【正文】 年以前一直是對包括中國在內(nèi)的社會主義國家禁運。 論文研究的主要內(nèi)容 本文以 OPNET仿真軟件為平臺，介紹校園網(wǎng)網(wǎng)絡設計技術，涉及硬件、拓撲結構、主要性能指標、業(yè)務需求等，對現(xiàn)有校園網(wǎng)從增加節(jié)點和增設業(yè)務等方面進行了網(wǎng)絡性能仿真分析，利用 OPNET對校園網(wǎng)進行了建模并運行仿真，分析仿真結果，增加應用業(yè)務及結點，再進行仿真、分析。 第四章是校園網(wǎng)網(wǎng)絡設計，主要介紹了校園網(wǎng)網(wǎng)絡設計的主要拓撲類型，用到的關鍵設備以及主要技術。目前共有大概 5000個 OPNET用戶，包括企業(yè)，網(wǎng)絡運營商，儀器配備廠商以及軍事，教育，銀行，保險等領域。 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，針對不同的領域它表現(xiàn)出不同的用途：（ 1）對于企業(yè)網(wǎng)的模擬。（ 3）針對研發(fā)的需求，Modeler提供了一個開放的環(huán)境，使用戶能夠建立新的協(xié)議和配置，并且能夠?qū)⒓毠?jié)定義并模擬出來 [7]。 從網(wǎng)絡物件層次關系看，提供三層建模機制，底層為進程模型，以有限狀態(tài)機 (FSM)來描述各個狀態(tài)和狀態(tài)間轉(zhuǎn)移關系 。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)進行數(shù)據(jù)通信的機制，提供協(xié)同仿真功能。與時間驅(qū)動相比，離散時間驅(qū)動的模擬機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現(xiàn)，事件列表的調(diào)度機制具體描述如下 [1]： 每個 OPNET仿真都維持一個單獨的全局時間表，其中的每個項目和執(zhí)行都受到全局仿真時鐘的控制，仿真中以時間順序調(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。 當事件同時發(fā)生時，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）按照事件到達仿真核的時間先后順序，先到達先處理（ first e first serve）。 建立網(wǎng)絡仿真模型：根據(jù)研究的問題和目標，建立所需要的網(wǎng)絡模型、進程模型或節(jié)點模型，并配置相關業(yè)務。 查看并分析結果：查看結果并利用相關分析工具和數(shù)學知識對仿真結 果進行統(tǒng)計分析。及時了解校園網(wǎng)的性能，對于提高網(wǎng)絡速度、克服網(wǎng)絡瓶頸、保障教育教學工作的正常進行具有十分重要的意義。 校園網(wǎng)的性能評價指標 響應時間 響應時間是反映網(wǎng)絡性能的重要指標之一，它是指客戶機從對服務器提出請求開始到收到響應所需要的時間，常用于評價交互式終端從一個主機請求信息的情況，這是一個應用層的指標。 不同的應用對響應時間的要求不盡相同。延遲時間的大小影響應用程序在網(wǎng)絡上的運行效率的高低，對于那些對時間敏感的應用程序而言其影響更大。可以通過對某一段時期的網(wǎng)絡延遲進行監(jiān)測，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡延遲的突升或突降，通常表明網(wǎng)絡出現(xiàn)故障或受到安全攻擊等。 對于語音和視頻業(yè)務來說，不允許出現(xiàn)較大的延遲變化，否則將嚴重影響傳輸質(zhì)量。它是網(wǎng)絡資源使用頻度的 動態(tài)度量，也是衡量網(wǎng)絡性能價格比的關鍵參數(shù)。 丟包率 網(wǎng)絡丟包率是指在一個待定時間間隔內(nèi)，從客戶機到服務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)絡故障，很多業(yè)務在少量丟包的情況下也能繼續(xù)進行。 可靠性是指在一定時間內(nèi)系統(tǒng)能正常工作 的概率。 可用性是指在某特定時間段內(nèi)，系統(tǒng)能正常工作的時間占總時間的百分比。 影響性能的要因素 拓樸結構。它反映了單位時間內(nèi)網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的能力，同等條件下，帶寬越高，吞吐量越大，網(wǎng)絡性能越高。 網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)。按拓撲結構，計算機網(wǎng)絡可分為星型、樹型、網(wǎng)狀型、總線型、環(huán)型五類。 樹型拓撲結構 樹型網(wǎng)絡是將多級星形網(wǎng)絡按層次方式排列得到的網(wǎng)絡，它的特點是結構簡單，成本低；每個鏈路都支持雙向傳輸；結點擴充方便靈活；除葉結點及其相連的鏈路外，任何一個結點或鏈路產(chǎn)生的故障都會影響整個網(wǎng)絡。缺點是：可靠性不高；會產(chǎn)生沖突問題；維護難，出現(xiàn)故障時較難查找。它的安裝也復雜，但系統(tǒng)可靠性高，可擴充性好，容錯能力強，網(wǎng)絡可靠性高，網(wǎng)絡可建成各種開關，采用多種通信信道，多種傳輸速率。以太網(wǎng)常常利用中繼器擴展總線的電纜長度，標準細纜以太網(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，實質(zhì)上為多端口的中繼器，在使用時，可以把集線器連接的網(wǎng)絡看成一個共享式總線，在集線器的內(nèi)部，各端口之間相互連在一起的。 （ 3）交換機 交換機是基于硬件的設備，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機每個端口都有橋接功能，它能夠在任意一對端口間轉(zhuǎn)發(fā)幀，每一個端口屬于一個沖突域，按照 CSMA/CD協(xié)議工作，交換機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)絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則影響網(wǎng)絡互連的質(zhì)量。路由器可進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，成為不同協(xié)議之間網(wǎng)絡互連的必要設備。