一种卫星仿真系统、构建方法以及卫星仿真方法与流程

    专利查询2026-07-25  13


    本技术涉及卫星网络领域,特别涉及一种卫星仿真系统、构建方法以及卫星仿真方法。


    背景技术:

    1、随着卫星网络技术的快速发展,卫星功能和性能的验证变得尤为重要,卫星网络仿真是实现卫星功能和性能的全面验证的主要手段。卫星网络仿真,是基于计算机软件程序或硬件设备,模拟卫星网络的行为,对网络设计、协议、配置、安全性以及其他网络服务和功能进行测试和验证。

    2、相关技术中,通过使用虚拟机来模拟网络中各个节点的行为,实现卫星仿真。

    3、然而,服务器受到内核的限制,随着卫星仿真节点数目的增加,内核对仿真节点端口的管理效率降低。因此,上述方式只能实现小规模仿真,难以满足大规模星座组网的仿真需求。


    技术实现思路

    1、本技术提供了一种卫星仿真系统、构建方法以及卫星仿真方法,用以实现大规模星座组网的仿真。

    2、第一方面,本技术实施例提供一种卫星仿真系统,包括:业务层、虚拟化层以及物理层;

    3、所述虚拟化层包括多个底座以及多个容器;所述底座包括内核层;所述容器包括第一文件层;一个底座对应多个容器,所述容器调用对应底座的内核层,所述容器对卫星节点的功能进行封装;

    4、其中,所述内核层是基于所述业务层的内核需求构建的;

    5、所述第一文件层是基于所述业务层所依赖的文件系统构建的。

    6、一些可选的实施方式中,所述内核层是基于所述业务层中对应的功能类型运行所需的第一内核信息对初始内核进行调整得到的;所述第一内核信息是对所述功能类型进行内核依赖评估确定的。

    7、一些可选的实施方式中,所述容器调用功能类型所对应的底座的内核层。

    8、一些可选的实施方式中,若所述初始内核为基础架构内核,则所述内核层是在所述基础架构内核中,基于所述第一内核信息对应的第一内核模块生成的。

    9、一些可选的实施方式中,若所述初始内核为完备内核,则所述内核层是基于启发式测试移除所述完备内核中第二内核模块,得到第一内核系统;并对所述第一内核系统进行依赖重构得到的;其中,所述第二内核模块为所述完备内核中除了所述第一内核信息对应的第一内核模块之外的其他内核模块。

    10、一些可选的实施方式中,所述第一文件层是通过以下方式构建的:

    11、对所述业务层的功能类型进行文件系统依赖评估,构建所述第一文件层的目录结构;

    12、基于所述目录结构,重构所述第一文件层的容器环境;其中,所述容器环境为所述容器在运行时依赖的环境;

    13、调整所述第一文件层的启动配置。

    14、一些可选的实施方式中,调整所述第一文件层的启动配置之后,还包括:

    15、若所述第一文件层包含第一文件,将所述第一文件替换为对应的第二文件;其中,所述第一文件为冗余文件。

    16、第二方面,本技术实施例提供一种卫星仿真系统构建方法,所述方法包括:

    17、基于物理设备搭建卫星仿真系统的物理层,以及,基于业务的功能类型的需求搭建所述卫星仿真系统的业务层;

    18、在所述物理层上构建所述卫星仿真系统的虚拟化层的多个底座;其中,所述底座包括内核层;

    19、在各底座构建对应的多个容器,得到卫星仿真系统;其中,所述容器包括第一文件层,所述容器调用对应底座的内核层,所述容器对卫星节点的功能进行封装。

    20、一些可选的实施方式中,通过以下方式构建所述内核层:

    21、对所述业务层的多个功能类型分别进行内核依赖评估,确定所述多个功能类型运行所需的第一内核信息;

    22、基于所述第一内核信息对初始内核进行调整,生成第二内核系统;

    23、基于所述第一内核信息关联的依赖信息对所述第二内核系统进行完备性补充,得到所述内核层。

    24、一些可选的实施方式中,所述容器调用功能类型所对应的底座的内核层。

    25、一些可选的实施方式中,对所述业务层的多个功能类型分别进行内核依赖评估,确定所述多个功能类型运行所需的第一内核信息,包括:

    26、将各功能类型分别输入ai模型,通过所述ai模型对各功能类型进行内核依赖评估,确定各功能类型运行所需的第一内核信息。

    27、一些可选的实施方式中,若所述初始内核为基础架构内核,则基于所述第一内核信息对初始内核进行调整,生成第二内核系统,包括:

