内容发布更新时间 : 2024/11/13 6:48:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
可实现性 适用的网络规模 高 中、小 大型困难 低 小 高 中、小 大型困难 中 中、大 1.4当前主要的仿真工具
(1)Matlab的主要功能： 数值计算功能； 符号计算功能； 数据分析和可视化功能； 文字处理功能；
SIMULINK动态仿真功能。
SIMULINK是MATLAB为模拟动态系统而提出的一个交互式程序，SIMULINK允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统，并能够动态的控制该系统。SIMULINK采用鼠标驱动方式，能够处理线性，非线性、连续、离散等多种系统。 (2)NS
Ns是一个由UcBerkeley开发的网络仿真软件。可以对无线、有线网、卫星网，局域网和广域网等不同的网络形式进行仿真。它目前可以支持TCP，UDP协议，支持FTP，Telnet，Web,，CBR and VBR等高层业务；对无线网络，支持DSR、AODV、DSDV等协议。同功能的还有opnet，glomosim前者要钱买的，后者可down到。
二、OPNET简介 2.1opnet简介
2．1.2 OPNET历史和现状
OPNET公司起源于MIT（麻省理工学院），成立于1986年。1987年OPNET公司发布了其第一个商业化的网络性能仿真软件，提供了具有重要意义的网络性能优化工具，使得具有预测性得网络性能管理和仿真成为可能。OPNET公司目前为Nasdaq上市公司，代号为OPNT，2002年被福布斯评为全美最佳200中小型企业。
OPNET公司最初只有一种产品OPNET Modeler，到目前已经拥有Modeler、ITGuru、
SPGuru、WDMGuru、ODK等一系列产品。
对于网络的设计和管理，一般分为3个阶段：第1阶段为设计阶段，包括网络拓扑结构的设计，协议的设计和配置以及网络中设备的设计和选择；第2阶段为发布阶段，设计出的网络能够具有一定性能，如吞吐率、响应时间等等；第3阶段为实际运营中的故障诊断、排错和升级优化。而OPNET公司的整个产品线正好能面向网络研发的不同阶段，即可以作网络的设计，也可以作为发布网络性能的依据，还可以作为已投入运营的网络的优化和故障诊断工具。OPNET公司也是当前业界智能化网络管理分析解决方案的主要提供商。
2.1.2 OPNET 全线产品介绍(1)
OPNET公司的第一个商用化产品为Modeler，在此基础上又开发出了其他产品，使得其产品得种类更加丰富。目前OPNET公司得产品线除了Modeler外，还包括ITGuru、SPGuru、OPNET Development Kit以及WDMGuru。不同的产品面向的客户群也不一样。
2.1.2 OPNET 全线产品介绍(2)
(1)、Modeler主要面向研发，其宗旨是为了“Accelerating Network
R&D（加速网络研发）；
(2)、ITGuru可以用于大中型企业，做智能化的网络设计、规划和管理；
(3)、SPGuru相对ITGuru在功能上更加强大，内嵌了更多的OPNET
附加功能模块，包括流分析模块、网络医生模块、多提供商导入模块、MPLS模块，使得SPGuru成为电信运营商量身定做的智能化网络管理、规划以及优化的平台；
(4)、WDMGuru是面向光纤网络的运营商和设备制造商，为其提
供了管理WDM光纤网络，并为测试产品提供了一个虚拟的光网络环境。
(5)、OPNET开发包（ODK，OPNET Development Kit）和NetBizODK是一个更底层的开发平台，其中ODK为开发时环境，NetBiz为运行时环境，可以用于设计用户自定制的解决方案，定制用户的界面，并且ODK提供了大量的函数，用于网络优化和规划。
2.1.3 OPNET的客户群
(1) 大型通信设备制造商（如3Com、Cisco、Nortel Netmork、Lucent）; (2) 大中型企业 （如BOEING、Daimler、Benz等）
