【正文】 在此，我再次向他們表示最誠摯地感恩與謝意。在設(shè)計過程中遇到了很多小問題，師姐都不厭其煩的給我做出講解。國外電子測量技術(shù) ． 2020，第 12期 ． [21] Joshua Staley , Fibre Channel based Storage Area Network Modeling using OPNET for Large Fabric Simulations． 32nd IEEE Conference on Local Computer Networks， 2020． [22] Xing jie Chang． Network simulations with OPNET． Simulation Conference Proceedings． 1999． [23] Richards, Tasoluk, Intelligent Network Configuration Optimization Toolkit , Military Communications Conference, 2020． [24] Chengyu Zhu Yang， Ouellentte， Montuno， A parison of active queue management algorithms using the OPNET Modeler ， Communications Magazine， IEEE． 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 36 致謝 經(jīng)過一個學期的努力，畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲，在設(shè)計過程中，充滿了辛苦和快樂。 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。 通過仿真對比，可以得到，增加節(jié)點后，服務(wù)器負載明顯增大， HTTP頁面響應(yīng)時間和 Email下載響應(yīng)時間變長，學生宿舍到服務(wù) 器組的鏈路利用率明顯增大，但是增加節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)延時的影響不大。同樣， HTTP頁面響應(yīng)時間在剛剛進行完業(yè)務(wù)初始化后波動較大，在后面 的時間基本維持在，處在可以接受的范圍。 查看其中的網(wǎng)絡(luò)負載結(jié)果，如圖 519： 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 31 圖 519 增加節(jié)點后網(wǎng)絡(luò)負載結(jié)果 與為增加節(jié)點時一樣，本次的設(shè)計中只設(shè)置了在仿真開始有一次業(yè)務(wù)發(fā)生，因為所有的業(yè) 務(wù)已經(jīng)開始運行，這里的網(wǎng)絡(luò)負載在剛開始也出現(xiàn)一個尖峰，同樣經(jīng)過了 100s左右的業(yè)務(wù)初始化后，業(yè)務(wù)開始發(fā)生，最高達到了 140000bits/sec。 增加節(jié)點及業(yè)務(wù)后仿真分析 由于大學辦學規(guī)模的擴大，學生人數(shù)增加，上網(wǎng)人數(shù)也有所增加。 查看 HTTP頁面響應(yīng)時間和 Email下載響應(yīng)時間，如下圖 516： 516 HTTP與 Email頁面響應(yīng)時間 Email下載響應(yīng)時間在剛剛進行完業(yè)務(wù)初始化后波動較大，經(jīng)過一段時間后。 查看其中的網(wǎng)絡(luò)延遲結(jié)果，如圖 514： 其中橫坐標為仿真時間，單位為分鐘（ m），共仿真了 30分鐘，縱坐標廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 28 為網(wǎng)絡(luò)延遲時間，單位為秒（ s）。 （ 3） HTTP的頁面響應(yīng)時間 Page Response Time：選擇統(tǒng)計 HTTP頁面響應(yīng)時間，看增加節(jié)點后頁面響應(yīng)時間的變化。與服務(wù)器配置應(yīng)用相對應(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。 配置業(yè)務(wù)一般分為四個步驟，即定義應(yīng)用、設(shè)定業(yè)務(wù)主詢、配置服務(wù)器應(yīng)用以及設(shè)定客戶端業(yè)務(wù)主詢四個步驟。從對象面板中拖入一個業(yè)務(wù)配置器，命名為 applications，拖入一個主詢配置器，命名為 profiles，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖510所示： 圖 510 校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 25 其中學院樓里還包括了計算機與電子信息學院，商學院，外國語學院等十六個局域網(wǎng)規(guī)模較大的學院。 圖 56 設(shè)置 Select Technologies對話框 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 23 圖 57 完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)新建圖 （ 5）完成新建后，點擊 OK，就進入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計界面。選擇 SM_Int_Model_List、 inter _toolbox，將它們值改為 YES。 圖 52 建立新項目 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 21 （ 2） 依照設(shè)置向?qū)е械奶崾荆? 在 Initial Topology（初始拓撲結(jié)構(gòu)）對話框中，點擊 Create Empty Scenario（建立空場景），如圖 53所示。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 20 圖 51 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 網(wǎng)絡(luò)建模 OPNET提供了近似于真實網(wǎng)絡(luò)連接的仿真環(huán)境，利用豐富的模型庫，可以快速建立所有所需要的網(wǎng)絡(luò)模型。本節(jié)就利用 OPNET建模仿真對現(xiàn)有的校園網(wǎng)進行仿真，并對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)后的網(wǎng)絡(luò)性能進行仿真。該局域相連的每個路由器會監(jiān)聽所有 IP組播地址，以便獲取所有報告。 （二） 到 ，在全網(wǎng)范圍有效。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 18 （ 2）組播 將數(shù)據(jù)從一個源站發(fā)送到一個組播組的所有成員的行為稱為組播。如果列表中沒有 MAC地址，交換機就將端口分配給默認的 VLAN，端口不會被激活。不過，這是將端口映射到 VLAN的一種最通用的方法。 