【正文】 絡(luò)負(fù)載結(jié)果 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 29 與上面網(wǎng)絡(luò)延遲參數(shù)突變的時(shí)間段相應(yīng)，經(jīng)過 100多秒的業(yè)務(wù)初始化不穩(wěn)定后，這里的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載在剛開始也出現(xiàn)一個(gè)尖峰，這是因?yàn)樗械臉I(yè)務(wù)已經(jīng)開始運(yùn)行，有 515圖可以看出，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載達(dá)最高到了 50000bits/sec。 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 27 對(duì)服務(wù)器負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的收集如下圖 513所示： 圖 513 收集仿真參數(shù) 仿真及分析 對(duì)仿真參數(shù)參數(shù)進(jìn)行了收集后，設(shè)置仿真時(shí)間為 1小時(shí)，在 Simulation菜單中選擇 Configure Simulation...或者直接在工具欄按 按鈕運(yùn)行仿真。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)延時(shí) Delay：選擇全局統(tǒng)計(jì)量 Delay以觀察整個(gè)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)性能。打開服務(wù)器配置界面，在“支持的服務(wù)（ Supported Services）”里輸入提供的服務(wù)，校園網(wǎng)服務(wù)器主要提供 HTTP服務(wù)， FTP服務(wù)，文件傳輸，文件打印，以及Email服務(wù)等 [6]。用 OPNET進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建模仿真，如果想獲得比較準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，那么用于仿真的業(yè)務(wù)源必須能夠正確的反應(yīng)實(shí)際業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)，如果不加載業(yè)務(wù)，得出的結(jié)果將不那么精確。 圖 58 完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)新建圖 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 24 圖 59 對(duì)象面板圖 （ 6）以核心交換機(jī)為中心，用 100BaseT鏈路連接各個(gè)局域網(wǎng)及服務(wù)器，各個(gè)局域網(wǎng)圖標(biāo)分別命名為圖書館、網(wǎng)絡(luò)樓、辦公樓、綜合樓、教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、教工宿舍以及學(xué)院樓 。如圖 57所示。 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 22 圖 55 設(shè)置 specify size對(duì)話框 （ 4） 彈出 Startup Wizard： Select Technologies對(duì)話框，如圖 56所示。如圖 52所示。現(xiàn)將該校園的校園網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)映射到 OPNET中，建立起如下圖 51所示的網(wǎng)絡(luò)模型。但是隨著學(xué)校的規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大以 及學(xué)生人數(shù)的增多，多媒體教學(xué)的廣泛應(yīng)用，學(xué)校校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)需求也發(fā)生了打的增長(zhǎng)，特別是語音視頻業(yè)務(wù)的出現(xiàn)更是加重了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。所有該 組播組的當(dāng)前成員都會(huì)收到此報(bào)文并得知這個(gè)新成員。 指向一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的一組 主機(jī)的地址稱為組播地址，組播地址的范圍： （一） 到 地址范 圍被 IANA 預(yù)留 ，地址 ，其它地址供路由協(xié)議及拓?fù)洳檎液途S護(hù)協(xié)議使用。 使用 VLAN的交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)： VLAN允許一組不限物理地域的用戶共享一個(gè)獨(dú)立的廣播域，通過有效劃分用戶群和控制廣播范圍等方式，從根本上提高網(wǎng)絡(luò)效率與安全性；通過劃分 VLAN，可以使廣播域數(shù)量更多，但每個(gè)廣播域的 規(guī)模小，使得用戶的影響減小，同時(shí)也提高了網(wǎng)絡(luò)中用戶的安全性。如果在文件列表中找到 MAC地址，交換機(jī)就將端口分配給列表中的 VLAN。形成靜態(tài) VLAN過程是 將端口強(qiáng)制性地分配給VLAN的過程，只能對(duì)將端口映射到合適的 VLAN所必須的命令進(jìn)行手工輸入。而且使用未劃分 VLAN的交換機(jī)，作為主要的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備時(shí)，雖然每個(gè)端口分別屬于各自的沖突域，但是網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備卻屬于一個(gè)廣播域，存在許多不安全的因素。仿火墻有硬件防火墻和軟件防火墻之分。 4) 在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)關(guān)（ gateway）。目前，網(wǎng)關(guān)已成為網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)用戶都能訪問大型主機(jī)的通用工具。 路由器的優(yōu)點(diǎn)就是其適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接，可以采用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，負(fù)載共享和最優(yōu)路徑，能更好的處理多媒體，安全性高；節(jié)省局域網(wǎng)的頻寬，隔離不需要的通信量，減少主機(jī)負(fù)擔(dān)，但是其也是有缺點(diǎn)的，那就是不支持非路由協(xié)議，安裝復(fù)雜已經(jīng)價(jià)格比較高等 [12]。路由器是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)用戶提供最佳的通信路徑。 