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(lái)越多科研人員使用。文中介紹了OPNET的特點(diǎn)并通過(guò)OPNET仿真來(lái)分析一個(gè)小型星型網(wǎng)絡(luò )在增加一個(gè)外圍星型網(wǎng)絡(luò )的情況下網(wǎng)絡(luò )延遲和服務(wù)器負載的變化，同時(shí)通過(guò)仿真，為一個(gè)小公司選擇一個(gè)最佳的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。
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 )仿真是一種利用數學(xué)建模和統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 )特性參數的技術(shù)。在人們建立新的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議或通信標準等的時(shí)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(kāi)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 )規劃、設計和開(kāi)發(fā)中的主流技術(shù)。在當今的信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，人們對網(wǎng)絡(luò )通信的需求也不斷提高。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的規模越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò )的復雜度不斷變大，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(lái)越高。目前常用的網(wǎng)絡(luò )仿真軟件種類(lèi)比較豐富，主要有Berkeley NS、OMNeT++、SSFNET、OPNET等。OPNET是――個(gè)強大的面向對象的通信網(wǎng)絡(luò )仿真環(huán)境，現在已經(jīng)受到越來(lái)越多研究人員的青睞。文中通過(guò)OPNET仿真來(lái)分析一個(gè)小型的星型網(wǎng)絡(luò )在通過(guò)一個(gè)路由器外加一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò )的情況下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的延遲和服務(wù)器負載的變化，同時(shí)由仿真結果分析對于一個(gè)有著(zhù)固定主機數的小公司，應該使用那種拓撲結構。

1 星型網(wǎng)絡(luò )拓撲和OPNET仿真軟件
星型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構中各個(gè)計算機使用各自的線(xiàn)纜連接到網(wǎng)絡(luò )中，如果一個(gè)站點(diǎn)出現問(wèn)題，不會(huì )影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的運行。該結構易于維護，通過(guò)交換電纜和工作站的簡(jiǎn)單方法可以很容易地確定網(wǎng)絡(luò )故障點(diǎn)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò )不會(huì )因一個(gè)站點(diǎn)的故障而受影響，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)增減方便，是現在最常用的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。
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(jìn)程建模、節點(diǎn)建模和網(wǎng)絡(luò )建模三層。進(jìn)程建模模擬單個(gè)對象的行為，使用有限狀態(tài)機進(jìn)行建模；節點(diǎn)建模是通過(guò)使用不同的模塊來(lái)描述節點(diǎn)對象的不同行為，展示網(wǎng)絡(luò )設備和系統的體系結構；網(wǎng)絡(luò )建模是在節點(diǎn)建模階段完成后的行為，它負責把節點(diǎn)建模中建立起來(lái)的設備互聯(lián)成網(wǎng)絡(luò )，編輯網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構。
OPNET仿真軟件的主要特點(diǎn)包括：采用面向對象的技術(shù)；基于事件的有限狀態(tài)機建模；無(wú)線(xiàn)嵌套的網(wǎng)絡(luò )模型；提供詳細的基本模型庫；離散事件驅動(dòng)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(kāi)放的系統；集成的交互式調試工具；豐富的統計和集成分析功能。

2 網(wǎng)絡(luò )仿真及結果分析
假設一個(gè)實(shí)驗室內有三十臺主機，該實(shí)驗室內擁有一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，由于增加了一個(gè)實(shí)驗室(15臺主機)，在增加的實(shí)驗室中同樣是一個(gè)星星拓撲結構，通過(guò)路由器把兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，根據仿真結果分析在增加額外負載的情況下是否會(huì )嚴重影響網(wǎng)絡(luò )性能。兩種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構如下圖所示：

在圖1中，使用了一個(gè)交換機，外圍節點(diǎn)代表實(shí)驗室的三十臺主機，圖2中通過(guò)一個(gè)路由器把兩個(gè)實(shí)驗室的網(wǎng)絡(luò )連接在了一起。在這兩個(gè)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(wú)屏蔽雙絞線(xiàn)。
選擇仿真統計量為服務(wù)器負載和網(wǎng)絡(luò )延遲，仿真時(shí)間為0．5h，種子數為128，仿真結果如下：