半实物网络仿真是网络仿真领域的热点研究方向，具有避免网络建模困难、提高仿真可信度等优点，为研究复杂大规模网络提供了新的方法支撑，国内外已有一些学者对该方法进行了研究。但由于其实现方法的灵活性、关键技术多样性等特点，当前研究在半实物网络仿真实现方法、半实物网络仿真系统路由方案及实时性保证策略方面还存在一定不足。本文针对上述不足进行深入研究与实践，主要内容和创新点如下：　　首先，运用自动机语言对半实物网络建模环境的基本特征和要求进行了形式化描述，建立OMNeT++平台半实物网络仿真模型；针对应用程序与仿真器难以实现有效集成的问题，提出基于共享库集成的半实物网络仿真方法，给出了该方法实现的详细步骤，分析了共享库集成过程中出现的线程错误、符号空间、命名空间、处理空间等关键问题，并给出相应解决方案；通过与现有集成方法进行对比说明了共享库集成方法在进行半实物网络仿真时的优势，并设计半实物网络仿真实验对共享库集成方法的正确性和有效性进行了验证。　　其次，针对半实物网络仿真难以实现动态路由的问题，在对OMNeT++仿真平台基于邻接索引向量的静态路由策略研究的基础上，提出基于拓扑感知时间序列的动态路由仿真策略。第一，依据图论的思想，建立网络仿真路由抽象模型，实现网络到图的抽象；第二，针对动态路由实现过程中的时间失真性问题，引入节点对拓扑变化的感知时间，提出半实物网络仿真动态路由策略模型；之后，给出路由策略模型中两个关键问题——拓扑感知时间确定和动态路由仿真算法设计及其解决方案；最后，通过仿真实验验证了算法的正确性，实验结果表明所提出策略实现了半实物网络仿真对动态路由的支持，且能够提高网络仿真的真实性。　　然后，针对半实物网络仿真系统难以实现高精度系统同步的问题，引入IEEE1588 PTP协议。分析了PTP协议实现系统同步的基本原理，并进行PTP协议时钟建模和传输时延不对称性建模，分别建立了精确时钟模型、漂移时钟模型、PTP协议系统模型和时钟同步模型；在模型的基础上，解析性分析从时钟频率漂移对系统同步精度的影响，推导得出具有一致加权结构的从时钟频率漂移估计误差；时钟稳定性测试和系统稳定性测试实验表明，基于PTP协议的半实物网络环境时钟建模方法实现了系统的高精度同步，并在建模过程中提高了仿真的可信度，能够为半实物网络仿真系统时钟部署策略提供有益参考。　　最后，把所提出的方法引入到攻击仿真系统中来对上述研究成果进行验证。针对当前DDoS攻击行为仿真研究存在攻击流量加载局限及难以处理拓扑变化的问题，通过共享库集成方法引入真实攻击源，运用动态路由仿真策略建立动态路由处理模型，并通过PTP协议保证仿真系统运行的实时性，建立半实物网络环境下DDoS攻击行为仿真系统——HIL-DDoS。设计仿真实验对DDoS攻击行为进行仿真，并测试攻击对网络行为和网络性能的影响情况。测试结果验证了所采用方法和策略的正确性及有效性，为网络安全仿真研究提供了新的方法和技术支撑。