    28、确定所述第一内核信息对应的第一内核模块;

    29、在所述基础架构内核中,基于所述第一内核模块生成所述第二内核系统。

    30、一些可选的实施方式中,若所述初始内核为完备内核,则基于所述第一内核信息对初始内核进行调整,生成第二内核系统,包括:

    31、基于启发式测试移除所述完备内核中第二内核模块,得到第一内核系统;其中,所述第二内核模块为所述完备内核中除了所述第一内核信息对应的第一内核模块之外的其他内核模块;

    32、对所述第一内核系统进行依赖重构,得到所述第二内核系统。

    33、一些可选的实施方式中,通过以下方式构建所述第一文件层:

    34、对所述业务层的功能类型进行文件系统依赖评估,构建所述第一文件层的目录结构;

    35、基于所述目录结构,重构所述第一文件层的容器环境;其中,所述容器环境为所述容器在运行时依赖的环境;

    36、调整所述第一文件层的启动配置。

    37、一些可选的实施方式中,调整所述第一文件层的启动配置,包括:

    38、通过监控资源插件对所述第一文件层中服务进行占用资源分析,配置所述第一文件层中服务的禁用信息;以及

    39、配置所述容器的资源限制信息。

    40、一些可选的实施方式中,调整所述第一文件层的启动配置之后,还包括:

    41、若所述第一文件层包含第一文件,将所述第一文件替换为对应的第二文件;其中,所述第一文件为冗余文件。

    42、一些可选的实施方式中,还包括:

    43、响应于所述业务层的功能类型调整,构建新的功能类型对应的新的容器;

    44、基于所述新的功能类型从所述虚拟化层的多个底座中选择目标底座,并基于所述新的功能类型对所述目标底座进行调整。

    45、第三方面,本技术实施例提供一种卫星仿真方法,通过上述第一方面任一所述的卫星仿真系统进行卫星仿真。

    46、一些可选的实施方式,通过上述的卫星仿真系统进行卫星仿真,还包括:

    47、基于所述卫星仿真系统中容器的资源使用信息,对所述容器进行资源清理。

    48、第四方面,本技术实施例提供一种卫星仿真系统构建装置,包括:

    49、物理层构建模块,用于基于物理设备搭建卫星仿真系统的物理层;

    50、业务层构建模块,用于基于业务的功能类型的需求搭建所述卫星仿真系统的业务层;

    51、虚拟化层构建模块,用于在所述物理层上构建所述卫星仿真系统的虚拟化层的多个底座;其中,所述底座包括内核层;

    52、虚拟化层构建模块,还用于在各底座构建对应的多个容器,得到卫星仿真系统;其中,所述容器包括第一文件层,所述容器调用对应底座的内核层,所述容器对卫星节点的功能进行封装。

    53、一些可选的实施方式中,虚拟化层构建模块,用于通过以下方式构建所述内核层:

    54、对所述业务层的多个功能类型分别进行内核依赖评估,确定所述多个功能类型运行所需的第一内核信息;

    55、基于所述第一内核信息对初始内核进行调整,生成第二内核系统;

    56、基于所述第一内核信息关联的依赖信息对所述第二内核系统进行完备性补充,得到所述内核层。

    57、一些可选的实施方式中,所述容器调用功能类型所对应的底座的内核层。

    58、一些可选的实施方式中,虚拟化层构建模块,具体用于:

    59、将各功能类型分别输入ai模型,通过所述ai模型对各功能类型进行内核依赖评估,确定各功能类型运行所需的第一内核信息。

    60、一些可选的实施方式中,若所述初始内核为基础架构内核,则虚拟化层构建模块,具体用于:

    61、确定所述第一内核信息对应的第一内核模块;

    62、在所述基础架构内核中,基于所述第一内核模块生成所述第二内核系统。

    63、一些可选的实施方式中,若所述初始内核为完备内核,则虚拟化层构建模块,具体用于:

    64、基于启发式测试移除所述完备内核中第二内核模块,得到第一内核系统;其中,所述第二内核模块为所述完备内核中除了所述第一内核信息对应的第一内核模块之外的其他内核模块;

    65、对所述第一内核系统进行依赖重构,得到所述第二内核系统。

    66、一些可选的实施方式中,虚拟化层构建模块,用于通过以下方式构建所述第一文件层:

    67、对所述业务层的功能类型进行文件系统依赖评估,构建所述第一文件层的目录结构;

    68、基于所述目录结构,重构所述第一文件层的容器环境;其中,所述容器环境为所述容器在运行时依赖的环境;