以太網(wǎng)交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下： 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 16 1）不需 要改變網(wǎng)絡(luò)的其他硬件，包括電纜和網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)的網(wǎng)卡； 2）可在低 /高速網(wǎng)絡(luò)間切換； 3）同時(shí)有多個(gè)通信通道：每個(gè)端口的成本比路由器低，延遲小，端口密度高，所有端口都以線速率通信，即獨(dú)占整個(gè)信道。 集線器把一個(gè)端口接收的所有信號(hào)向所有端口進(jìn)行廣播，因而容易形成廣播風(fēng)暴。 6) 網(wǎng)段上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的地址。 2) 中繼器主要用在同種 LAN互連中，如 LAN和 Ether網(wǎng)。 校園網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備及主要技術(shù) （ 1）中繼器 中繼器用于同種局域網(wǎng)絡(luò)的互連，是在物理層次上實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)互廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 15 連設(shè)備，用于擴(kuò)展網(wǎng)段的距離。 環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路，故簡(jiǎn)化了路徑選擇的控制；環(huán)路中各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制，故控制軟件簡(jiǎn)單；由于信息在環(huán)路中是依次穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，勢(shì)必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。各節(jié)點(diǎn)在接受信息時(shí)都進(jìn)行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 14 符則接收網(wǎng)上的信息。它的優(yōu)點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于管理；控制簡(jiǎn)單，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較短，誤碼率較低。 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 13 第四章 校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 校園網(wǎng)的主要拓?fù)漕愋? 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，從拓?fù)鋵W(xué)的角度看，把網(wǎng)絡(luò)單元定義為節(jié)點(diǎn)，兩點(diǎn)間的連線稱為鏈路。網(wǎng)絡(luò)所有工作站所要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量之和稱為輸入負(fù)載。如星形網(wǎng)，延遲小，但中心結(jié)點(diǎn)如果出故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)癱瘓，網(wǎng)絡(luò)可靠性差；而網(wǎng)狀網(wǎng)則可靠性非常高。故障次數(shù)少但故障后修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，或故障次數(shù)多每次故障修復(fù)時(shí)間短，這兩種情況都是用戶無法接受的。顯然 MTBF值越大，可靠性越高。 可靠性和可用性 可靠性和可用性是判斷系統(tǒng)是否有效的指標(biāo)。丟包率一般在 0%15%間變化。分析各個(gè)部分的利用率就可以知道網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸在哪里。 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 11 鏈路使用率 鏈路使用率（ Link Utilization）是指待定時(shí)間間隔吞吐量占鏈路接入率速率的百分比。延遲變化一般可以理解為同向傳輸?shù)南噜彅?shù)據(jù)包之間的時(shí)間差。 網(wǎng)絡(luò)延遲的確定常測(cè)量往返時(shí)間（ RTT， roundtrip time），即一個(gè)數(shù)據(jù)包自客戶機(jī)到服務(wù)器間往返所需的時(shí)間間隔，它不是固定不變的，而是隨著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化而變化。而在 HTTP應(yīng)用下載一個(gè)網(wǎng)頁只要不超過 5秒也還是可以忍受的，一般情況下響應(yīng)時(shí)間閾值設(shè)為 100毫秒，最大不超過 400毫秒，當(dāng)響應(yīng)時(shí)間超過閾值時(shí)，用戶就可能變得不耐煩。在 C/S結(jié)構(gòu)中，響應(yīng)時(shí)間由網(wǎng)卡延遲、物理介質(zhì)延遲、服務(wù)器延遲三種構(gòu)成。 不同的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)或應(yīng)用，其涉及的性能指標(biāo)不盡相同，同一種性能指標(biāo)對(duì)于不同的業(yè)務(wù)類型，其影響也有很大區(qū)別，因此對(duì)于具體的業(yè)務(wù)類型或應(yīng)用，還需具體分析。 生成仿真報(bào)告：生成網(wǎng)絡(luò)仿真的研究報(bào)告。如網(wǎng)絡(luò)流量、端到端延遲等。 OPNET 仿真流程 利用 OPNET仿真，一般遵循以下 工作流程： 定義目標(biāo)問題：明確和規(guī)范化網(wǎng)絡(luò)仿真所要研究的問題和目標(biāo)，提出明確的網(wǎng)絡(luò)仿真描述性能參數(shù)。 仿真核作為仿 真的核心管理機(jī)構(gòu)，采用高效的辦法管理維護(hù)事件列表，按順序通過中斷將在隊(duì)列頭的事件交給指定模塊，同時(shí)接收各個(gè)模塊送來的中斷，并把相應(yīng)事件插入事件列表中間。每當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)事件中斷時(shí)都會(huì)觸發(fā)一個(gè)描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)行為或者系統(tǒng)處理的進(jìn)程模型的運(yùn)行，通過離散事件驅(qū)動(dòng)的仿真機(jī)制實(shí)現(xiàn)了在進(jìn)程級(jí)描述通信的并發(fā)性和順序性，再加上事件發(fā)生時(shí)刻的任意性，決定了可以仿真計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)中的任何情況下的網(wǎng)絡(luò)狀 態(tài)和行為。 