【正文】 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)。處在可以接受的范圍。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。圖58 完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)新建圖圖 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。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。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。仿火墻有硬件防火墻和軟件防火墻之分。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。2) 中繼器主要用在同種LAN互連中， LAN和Ethernet網(wǎng)。它的優(yōu)點(diǎn)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(shí)間較短，誤碼率較低。故障次數(shù)少但故障后修復(fù)時(shí)間長，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。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。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。如網(wǎng)絡(luò)流量、端到端延遲等。 圖22 進(jìn)程模型圖23 網(wǎng)絡(luò)模型圖24 節(jié)點(diǎn)模型 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。成千上萬的組織使用OPNET軟件來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能、最大限度地提高通信網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的可用性。以前主要用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā)和研究，使用者大都是大學(xué)和研究所的研究人員和開發(fā)人員，近年來網(wǎng)絡(luò)仿真軟件生產(chǎn)商紛紛把應(yīng)用和開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面，將用戶由原來的研究開發(fā)人員轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)人員。網(wǎng)絡(luò)仿真是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的一種基本手段。通過數(shù)學(xué)建模的方法過于復(fù)雜，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法不可靠，不適應(yīng)日益增長的網(wǎng)絡(luò)需求，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件來對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行建模并仿真便成了必然的選擇。教育信息化已成為世界發(fā)展的大趨勢(shì)[1]。 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。 OPNET仿真關(guān)鍵技術(shù) 三層建模機(jī)制網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的系統(tǒng)，OPNET Modeler建模采用層次化和模塊化的方式，將復(fù)雜的體系分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，每層完成一定的功能，一層內(nèi)又由多個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊完成更小的任務(wù)。仿真控制權(quán)伴隨中斷不斷地在仿真核與模塊之間轉(zhuǎn)移。本文將介紹幾個(gè)常用的描述網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)，它同樣適用于校園網(wǎng)。造成抖動(dòng)的原因主要有3個(gè)：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓斐傻膫鞑パ舆t變化；數(shù)據(jù)包處理要求不同帶來的交換延遲變化；因隊(duì)列的空和隊(duì)列的滿而引起的調(diào)度處理延遲變化。與前面所闡述的動(dòng)態(tài)指標(biāo)不同，它們是一種靜態(tài)指標(biāo)。輸入負(fù)載的增加引起信道擁擠，時(shí)延增加，嚴(yán)重的還會(huì)因?yàn)榕鲎布觿』蚓彌_溢出引起重發(fā)而阻塞信道。 網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)設(shè)備之間均有點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接，這種連接不經(jīng)濟(jì)，只有每個(gè)站點(diǎn)都要頻繁發(fā)送信息時(shí)才使用這種方法。隨著網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的發(fā)展，集線器正逐步為交換機(jī)所取代[12]。1) 物理層中繼系統(tǒng)、即轉(zhuǎn)發(fā)器（repeater）。不過，這是將端口映射到VLAN的一種最通用的方法。該局域相連的每個(gè)路由器會(huì)監(jiān)聽所有IP組播地址，以便獲取所有報(bào)告。選擇SM_Int_Model_List、internet _toolbox，將它們值改為YES。與服務(wù)器配置應(yīng)用相對(duì)應(yīng)，客戶端需要設(shè)定業(yè)務(wù)主詢，其業(yè)務(wù)主詢的種類應(yīng)與在業(yè)務(wù)主詢配置器中的設(shè)定吻合。 增加節(jié)點(diǎn)及業(yè)務(wù)后仿真分析由于大學(xué)辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)增加，上網(wǎng)人數(shù)也有所增加。下一步的研究方向 下一步的工作主要是根據(jù)論文不足之處作進(jìn)一步深入研究（1）研究基于OPNET的組播技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用。 劉培培2012年6月于廣西大學(xué)36。論文的不足之處由于時(shí)間不足和本人水平有限，本文也存在很多不足及可以改進(jìn)的地方。同樣，HTTP頁面響應(yīng)時(shí)間在剛剛進(jìn)行完業(yè)務(wù)初始化后波動(dòng)較大，也處在可以接受的范圍。打開主詢配置（Profile Configuration）編輯界面，設(shè)定業(yè)務(wù)主詢開始時(shí)間以及運(yùn)行模式。 圖53 設(shè)置Initial Topology對(duì)話框圖54 設(shè)置Choose Network Scale對(duì)話框（3） 在Choose Network Scale對(duì)話框中，點(diǎn)擊Campus，在點(diǎn)擊next,彈出specify size對(duì)話框，如圖55所示，用于指定網(wǎng)絡(luò)大小。IGMP 的操作：1) 當(dāng)主機(jī)欲入某個(gè)組時(shí)要發(fā)送一個(gè)IGMP報(bào)文，其中組地址字段即該組的組播地址。將端口分配給VLAN的方式有兩種，分別是靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的。網(wǎng)關(guān)一般是一種軟件產(chǎn)品。集線器可分為獨(dú)立式、疊加式、智能模塊化，有8端口、16端口、24端口多種規(guī)格，集線器支持的數(shù)據(jù)傳輸率為10Mbps或100Mbps。 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)鏈路首尾相連形成一個(gè)閉合的環(huán)，數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸。網(wǎng)絡(luò)的輸入負(fù)載。比如一些實(shí)時(shí)應(yīng)用或流媒體業(yè)務(wù)，如VOIP，就可以忍受少量的丟包，并且也不需重發(fā)丟失的包；另外，TCP協(xié)議正是靠檢測(cè)丟包發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的，這時(shí)它會(huì)以便低的速率重發(fā)丟失的包。 延遲變化延遲變化是指網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲的時(shí)間變化，即抖動(dòng)。而要對(duì)校園網(wǎng)性能進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，必須要有一定的衡量標(biāo)準(zhǔn)，即需要確定一組網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)[17]。當(dāng)一個(gè)事件執(zhí)行后將從事件列表中刪除該事件。OPNET支持面向?qū)ο蟮慕７绞?，并提供圖形化的編輯界面，更便于用戶使用；采用離散事件驅(qū)動(dòng)的模擬機(jī)理，使計(jì)算效率得到了很大提高；將基于包的分析方法和基于統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)建模方法結(jié)合起來，大大加快了仿真效率，而且可以得到非常細(xì)節(jié)化的模擬結(jié)果；在物件拼盤中，包含了詳盡的模型庫，包括：路由器、交換機(jī)、服務(wù)器、客戶機(jī)、ATM設(shè)備、DSL設(shè)備等，還有其它廠商提供的配備，隨著OPNET版本的提高模型庫也不斷增加。 本文以O(shè)PNET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。目前，世界上大部分發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家都建立了本國的校園網(wǎng)體系噶1。許多早期建成的校園網(wǎng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需求，校園網(wǎng)需要重新規(guī)劃設(shè)計(jì)。在在新技術(shù)的研究過程中，由于各種原因，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)往往是代價(jià)較高或是不現(xiàn)實(shí)的。我國的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的研究從1999年起步，這主要有兩個(gè)原因，一個(gè)是我國數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展較晚，對(duì)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的需求相對(duì)不是十分迫切。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。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]。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。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。 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。拓樸結(jié)構(gòu)。 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)。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。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。 主要技術(shù)（1）VLANVLAN即是廣播域。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)。（1） 建立一個(gè)新的項(xiàng)目，選擇菜單File/New/project，單擊OK。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。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。增加節(jié)點(diǎn)對(duì)HTTP和Email的頁面響應(yīng)時(shí)間影響不大。肖媚師姐的真誠與熱情給了我很大的精神支持。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。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。（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。如圖58為拓?fù)渑渲脠D。 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1