    69、调整所述第一文件层的启动配置。

    70、一些可选的实施方式中,虚拟化层构建模块,具体用于:

    71、通过监控资源插件对所述第一文件层中服务进行占用资源分析,配置所述第一文件层中服务的禁用信息;以及

    72、配置所述容器的资源限制信息。

    73、一些可选的实施方式中,调整所述第一文件层的启动配置之后,虚拟化层构建模块,还用于:

    74、若所述第一文件层包含第一文件,将所述第一文件替换为对应的第二文件;其中,所述第一文件为冗余文件。

    75、一些可选的实施方式中,虚拟化层构建模块,还用于:

    76、响应于所述业务层的功能类型调整,构建新的功能类型对应的新的容器;

    77、基于所述新的功能类型从所述虚拟化层的多个底座中选择目标底座,并基于所述新的功能类型对所述目标底座进行调整。

    78、第五方面,本技术实施例提供一种电子设备,包括至少一个处理器以及至少一个存储器,其中,所述存储器存储有计算机程序,当所述程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行上述第二方面或第三方面任一所述的方法。

    79、第六方面,本技术实施例提供一种计算机可读存储介质,其存储有可由处理器执行的计算机程序,当所述程序在所述处理器上运行时,使得所述处理器执行上述第二方面或第三方面任一所述的方法。

    80、上述方案,通过容器对卫星节点的功能进行封装,由于不同卫星节点的操作文件是独立的,且操作频繁,但不同卫星节点可调用相同的内核层;因此,底座设置了内核层,供多个卫星节点调用,也就是说不同容器可调用相同的内核层,而互不干扰;容器仅需设置文件层,保证操作文件系统和用户空间的独立性;通过两级结构的虚拟化层实现了在通用服务器上批量构建虚拟星座节点的能力,从而在服务器资源有限的条件下也能实现大规模星座组网的仿真。


    技术特征:

    1.一种卫星仿真系统,其特征在于,包括:业务层、虚拟化层以及物理层;

    2.根据权利要求1所述的卫星仿真系统,其特征在于,所述内核层是基于所述业务层中对应的功能类型运行所需的第一内核信息对初始内核进行调整得到的;所述第一内核信息是对所述功能类型进行内核依赖评估确定的。

    3.根据权利要求2所述的卫星仿真系统,其特征在于,所述容器调用功能类型所对应的底座的内核层。

    4.根据权利要求2所述的卫星仿真系统,其特征在于,若所述初始内核为基础架构内核,则所述内核层是在所述基础架构内核中,基于所述第一内核信息对应的第一内核模块生成的。

    5.根据权利要求2所述的卫星仿真系统,其特征在于,若所述初始内核为完备内核,则所述内核层是基于启发式测试移除所述完备内核中第二内核模块,得到第一内核系统;并对所述第一内核系统进行依赖重构得到的;其中,所述第二内核模块为所述完备内核中除了所述第一内核信息对应的第一内核模块之外的其他内核模块。

    6.根据权利要求1所述的卫星仿真系统,其特征在于,所述第一文件层是通过以下方式构建的:

    7.根据权利要求6所述的卫星仿真系统,其特征在于,调整所述第一文件层的启动配置之后,还包括:

    8.一种卫星仿真系统构建方法,其特征在于,包括:

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,通过以下方式构建所述内核层:

    10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,对所述业务层的多个功能类型分别进行内核依赖评估,确定所述多个功能类型运行所需的第一内核信息,包括:

    11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,通过以下方式构建所述第一文件层:

    12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,调整所述第一文件层的启动配置之后,还包括:

    13.根据权利要求8~12任一所述的方法,其特征在于,还包括:

    14.一种卫星仿真方法,其特征在于,通过如权利要求1~7任一所述的卫星仿真系统进行卫星仿真。


    技术总结
    本申请公开了一种卫星仿真系统、构建方法以及卫星仿真方法,该系统包括业务层、虚拟化层以及物理层;所述虚拟化层包括多个底座以及多个容器;所述底座包括内核层;所述容器包括第一文件层;一个底座对应多个容器,所述容器调用对应底座的内核层,所述容器对卫星节点的功能进行封装;其中,所述内核层是基于所述业务层的内核需求构建的;所述第一文件层是基于所述业务层所依赖的文件系统构建的。通过两级结构的虚拟化层实现了在通用服务器上批量构建虚拟星座节点的能力,从而在服务器资源有限的条件下也能实现大规模星座组网的仿真。

    技术研发人员:杜平,徐晓帆,章跃跃,孙群英,梁煜,曹馨悦,毛延
    受保护的技术使用者:上海卫星互联网研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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