圖 22 進(jìn)程模型 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 6 圖 23 網(wǎng)絡(luò)模型 圖 24 節(jié)點(diǎn)模 型 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 7 離散事件仿真機(jī)制 OPNET采用離散時(shí)間驅(qū)動(dòng)的模擬機(jī)理，其中“事件”是指網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，也就是說，只有在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)模擬機(jī)才工作，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不發(fā)生變化的時(shí)間 段不執(zhí)行任何模擬計(jì)算，即被跳過，因而仿真時(shí)間是離散的。最上層為網(wǎng)絡(luò)模型，與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)，反映網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性。此外，功能完善的結(jié)果分析器為網(wǎng)絡(luò)性能的分析提供了有效而又直觀的工具；提供了多種業(yè)務(wù)模擬方式；具有豐富的收集分析統(tǒng)計(jì)量，查看動(dòng)畫和調(diào)試等功能；它可以直接收集常用的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次的性能統(tǒng)計(jì)參數(shù)，能夠方便地編制和輸出仿真報(bào)告。（ 2）對(duì)于運(yùn)營(yíng)商（ ISP）網(wǎng)的模擬。至今 OPNET已經(jīng)升級(jí)到了 。對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行增加節(jié)點(diǎn)后，在運(yùn)行仿 真并分析數(shù)據(jù)，通過兩次對(duì)比，找出影響校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能的因素。 第二章是仿真軟件 OPNET，探討了仿真技術(shù)理論，對(duì) OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)進(jìn)行了研究，主要介紹了 OPNET軟件的三層建模機(jī)制以及 OPNET仿真工作流程。 1997年， CERNET網(wǎng)絡(luò)中心開始開發(fā)自己的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件 。另一方面網(wǎng)絡(luò)仿真規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件的使用和操作相當(dāng)復(fù)雜，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到一般網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能熟練使用的目標(biāo)，因此國(guó)外網(wǎng)絡(luò)仿真軟件廠家正致力于簡(jiǎn)化軟件操作界面和操作流程，強(qiáng)化軟件的項(xiàng)目應(yīng)用能力，特別是加強(qiáng)了與網(wǎng)絡(luò)管理軟件廠商的合作，開發(fā)與網(wǎng)管軟件的接口，使得網(wǎng)絡(luò)模型的建立逐步自動(dòng)化，加快網(wǎng)絡(luò)建模的速度[2]。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增多或網(wǎng)絡(luò)上增設(shè)新的業(yè)務(wù)后對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有什么影響 ?原有網(wǎng)絡(luò)還有多少擴(kuò)充能力 ?如果擬采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)的性能又會(huì)有多大程度的改善 ?計(jì)劃升級(jí)的方案是否切實(shí)可行，投入是否值得 ?這一系列的問題都需要一種合理的手段，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)評(píng)估 [17]。教育信息化已成為世界發(fā)展的大趨勢(shì) [1]。其特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)仿真能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供可靠的定量依據(jù)；網(wǎng)絡(luò)仿真能夠驗(yàn)證實(shí)際方案或比較多個(gè)不同的設(shè)計(jì) 方案；具有在高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下得到高可信度結(jié)果的特點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)仿真的預(yù)測(cè)功能既可以用于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和擴(kuò)容，也可以用于新網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，而且特別適用于中大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化；網(wǎng)絡(luò)仿真初期應(yīng)用成本不高，而且建好的網(wǎng)絡(luò)模型可以延續(xù)使用，后期投資還會(huì)不斷下降 [15]。 它以系統(tǒng)理論、形式化理論、隨機(jī)過程和統(tǒng)計(jì)學(xué)理論、優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)階段 ,仿真方法提供一個(gè)虛擬模型來 預(yù)測(cè)并比較各種方案的性能 ,通過對(duì)不同環(huán)境和工作負(fù)荷的分析和比較 ,來優(yōu)化系統(tǒng)的性能 [19]。 關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)仿真 OPNET 校園網(wǎng) 廣西大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 III Abstract In recent years, with the development of puter science and technology, especially the development of work technology, the expansion of the scale of colleges and the increasing of the number, the work demand being more and more big, the Inter needing higher speed,demands on the business also need grow modern teaching means universal use also make multimedia business demand growth, and the node of the is also rapidly increase, so the campus work structure bees more plex,the requirements of equipment performance requ