【正文】 年以前一直是對(duì)包括中國在內(nèi)的社會(huì)主義國家禁運(yùn)。 論文研究的主要內(nèi)容 本文以 OPNET仿真軟件為平臺(tái)，介紹校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及硬件、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主要性能指標(biāo)、業(yè)務(wù)需求等，對(duì)現(xiàn)有校園網(wǎng)從增加節(jié)點(diǎn)和增設(shè)業(yè)務(wù)等方面進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)性能仿真分析，利用 OPNET對(duì)校園網(wǎng)進(jìn)行了建模并運(yùn)行仿真，分析仿真結(jié)果，增加應(yīng)用業(yè)務(wù)及結(jié)點(diǎn)，再進(jìn)行仿真、分析。 第四章是校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，主要介紹了校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的主要拓?fù)漕愋?，用到的關(guān)鍵設(shè)備以及主要技術(shù)。目前共有大概 5000個(gè) OPNET用戶，包括企業(yè)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，儀器配備廠商以及軍事，教育，銀行，保險(xiǎn)等領(lǐng)域。 在 OPNET的各種產(chǎn)品中， Modeler幾乎包含了其他所有產(chǎn)品的功能，針對(duì)不同的領(lǐng)域它表現(xiàn)出不同的用途：（ 1）對(duì)于企業(yè)網(wǎng)的模擬。（ 3）針對(duì)研發(fā)的需求，Modeler提供了一個(gè)開放的環(huán)境，使用戶能夠建立新的協(xié)議和配置，并且能夠?qū)⒓?xì)節(jié)定義并模擬出來 [7]。 從網(wǎng)絡(luò)物件層次關(guān)系看，提供三層建模機(jī)制，底層為進(jìn)程模型，以有限狀態(tài)機(jī) (FSM)來描述各個(gè)狀態(tài)和狀態(tài)間轉(zhuǎn)移關(guān)系 。另外，還增加了外部系統(tǒng) 模型， OPNET提供了與外部程序或系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的機(jī)制，提供協(xié)同仿真功能。與時(shí)間驅(qū)動(dòng)相比，離散時(shí)間驅(qū)動(dòng)的模擬機(jī)效率得到很大的提高 [16]。調(diào)度的完成通過仿真軟件的仿真核和仿真工具模塊以及模型模塊來實(shí)現(xiàn)，事件列表的調(diào)度機(jī)制具體描述如下 [1]： 每個(gè) OPNET仿真都維持一個(gè)單獨(dú)的全局時(shí)間表，其中的每個(gè)項(xiàng)目和執(zhí)行都受到全局仿真時(shí)鐘的控制，仿真中以時(shí)間順序調(diào)度事件列表中的事件，需要先執(zhí)行的事件位于表的頭部。 當(dāng)事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，仿真核按照下面兩種辦法來安排事件在事件列表中的位置： （ 1）按照事件到達(dá)仿真核的時(shí)間先后順序，先到達(dá)先處理（ first e first serve）。 建立網(wǎng)絡(luò)仿真模型：根據(jù)研究的問題和目標(biāo)，建立所需要的網(wǎng)絡(luò)模型、進(jìn)程模型或節(jié)點(diǎn)模型，并配置相關(guān)業(yè)務(wù)。 查看并分析結(jié)果：查看結(jié)果并利用相關(guān)分析工具和數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)仿真結(jié) 果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。及時(shí)了解校園網(wǎng)的性能，對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)速度、克服網(wǎng)絡(luò)瓶頸、保障教育教學(xué)工作的正常進(jìn)行具有十分重要的意義。 校園網(wǎng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間是反映網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)之一，它是指客戶機(jī)從對(duì)服務(wù)器提出請(qǐng)求開始到收到響應(yīng)所需要的時(shí)間，常用于評(píng)價(jià)交互式終端從一個(gè)主機(jī)請(qǐng)求信息的情況，這是一個(gè)應(yīng)用層的指標(biāo)。 不同的應(yīng)用對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求不盡相同。延遲時(shí)間的大小影響應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上的運(yùn)行效率的高低，對(duì)于那些對(duì)時(shí)間敏感的應(yīng)用程序而言其影響更大?？梢酝ㄟ^對(duì)某一段時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)延遲進(jìn)行監(jiān)測，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延遲的突升或突降，通常表明網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或受到安全攻擊等。 對(duì)于語音和視頻業(yè)務(wù)來說，不允許出現(xiàn)較大的延遲變化，否則將嚴(yán)重影響傳輸質(zhì)量。它是網(wǎng)絡(luò)資源使用頻度的 動(dòng)態(tài)度量，也是衡量網(wǎng)絡(luò)性能價(jià)格比的關(guān)鍵參數(shù)。 丟包率 網(wǎng)絡(luò)丟包率是指在一個(gè)待定時(shí)間間隔內(nèi)，從客戶機(jī)到服務(wù)器間往返過程中丟失的數(shù)據(jù)包占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的百分比。