在互連設備中，它最為復雜，一般只能進行一對一的轉(zhuǎn)換，或是少數(shù)幾種特定應用協(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)絡互連時都是指用交換機和路由器進行互聯(lián)的網(wǎng)絡。 主要技術 （ 1） VLAN VLAN即是廣播域。交換機可以定義多個 VLAN，交換機的端口便成為 VLAN中的成員。動態(tài)的 VLAN形成很簡單，由端口自己決定它屬于哪個 VLAN時，就形成了動態(tài)的VLAN，這個映射取決于在交換機服務器上創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫。這是維護網(wǎng)絡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)包從一個發(fā)送者傳送到一組接收者而不是一個接收者，并且依靠網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)包只傳送給需要接收它的網(wǎng)絡。 （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) 組播路由器會定期發(fā)送 IGMP詢問報文，以維護一份活動組地址的列表，主機收到后必須為每個需要聲明成員身份的組回應一個報告報文。 需求分析 以一般大學校園網(wǎng)網(wǎng)絡基本結構為例，其中每一種功能的大樓抽象為一個局域網(wǎng)，一個服務器組為一個局域網(wǎng)，所有局域網(wǎng)連接著一臺核心交換機，所有鏈路都用 100BaseT以太網(wǎng)雙絞線。 （ 1） 建立一個新的項目，選擇菜單 File/New/project，單擊 OK。在點擊 next，彈出 Startup Wizard：Choose Network Scale對話框，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為拓撲配置圖。各個學院自己組成一個局域網(wǎng)，用一臺交換機連接各個學院的局域網(wǎng)，再使此交換機與核心交換機相連。打開應用配置（ Application Configuration）編輯見面，將其設為“默認（ Default）”。 數(shù)據(jù)收集及仿 真分析 數(shù)據(jù)收集 對校園網(wǎng)絡進行建模及業(yè)務配置完之后，就要對仿真過程中所需要的參數(shù)進行提取，以對仿真結果進行分析。 （ 4） Email的下載響應時間 Download Response Time：選擇統(tǒng)計 Email下載響應時間，看增加節(jié)點后下載響應時間的變化。網(wǎng)絡的整體延遲是隨機的，不同的仿真時間點的網(wǎng)絡延遲時間是不同的，圖 514中給出的是網(wǎng)絡延時平均值?；揪S持在 ，處在可以接受的范圍。學校對網(wǎng)絡業(yè)務的需求也發(fā)生了變化，由原來簡單的業(yè)務增加了視頻業(yè)務，在數(shù)據(jù)庫服務器增加視頻業(yè)務，配置后，再次運行仿真，這時的網(wǎng)絡延遲為如圖 518： 圖 518 增加節(jié)點后網(wǎng)絡延遲結果 從圖中可以看出，一 開始網(wǎng)絡延遲是逐漸變化，這是由于所有工作站點開始工作時還未穩(wěn)定造成的，經(jīng)過 100多秒的不穩(wěn)定后，網(wǎng)絡延遲變化逐漸趨于穩(wěn)定，網(wǎng)絡延遲保持在 ，即小于 1毫秒，處于毫秒級。與圖 514對比可看出，增加了節(jié)點后網(wǎng)絡延遲時間有所增加。增加節(jié)點對 HTTP和 Email的頁面響應時間影響不大。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 33 結束語 本文主要工作總結 本文應用網(wǎng)絡仿真技術，探討了影響校園網(wǎng)性能的因素和校園網(wǎng)規(guī)劃設計技術，介紹了 OPNET的仿真原理和工作流程，利用 OPNET網(wǎng)絡仿真軟件，對大學校園網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲，業(yè)務需求進行了模擬、仿真，在原網(wǎng)絡仿真結果基礎上，再對其進行增加節(jié)點操作，再次進行仿真后，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡出現(xiàn)延遲及響應時間增加的問題，影響到正常上網(wǎng)業(yè)務，對比仿真結果，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，對網(wǎng)絡進行改造后，其網(wǎng)絡各項性能滿期 足了要求，說明改造方案起到了實效。 （ 2）研究基于 OPNET的無線局域網(wǎng)技術。 本論文的順利完成離不開老師和許多同學的關心與幫助，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心、理解、鼓勵與支持，才讓我得以全身心地在廣西大學學習與生活，順利完成學業(yè)。同時張老師求真務實 、 精益求精的精神一直激勵著我，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。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 34 參考文獻 [1] 王玉蘭．基于 OPNET的校園網(wǎng)性能分析與設計．山東師范大學碩士學位論文， 2020． [2] 符淺淺．校園網(wǎng)方案分析與設計．重慶大學碩士學位論文， 2020． [3] 冷杰． OPNET網(wǎng)絡仿真技術及網(wǎng)絡設計．天津大學碩士學位論文， 2020． [4] 羅宏偉．基于 OPNET的網(wǎng)絡性能優(yōu)化研究．西南科技大 學碩士學位論文， 2020． [5] 段升強，校園網(wǎng)建模與仿真，西安建筑科技大學學位論文， 2020． [6] 張銘，竇赫蕾，常春藤． OPNET Modeler 與網(wǎng)絡仿真．北京 :人民郵電出版社， 2020． [7] 陳敏． OPNET網(wǎng)絡仿真 ．北京 :清華大學出版社． 20202． [8] 張金文，王文博． OPNET Modeler與網(wǎng)絡仿真．北京 :人民郵電出版社． 20201． [9] 王群，王琳琳．局域網(wǎng)一點通 ．人民同電出版社． 20206． [10] 王文博，張金文， OPNET Modeler與網(wǎng)絡仿真，人民郵電出版社 .202010. 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