(3) 电信运营商(如AT&T、NTT DoCoMo、France Telecom等) (4) 军方和政府方的研发机构 (5) 大专院校
2.2opnet modeler简介
OPNET 最早是在1986 年由麻省理工大学的两个博士创建的，并发现网络模拟非常有 价值，因此于1987 年建立了商业化的OPNET。目前共有大概2700 个OPNET 用户，包括 企业、网络运营商、仪器配备厂商，以及军事、教育、银行、保险等领域。OPNET 近几年 赢得的大量奖项是对其在网络仿真中所采用的精确模拟方式及其呈现结果的充分肯定。在 设备制造领域，企业界如Cisco，运营商如AT&T，采用OPNET 做各种各样的模拟和调试。 在国防领域，主要被美国广泛采用，其他国家大多低调处理。在OPNET 各种产品中，Modeler 几乎包含其他产品的功能，针对不同的领域，它表现出不同的用途：（1）对于企业网的模 拟，Modeler 调用已经建好的标准模型组网。在某些业务达不到服务质量要求的情况下，如 网上交易、数据库等业务响应时间慢于正常情况，Modeler 捕捉重要的流量进行分析，从业务、网络、服务器三方面找出瓶颈；（2）对于比企业网更复杂的运营商（ISP）网的模拟， Modeler 焦点放在整个业务层、流量的模拟，使运营商有效查出业务配置中产生的错误，例 如有哪个服务器配置不好，让黑客容易进攻，有哪些业务的参数配置不合适等情形；（3） 针对研发的需求，Modeler 提供了一个开放的环境，使用户能够建立新的协议和配备，并且 能够将细节定义并模拟出来。本书侧重于使用Modeler 进行研发的场合，使得其能将深层 次的细节完全精确模拟的特点体现出来，这是传统方式不足以做到的。 Modeler 所能应用的各种领域包括端到端结构（End to End Network Architecture
Design）、系统级的仿真（System Level Simulation for Network Devices）、新的协议开发和优
化（Protocol Development and Optimization）、网络和业务层配合如何达到最好的性能 （Network Application Optimization and Deployment Analysis）。举例来说，在端到端结构上 的应用中，从IPv4 网络升级为IPv6，采用哪种技术方式对转移效果比较好；新协议的开发， 如目前流行的3G 无线协议。在系统级的仿真中，分析一种新的路由或调度算法如何使路
由器或者交换机达到QoS；在网络和业务之间如何优化方面，可以分析新引进的业务对整 个网络的影响，网络对业务的要求，实际中网络和业务是对矛盾，通过Modeler 模拟来查 找网络和业务之间所能达到最好的指标。
Modeler 采用阶层性的模拟方式（Hierarchical Network Modeling），从协议间关系看， 节点模块建模完全符合OSI 标准，业务层->TCP 层->IP 层->IP 封装层->ARP 层->MAC 层 ->物理层；从网络物件层次关系看，提供了三层建模机制，最底层为进程（Process）模型， 以状态机来描述协议；其次为节点（Node）模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性； 最上层为网络模型。三层模型和实际的协议、设备、网络完全对应，全面反映了网络的相 关特性。
Modeler 采用面向对象模拟方式（Object-oriented Modeling），每一类节点开始都采用相 同的节点模型，再针对不同的对象，设置特定的参数。例如，配置多个WLAN 工作站，它 们采用相同的节点模块，界面上，可以设置不同的IP 地址和WLAN 参数。
基于事件出发的有限状态机建模（Finite State Machine Modeling），避免以时间出发， 变成以事件出发的建模。采用离散事件驱动（Discrete Event Driven）的模拟机理，与时间 驱动相比，计算效率得到了很大提高。例如在仿真路由协议时，如果要了解封包是否到达， 不必要每隔很短时间去周期性地查看一次，而是收到封包，事件到达才去看。每一时刻， FSM 将停留在特定状态，之后收到事件，完成事件并跳转状态。例如路由协议要做的事有 获取周边节点地址，建立拓扑信息，之后路由表稳定下来，在收到封包将其转发到下一个 节点，这些事件中断将引起相应的状态转移。
