【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)一個尖峰，這是因為所有的業(yè)務(wù)已經(jīng)開始運行，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 對服務(wù)器負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)延時的收集如下圖 513所示： 圖 513 收集仿真參數(shù) 仿真及分析 對仿真參數(shù)參數(shù)進(jìn)行了收集后，設(shè)置仿真時間為 1小時，在 Simulation菜單中選擇 Configure Simulation...或者直接在工具欄按 按鈕運行仿真。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)延時 Delay：選擇全局統(tǒng)計量 Delay以觀察整個網(wǎng)絡(luò)延時性能。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)實際業(yè)務(wù)的統(tǒng)計業(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 對象面板圖 （ 6）以核心交換機為中心，用 100BaseT鏈路連接各個局域網(wǎng)及服務(wù)器，各個局域網(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對話框 （ 4） 彈出 Startup Wizard： Select Technologies對話框，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)模不斷地擴大以 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，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)前成員都會收到此報文并得知這個新成員。 指向一個或多個網(wǎng)絡(luò)中的一組 主機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的交換機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點： VLAN允許一組不限物理地域的用戶共享一個獨立的廣播域，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，但每個廣播域的 規(guī)模小，使得用戶的影響減小，同時也提高了網(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 將端口強制性地分配給VLAN的過程，只能對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，作為主要的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備時，雖然每個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)上每個用戶都能訪問大型主機的通用工具。 路由器的優(yōu)點就是其適用于大規(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，減少主機負(fù)擔(dān)，但是其也是有缺點的，那就是不支持非路由協(xié)議，安裝復(fù)雜已經(jīng)價格比較高等 [12]。路由器是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，對用戶提供最佳的通信路徑。 以太網(wǎng)交換機的優(yōu)點如下： 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)客戶機的網(wǎng)卡； 2）可在低 /高速網(wǎng)絡(luò)間切換； 3）同時有多個通信通道：每個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，即獨占整個信道。 集線器把一個端口接收的所有信號向所有端口進(jìn)行廣播，因而容易形成廣播風(fēng)暴。 6) 網(wǎng)段上的每一個節(jié)點都有自己的地址。 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，用于擴展網(wǎng)段的距離。 環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動的，兩個節(jié)點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環(huán)路中各節(jié)點都是自舉控制，故控制軟件簡單；由于信息在環(huán)路中是依次穿過各個節(jié)點，當(dāng)環(huán)中節(jié)點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間延長；環(huán)路是封閉的，不便于擴充；可靠性低，一個節(jié)點故障，將會造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對分支節(jié)點故障定位較難。各節(jié)點在接受信息時都進(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)點是：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于管理；控制簡單，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時間較短，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 校園網(wǎng)的主要拓?fù)漕愋? 在計算機網(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，兩點間的連線稱為鏈路。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)點如果出故障，整個網(wǎng)絡(luò)都會癱瘓，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)時間長，或故障次數(shù)多每次故障修復(fù)時間短，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)包之間的時間差。 網(wǎng)絡(luò)延遲的確定常測量往返時間（ RTT， roundtrip time），即一個數(shù)據(jù)包自客戶機到服務(wù)器間往返所需的時間間隔，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)時間閾值設(shè)為 100毫秒，最大不超過 400毫秒，當(dāng)響應(yīng)時間超過閾值時，用戶就可能變得不耐煩。在 C/S結(jié)構(gòu)中，響應(yīng)時間由網(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)對于不同的業(yè)務(wù)類型，其影響也有很大區(qū)別，因此對于具體的業(yè)務(wù)類型或應(yīng)用，還需具體分析。 生成仿真報告：生成網(wǎng)絡(luò)仿真的研究報告。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列頭的事件交給指定模塊，同時接收各個模塊送來的中斷，并把相應(yīng)事件插入事件列表中間。每當(dāng)出現(xiàn)一個事件中斷時都會觸發(fā)一個描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)行為或者系統(tǒng)處理的進(jìn)程模型的運行，通過離散事件驅(qū)動的仿真機制實現(xiàn)了在進(jìn)程級描述通信的并發(fā)性和順序性，再加上事件發(fā)生時刻的任意性，決定了可以仿真計算機和通信網(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 離散事件仿真機制 OPNET采用離散時間驅(qū)動的模擬機理，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)生變化時模擬機才工作，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不發(fā)生變化的時間 段不執(zhí)行任何模擬計算，即被跳過，因而仿真時間是離散的。最上層為網(wǎng)絡(luò)模型，與實際網(wǎng)絡(luò)對應(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)計量，查看動畫和調(diào)試等功能；它可以直接收集常用的各個網(wǎng)絡(luò)層次的性能統(tǒng)計參數(shù)，能夠方便地編制和輸出仿真報告。（ 2）對于運營商（ ISP）網(wǎng)的模擬。至今 OPNET已經(jīng)升級到了 。對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行增加節(jié)點后，在運行仿 真并分析數(shù)據(jù)，通過兩次對比，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 OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真平臺進(jìn)行了研究，主要介紹了 OPNET軟件的三層建模機制以及 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)計人員經(jīng)過短時間的培訓(xùn)就能熟練使用的目標(biāo)，因此國外網(wǎng)絡(luò)仿真軟件廠家正致力于簡化軟件操作界面和操作流程，強化軟件的項目應(yīng)用能力，特別是加強了與網(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化，加快網(wǎng)絡(luò)建模的速度[2]。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增多或網(wǎng)絡(luò)上增設(shè)新的業(yè)務(wù)后對網(wǎng)絡(luò)性能有什么影響 ?原有網(wǎng)絡(luò)還有多少擴充能力 ?如果擬采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級，網(wǎng)絡(luò)的性能又會有多大程度的改善 ?計劃升級的方案是否切實可行，投入是否值得 ?這一系列的問題都需要一種合理的手段，對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測評估 [17]。教育信息化已成為世界發(fā)展的大趨勢 [1]。其特點是：網(wǎng)絡(luò)仿真能夠為網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計提供可靠的定量依據(jù)；網(wǎng)絡(luò)仿真能夠驗證實際方案或比較多個不同的設(shè)計 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；網(wǎng)絡(luò)仿真的預(yù)測功能既可以用于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和擴容，也可以用于新網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，而且特別適用于中大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和優(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，后期投資還會不斷下降 [15]。 它以系統(tǒng)理論、形式化理論、隨機過程和統(tǒng)計學(xué)理論、優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，在設(shè)計階段 ,仿真方法提供一個虛擬模型來 預(yù)測并比較各種方案的性能 ,通過對不同環(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