫星网络半物理仿真系统的设计与实现。我们系统的突出特点包括:(1)为了实现成本效益,我们采用网络虚拟化技术将一个物理网络接口虚拟化为多个虚拟网络接口,以对应于卫星的多个网络接口;(2)我们利用Linux内核中的netfilter/iptables架构来区分入口处的数据包的协议报文;(3)为了满足一些空间专用网络协议的动态路由和IP地址重新配置的需要,我们使用Linux物理机的route和ifconfig命令;(4)在半物理仿真期间,我们确定了物理机与仿真机之间的同步问题,并通过同步两台机器的循环时间来解决这个问题。我们相信,我们的工作对于在卫星发射前进行大型卫星网络验证是有巨大价值的。