在Modeler 中所有代码，各种协议的代码都是完全公开（Total Openness），每一个代码 的注释也是非常清楚，使得用户更容易理解协议的内部运作。
采用混合建模机制，把基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，既可 得到非常细节的模拟结果，也大大提高了仿真效率。
仿真引擎的效率方面，Modeler 10.0 使整个仿真速度更加提高，同样一个仿真节省大约 一半时间，同时引入并行仿真使得无论无线还是有线的仿真更加快速。
在物件拼盘中，包含了详尽的模型库（设备、链路及详细的协议），包括：路由器、交 换机、服务器、客户机、ATM 设备、DSL 设备、ISDN 设备等，还有其他厂商提供的配备， 随着OPNET 版本的提高模型库也不断增加。
Modeler 也提供了多种业务模拟方式，具有丰富的收集分析统计量，查看动画和调试等 功能。它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数，能够方便地编制和输出仿真
报告使用Modeler 仿真可以大体分成6 个步骤，分别是配置网络拓扑（Topology），配置业 务（Traffic），收集结果统计量（Statistics），运行仿真（Simulation），调试模块再次仿真 （Re-simulation），最后发布结果和拓扑报告（Report），这些步骤可以总结为两个t 两个s 和两个r。
为了让Modeler 表现更加出色，功能更强，OPNET 提供了需要额外费用的附加的模组， 在此对它们简单介绍：ACE（Application Characterization Environment）用来发现业务存在 的问题，例如银行上网交易时，刷卡需要5 秒的延时，ACE 能够发现每个封包的细节，并 对各种业务协议的行为分解，以发现造成业务延时过大的原因；TMM（Terrain Modeling） 提供无线仿真中对地形模拟的支持，导入电子地图可加入地形信息，将对无线传播模型进 行更进一步地考虑，例如移动台经过一个山谷时，接收信号所受的影响；HLA（High Level Architecture）主要用于军事领域，采用分布式仿真方式使得多个异构网联成一个大系统；MVI（Multi-Vendor Import）多厂商引进，用在企业和运营商设定复杂设备参数的场合，支 持直接导入各种厂商的配置，包括设备参数和业务流量，不需要手动建立。假设有100 台 路由器，每个路由器有10 个端口，每个端口参数不相同，这样手动一拉一点的参数输入方 式可能需要2 天时间，而完全自动导入只需几分钟时间；ESP（Expert Service Prediction） 提供对网络性能预知的功能，例如运营商声称其ADSL 网在99%情况下提供400kbps 以上 的带宽，必需有一个凭据，为什么在不论多拥塞的情况下能够达到这种服务等级（SLA, Service Level Agreement）；Flow Analysis 流分析，收集流量和拓扑，分析流量阻塞，配合 Net-doctor（网络医生）检测IP 地址配置，如果某个端口原本应该封闭而被打开，网络医 生可以对业务进行安全性分析。
另外针对某些客户群建立了特别的模型库，例如UMTS 和IPv6 等模型，由于在整个 开发过程中是和其他企业互相配合建立的，因此需另外加费。
OPNET 用户可以向一年一度的OPNETWORK 会议投稿，论文投稿截止日期在每年的 8 月底。于9 月底在美国的华盛顿召开，期间有各种各样免费培训，吃住免费并且不用交 注册费。
2.2.1OPNET Modeler的主要特性
(1) 层次化的网络模型：使用无限嵌套的子网来建立复杂的网络拓扑结构。
(2) 简单明了的建模方法：Modeler建模过程分为3个层次：过程（process）层次、节点（Node）层次以及网络（Network）层次。在过程层次模拟单个对象的