一种支持国产操作系统的网络信息体系仿真平台

专利主权项内容

1.一种支持国产操作系统的网络信息体系仿真平台，其特征在于，包括：系统运行总线、系统接入框架、系统运行控制模块以及时间统一服务模块，其中，时间统一服务模块包括：时间统一服务器和时间统一客户端；系统运行总线，用于提供分布式的数据总线服务，以无中心、分布式的方式，基于以太网形成逻辑总线，提供基于发布订阅的数据分发功能；系统接入框架，用于基于系统运行总线的数据分发功能，提供额外的仿真业务控制接口，并支持仿真模型软件的集成；系统运行控制模块，用于获取仿真试验基础数据，显示当前运行试验方案的详细信息；通过系统接入框架接入到系统运行总线；通过时间统一服务模块提供符合系统运行需求的时间服务；对仿真模型软件的状态进行监控，显示所有仿真模型软件的状态信息；时间统一服务器，用于基于网络时间协议NTP提供天文时间统一服务，显示所有时间统一客户端的天文时间信息；时间统一客户端，用于向时间统一服务器取得连接，获取时间统一服务器的天文时间，并将时间统一客户端所在PC机的天文时间与时间统一服务器的天文时间进行统一；同时基于统一的天文时间，根据仿真要求，提供仿真时间统一功能，并通过接口向仿真成员软件提供“天文时间”、“仿真时间”、“天文持续时间”、“仿真持续时间”信息；所述系统接入框架通过集成系统运行总线，为仿真模型软件提供系统接入相关功能；仿真模型软件通过集成系统接入框架，获取系统接入相关功能，同时仿真模型软件通过集成时间统一客户端获取仿真时间服务；所述时间统一客户端集成了系统运行总线，用于接收系统运行控制模块发出的仿真控制命令，同时所述时间统一客户端通过NTP协议和UDP协议直接与所述时间统一服务器进行通讯，获取天文时间统一、以及所述时间统一服务器的时间统一监控和显示功能；所述系统运行总线，包括：总线接入管理模块，用于根据系统运行总线配置信息，将仿真模型软件接入系统运行总线，分配相关资源，获取系统运行总线服务；将接入系统运行总线的软件从系统运行总线上断开，释放相关资源，使仿真模型软件不再对系统运行总线产生影响；提供接口以获取当前系统运行总线的状态信息，包括在线仿真模型软件状态信息、系统运行总线发布订阅关系的信息；发布订阅维护模块，用于支持仿真模型软件对消息进行订阅声明，在各仿真模型软件之间维护消息的发布订阅关系；数据分发模块，用于按照消息发布订阅关系在数据发送端与数据接收端之间对消息进行传输；对消息的传输方式进行配置，支持TCP点对点、UDP单播、UDP多播，各成员单独将不同的消息配置为不同的传输方式；所述系统接入框架，包括：系统接入管理模块，用于提供系统接入功能，系统接入指：将已经接入到系统运行总线的仿真模型软件接入到仿真平台；为系统运行控制模块提供接口以处理系统接入申请，获取仿真模型软件发起的系统接入申请，由系统运行控制模块增加审批逻辑；为系统运行控制模块提供接口以进行系统接入状态控制，直接对仿真模型软件的系统接入状态进行连接或断开控制；为仿真模型软件提供接口以向系统运行控制模块发起系统接入申请；为仿真模型软件提供接口以获取系统接入状态的变更反馈，当仿真模型软件系统接入状态被系统运行控制模块改变时，主动发起反馈；为系统运行控制模块提供接口以获取各仿真模型软件的详细信息和运行状态；为仿真模型软件提供接口以获取自身当前系统接入的状态信息；发布订阅管理模块，用于以统一的接口进行发布订阅管理；基于系统接入状态对发布订阅关系进行管控，当仿真模型软件接入仿真平台时发布订阅关系建立，当仿真模型软件断开仿真平台时发布订阅关系全部断开；时间推进管理模块，用于对整个仿真平台中各仿真模型软件的时间推进进行管理，同步不同运算频率仿真模型，使各仿真模型软件以相同仿真步长进行解算；运行状态管理模块，用于为系统运行控制模块提供仿真模型软件运行状态控制接口，以向仿真模型软件发起运行状态控制，包括初始化、同步、开始、暂停、继续、调速、停止命令；为仿真模型软件提供接口以响应运行状态控制，由仿真模型软件完成响应逻辑；所述系统运行控制模块，包括：试验方案处理模块，用于获取试验基础数据；显示当前运行试验方案的详细信息；系统接入控制模块，用于对各仿真模型软件接入仿真平台的请求进行处理，人为决定是否批准该仿真模型软件接入仿真平台；对已接入或未接入的仿真模型软件进行接入状态控制，使其断开或接入到仿真平台中；在仿真运行过程中对动态上线的仿真模型软件进行系统接入管理，对仿真模型软件进行系统接入操作；运行状态控制模块，用于对接入仿真平台的各仿真模型软件的运行状态进行控制，通过初始化、同步、开始、暂停、继续、调速、停止命令对仿真平台的运行状态进行控制；对各仿真模型软件的运行状态进行界面显示；所述时间统一服务模块，包括：天文时间统一模块, 用于基于NTP提供天文时间对时服务；向时间统一服务器上报时间统一客户端的天文时间信息；仿真时间统一模块，用于根据统一的天文时间，以及天文时间与仿真时间的对应关系，提供统一的仿真时间服务；时间信息服务模块，用于为加入仿真平台的仿真模型软件和系统运行控制模块提供当前天文时间、当前天文持续时间、当前仿真时间和当前仿真持续时间信息；运行状态接入模块，用于将时间统一客户端接入到仿真平台中，响应系统运行控制模块命令；时间统一监控和显示模块：用于监视各时间统一客户端的天文时间信息，控制各时间统一客户端的天文时间，以使整个分布式部署的仿真平台天文时间一致；对各时间统一客户端的天文时间信息进行显示；所述仿真平台的技术架构的实现方式包括：最底层网络通信方面：采用TCP、UDP单播、UDP多播技术，在TCP/IP网络中提供基础网络通信能力；开发支撑软件方面：使用Qt软件作为软件开发平台，使得开发的应用程序能够支持在windows、麒麟、Linux操作系统间跨平台编码； 使用Boost库作为跨平台编程的支撑工具；此外使用跨平台的LZMA压缩算法库作为总线消息数据压缩和解压缩的工具，当总线消息字节较长时，压缩消息以降低对网络资源的占用；在总线选型方面：系统运行总线基于网络通信，使用Zeroc-Ice开源软件提供的RPC技术分发数据，通过Ice Slice技术定义各类交互格式，通过发布订阅技术交换发布订阅信息以形成发布订阅关系，并按照发布订阅关系进行数据分发；在总线消息数据格式定义方面：使用开源的Protocol buffer软件进行总线传输消息的序列化和反序列化操作，以此支持仿真模型软件实现各种自定义数据格式的传输；在时间统一方面：基于适用于不同操作系统的NTP协议来支持对分布式部署的计算机进行时间同步，提供“天文时间”、“天文持续时间”、“仿真时间”和“仿真持续时间”的维护。