一種基于OPNET的小型網(wǎng)絡(luò)仿真及分析
摘要:OPNET作為一種最流行的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件之一,已經(jīng)被越來越多科研人員使用。文中介紹了OPNET的特點并通過OPNET仿真來分析一個小型星型網(wǎng)絡(luò)在增加一個外圍星型網(wǎng)絡(luò)的情況下網(wǎng)絡(luò)延遲和服務(wù)器負(fù)載的變化,同時通過仿真,為一個小公司選擇一個最佳的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:OPNET:星型網(wǎng)絡(luò):仿真:網(wǎng)絡(luò)延遲
0 引言
網(wǎng)絡(luò)仿真是一種利用數(shù)學(xué)建模和統(tǒng)計分析的方法模擬網(wǎng)絡(luò)行為,從而獲取特定的網(wǎng)絡(luò)特性參數(shù)的技術(shù)。在人們建立新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或通信標(biāo)準(zhǔn)等的時候,要想知道它們對網(wǎng)絡(luò)性能如吞吐量、網(wǎng)絡(luò)延遲等的影響,都離不開網(wǎng)絡(luò)仿真。目前網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)已經(jīng)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計和開發(fā)中的主流技術(shù)。在當(dāng)今的信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代,人們對網(wǎng)絡(luò)通信的需求也不斷提高。隨著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越多,網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度不斷變大,網(wǎng)絡(luò)的性能也變得愈加難測,因而對仿真軟件的要求也越來越高。目前常用的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件種類比較豐富,主要有Berkeley NS、OMNeT++、SSFNET、OPNET等。OPNET是――個強大的面向?qū)ο蟮耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境,現(xiàn)在已經(jīng)受到越來越多研究人員的青睞。文中通過OPNET仿真來分析一個小型的星型網(wǎng)絡(luò)在通過一個路由器外加一個星型網(wǎng)絡(luò)的情況下,整個網(wǎng)絡(luò)的延遲和服務(wù)器負(fù)載的變化,同時由仿真結(jié)果分析對于一個有著固定主機數(shù)的小公司,應(yīng)該使用那種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
1 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蚈PNET仿真軟件
星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中各個計算機使用各自的線纜連接到網(wǎng)絡(luò)中,如果一個站點出現(xiàn)問題,不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行。該結(jié)構(gòu)易于維護,通過交換電纜和工作站的簡單方法可以很容易地確定網(wǎng)絡(luò)故障點。整個網(wǎng)絡(luò)不會因一個站點的故障而受影響,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增減方便,是現(xiàn)在最常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
OPNET是一種基于離散事件的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件,它采用分層建模方式,它分為進程建模、節(jié)點建模和網(wǎng)絡(luò)建模三層。進程建模模擬單個對象的行為,使用有限狀態(tài)機進行建模;節(jié)點建模是通過使用不同的模塊來描述節(jié)點對象的不同行為,展示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu);網(wǎng)絡(luò)建模是在節(jié)點建模階段完成后的行為,它負(fù)責(zé)把節(jié)點建模中建立起來的設(shè)備互聯(lián)成網(wǎng)絡(luò),編輯網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
OPNET仿真軟件的主要特點包括:采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù);基于事件的有限狀態(tài)機建模;無線嵌套的網(wǎng)絡(luò)模型;提供詳細(xì)的基本模型庫;離散事件驅(qū)動的模擬機理;高效的仿真引擎;提供多種業(yè)務(wù)模型;完全開放的系統(tǒng);集成的交互式調(diào)試工具;豐富的統(tǒng)計和集成分析功能。
2 網(wǎng)絡(luò)仿真及結(jié)果分析
假設(shè)一個實驗室內(nèi)有三十臺主機,該實驗室內(nèi)擁有一個星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),由于增加了一個實驗室(15臺主機),在增加的實驗室中同樣是一個星星拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過路由器把兩個網(wǎng)絡(luò)連接起來,根據(jù)仿真結(jié)果分析在增加額外負(fù)載的情況下是否會嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示:
在圖1中,使用了一個交換機,外圍節(jié)點代表實驗室的三十臺主機,圖2中通過一個路由器把兩個實驗室的網(wǎng)絡(luò)連接在了一起。在這兩個網(wǎng)絡(luò)中選擇的交換器為3C―SSII一1100―3300―4s―ae52一e48一ge3,路由器為Cisco2514,鏈路選擇的是10BaseT無屏蔽雙絞線。
選擇仿真統(tǒng)計量為服務(wù)器負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)延遲,仿真時間為0.5h,種子數(shù)為128,仿真結(jié)果如下:
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