需要注意的是少量的丟包率并不一定表示網(wǎng)絡(luò)故障，很多業(yè)務(wù)在少量丟包的情況下也能繼續(xù)進(jìn)行。 可靠性是指在一定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能正常工作 的概率。 可用性是指在某特定時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)能正常工作的時(shí)間占總時(shí)間的百分比。 影響性能的要因素 拓樸結(jié)構(gòu)。它反映了單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的能力，同等條件下，帶寬越高，吞吐量越大，網(wǎng)絡(luò)性能越高。 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為星型、樹型、網(wǎng)狀型、總線型、環(huán)型五類。 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型網(wǎng)絡(luò)是將多級(jí)星形網(wǎng)絡(luò)按層次方式排列得到的網(wǎng)絡(luò)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低；每個(gè)鏈路都支持雙向傳輸；結(jié)點(diǎn)擴(kuò)充方便靈活；除葉結(jié)點(diǎn)及其相連的鏈路外，任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)或鏈路產(chǎn)生的故障都會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。缺點(diǎn)是：可靠性不高；會(huì)產(chǎn)生沖突問題；維護(hù)難，出現(xiàn)故障時(shí)較難查找。它的安裝也復(fù)雜，但系統(tǒng)可靠性高，可擴(kuò)充性好，容錯(cuò)能力強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)可靠性高，網(wǎng)絡(luò)可建成各種開關(guān)，采用多種通信信道，多種傳輸速率。以太網(wǎng)常常利用中繼器擴(kuò)展總線的電纜長度，標(biāo)準(zhǔn)細(xì)纜以太網(wǎng)的每段長度最大 185米，最多可有 5段，而增加 中繼器后，最大網(wǎng)絡(luò)電纜長度則可提高到 925米 [12]。 4) 由中繼器連接起來的各網(wǎng)段必須采用同樣的信道協(xié)議，例如CSMA/CD協(xié)議。 （ 2）集線器 集線器（ HUB）又稱為 HUB，實(shí)質(zhì)上為多端口的中繼器，在使用時(shí)，可以把集線器連接的網(wǎng)絡(luò)看成一個(gè)共享式總線，在集線器的內(nèi)部，各端口之間相互連在一起的。 （ 3）交換機(jī) 交換機(jī)是基于硬件的設(shè)備，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機(jī)每個(gè)端口都有橋接功能，它能夠在任意一對(duì)端口間轉(zhuǎn)發(fā)幀，每一個(gè)端口屬于一個(gè)沖突域，按照 CSMA/CD協(xié)議工作，交換機(jī)中的電路可以把任意端口的網(wǎng)段與別的端口的網(wǎng)段在數(shù)據(jù)鏈路層上連接起來。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則影響網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。路由器可進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，成為不同協(xié)議之間網(wǎng)絡(luò)互連的必要設(shè)備。在互連設(shè)備中，它最為復(fù)雜，一般只能進(jìn)行一對(duì)一的轉(zhuǎn)換，或是少數(shù)幾種特定應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換 [1]。 2) 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)橋或橋接器（ bridge）。一般討論網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)都是指用交換機(jī)和路由器進(jìn)行互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。 主要技術(shù) （ 1） VLAN VLAN即是廣播域。交換機(jī)可以定義多個(gè) VLAN，交換機(jī)的端口便成為 VLAN中的成員。動(dòng)態(tài)的 VLAN形成很簡單，由端口自己決定它屬于哪個(gè) VLAN時(shí)，就形成了動(dòng)態(tài)的VLAN，這個(gè)映射取決于在交換機(jī)服務(wù)器上創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫。這是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全一種非常好的方法。組播在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上將數(shù)據(jù)包從一個(gè)發(fā)送者傳送到一組接收者而不是一個(gè)接收者，并且依靠網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包只傳送給需要接收它的網(wǎng)絡(luò)。 （三） 到 地址范圍為本地管理組播地址，僅在特定的本地范圍內(nèi)有效。 2) 組播路由器會(huì)定期發(fā)送 IGMP詢問報(bào)文，以維護(hù)一份活動(dòng)組地址的列表，主機(jī)收到后必須為每個(gè)需要聲明成員身份的組回應(yīng)一個(gè)報(bào)告報(bào)文。 需求分析 以一般大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)為例，其中每一種功能的大樓抽象為一個(gè)局域網(wǎng)，一個(gè)服務(wù)器組為一個(gè)局域網(wǎng)，所有局域網(wǎng)連接著一臺(tái)核心交換機(jī)，所有鏈路都用 100BaseT以太網(wǎng)雙絞線。 （ 1） 建立一個(gè)新的項(xiàng)目，選擇菜單 File/New/project，單擊 OK。在點(diǎn)擊 next，彈出 Startup Wizard：Choose Network Scale對(duì)話框，如圖 5_4所示。這樣就可用在新建的場景的創(chuàng)建中使用。如圖 58為拓?fù)渑渲脠D。各個(gè)學(xué)院自己組成一個(gè)局域網(wǎng)，用一臺(tái)交換機(jī)連接各個(gè)學(xué)院的局域網(wǎng)，再使此交換機(jī)與核心交換機(jī)相連。打開應(yīng)用配置（ Application Configuration）編輯見面，將其設(shè)為“默認(rèn)（ Default）”。 數(shù)據(jù)收集及仿 真分析 數(shù)據(jù)收集 對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模及業(yè)務(wù)配置完之后，就要對(duì)仿真過程中所需要的參數(shù)進(jìn)行提取，以對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。 （ 4） Email的下載響應(yīng)時(shí)間 Download Response Time：選擇統(tǒng)計(jì) Email下載響應(yīng)時(shí)間，看增加節(jié)點(diǎn)后下載響應(yīng)時(shí)間的變化。網(wǎng)絡(luò)的整體延遲是隨機(jī)的，不同的仿真時(shí)間點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間是不同的，圖 514中給出的是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)平均值。基本維持在 ，處在可以接受的范圍。學(xué)校對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的需求也發(fā)生了變化，由原來簡單的業(yè)務(wù)增加了視頻業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器增加視頻業(yè)務(wù)，配置后，再次運(yùn)行仿真，這時(shí)的網(wǎng)絡(luò)延遲為如圖 518： 圖 518 增加節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)延遲結(jié)果 從圖中可以看出，一 開始網(wǎng)絡(luò)延遲是逐漸變化，這是由于所有工作站點(diǎn)開始工作時(shí)還未穩(wěn)定造成的，經(jīng)過 100多秒的不穩(wěn)定后，網(wǎng)絡(luò)延遲變化逐漸趨于穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)延遲保持在 ，即小于 1毫秒，處于毫秒級(jí)。與圖 514對(duì)比可看出，增加了節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間有所增加。增加節(jié)點(diǎn)對(duì) HTTP和 Email的頁面響應(yīng)時(shí)間影響不大。 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 33 結(jié)束語 本文主要工作總結(jié) 本文應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，探討了影響校園網(wǎng)性能的因素和校園網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)，介紹了 OPNET的仿真原理和工作流程，利用 OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，對(duì)大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了模擬、仿真，在原網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果基礎(chǔ)上，再對(duì)其進(jìn)行增加節(jié)點(diǎn)操作，再次進(jìn)行仿真后，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延遲及響應(yīng)時(shí)間增加的問題，影響到正常上網(wǎng)業(yè)務(wù)，對(duì)比仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了造成該問題的主要問題和瓶頸所在，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造后，其網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)性能滿期 足了要求，說明改造方案起到了實(shí)效。 （ 2）研究基于 OPNET的無線局域網(wǎng)技術(shù)。 本論文的順利完成離不開老師和許多同學(xué)的關(guān)心與幫助，在這里我要向他們致以最誠摯的感謝。肖媚師姐的真誠與熱情給了我很大的精神支持。 祝愿我的老師、朋友和家人永遠(yuǎn)健康幸福。 最后，我要感謝我的父母，也正是有了他們的默默付出和一如既往的關(guān)心、理解、鼓勵(lì)與支持，才讓我得以全身心地在廣西大學(xué)學(xué)習(xí)與生活，順利完成學(xué)業(yè)。同時(shí)張老師求真務(wù)實(shí) 、 精益求精的精神一直激勵(lì)著我，在此我由衷地向張老師表示感謝和敬意！ 感謝肖媚師姐，給了我非常大的幫助，在研究的方向、具體的軟件操作上給予了我重要的指導(dǎo)。 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 34 參考文獻(xiàn) [1] 王玉蘭．基于 OPNET的校園網(wǎng)性能分析與設(shè)計(jì)．山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020． [2] 符淺淺．校園網(wǎng)方案分析與設(shè)計(jì)．重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020． [3] 冷杰． 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