VLAN可以減輕網(wǎng)絡(luò)工程師的工作負擔，還可以允許網(wǎng)絡(luò)管理員取消過去的物理限制，并對用戶的第 3層網(wǎng)絡(luò)地址進行控制，而不管它處在網(wǎng)絡(luò)中的哪個位置。如果不是非常必需，一般的校園網(wǎng)采用軟件防火墻也就夠了 [12]。 當中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器時，僅僅是把一個網(wǎng)絡(luò)擴大了，而這仍然是一個網(wǎng)絡(luò)。 1) 物理層中繼系統(tǒng)、即轉(zhuǎn)發(fā)器（ repeater） 。 （ 5）網(wǎng) 關(guān) 網(wǎng)關(guān)（ Gateway），又叫協(xié)議轉(zhuǎn)換器，可以支持不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互連，主要用于不同體系的網(wǎng)絡(luò)或者局域網(wǎng)與主機系統(tǒng)的連接。路由器使用最少時間算法或最優(yōu)路徑算法來 調(diào)整信息傳遞的路徑，如果某一網(wǎng)絡(luò)路徑發(fā)生故障或堵塞，路由器可選擇另一條路徑，以保證信息的正常傳輸。 （ 4）路由器 路由器是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間連接的主要設(shè)備，工作在 OSI的第三層。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所取代 [12]。 7) 中繼器以它相連的網(wǎng)絡(luò)同 樣的速度發(fā)送數(shù)據(jù)。 3) 中繼器工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型的最低層物理層。它是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。 網(wǎng)狀型拓撲結(jié)構(gòu) 在網(wǎng)狀型拓撲結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的每臺設(shè)備之間均有點到點的鏈路連接，這種連接不經(jīng)濟，只有每個站點 都要頻繁發(fā)送信息時才使用這種方法。 總線型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單靈活，便于擴充；信道利用率高；傳輸速率高。缺點是：網(wǎng)絡(luò)共享能力較差；通信線路利用率不高；中央結(jié)點負荷太重；網(wǎng)絡(luò)可靠性低。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和鏈路的幾何位置就是網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，也就是指網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)單元的地理分布和互聯(lián)關(guān)系的幾何構(gòu)形 [11]。輸入負載的增加引起信道擁擠，時延增加，嚴重的還會因為碰撞加劇或緩沖溢出引起重發(fā)而阻塞信道。 網(wǎng)絡(luò)的帶寬。最理想的情況是 MTBF值大，而 MTTR值小，即可靠性高，一般不出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)故障能馬上修復 [5]。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，網(wǎng)絡(luò)中對關(guān)鍵部件往往設(shè)置冗余備份。與前面所闡述的動態(tài)指標不同，它們是一種靜態(tài)指標。超過 15%的丟包率可能導致網(wǎng)絡(luò)不可用。另外，資源利用率也是預測網(wǎng)絡(luò)性能變化的最有效途徑，從經(jīng)驗來看， CPU利用率最好在 30%40%，超過這個界限，網(wǎng)絡(luò)性能會急劇下降，而網(wǎng)絡(luò)利用率大約為 30%70%時，可保證有突發(fā)業(yè)務(wù)時仍有足夠的帶寬可用。 資源利用率 資源利用率是指網(wǎng)絡(luò)資源的有效工作時間占整個時間的百分比。 造成抖動的原因主要有 3個： 網(wǎng)絡(luò)拓撲變化造成的傳播延遲變化； 數(shù)據(jù)包處理要求不同帶來的交換延遲變化； 因隊列的空和隊列的滿而 引起的調(diào)度處理延遲變化。在服務(wù)器端，如果服務(wù)器閑，則響應(yīng)快，忙則響應(yīng)慢：在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，如果 網(wǎng)絡(luò)路徑無擁塞，則在路由器上排隊時間短，否則時間延長；在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，由鏈路故障引起的路由變化也可能導致數(shù)據(jù)包往返路徑不一致，從而影響傳輸時間。 網(wǎng)絡(luò)延遲 網(wǎng)絡(luò)延遲 是指將數(shù)據(jù)從一端發(fā)送到另一端的時間，是一個廣泛使用的廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 10 性能指標。在主 /從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中響應(yīng)時間是由輪詢延遲、鏈路延遲、設(shè)備延遲和 CPU延遲四部分所需時間的總和。本文將介紹幾個常用的描述網(wǎng)絡(luò)性能的指標，它同樣適用于校園網(wǎng)。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 9 第三章 校園網(wǎng)性能評價指標 校園網(wǎng)性能穩(wěn)定與否關(guān)系到學校教育、教學、科研和管理等工作能否正常有序進行。 保存項目運行仿真：利用仿真工具進行仿真實驗，以得到所需要的數(shù)據(jù)。如網(wǎng)絡(luò)通信吞吐量、鏈路利用率、設(shè)備利用率、端到端延遲等。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。 仿真調(diào)度機制 在 OPNET中使用基于事件列表的調(diào)度機制，合理安排調(diào)度事件，以便執(zhí)行合理的進程來仿真網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的行為。每個仿真時間點上可以同時出現(xiàn)多個事件，事件的發(fā)生可以有疏密的區(qū)別。三層模型與實際的協(xié)議、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)三層完全對應(yīng)，全面反映了網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性 [6]。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 5 OPNET 仿真關(guān)鍵技術(shù) 三層建模機制 網(wǎng)絡(luò)是復雜的系統(tǒng)， OPNET Modeler建模采用層次化和模塊化的方式，將復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)又由多個模塊組成，每個模塊完成更小的任務(wù)。 Modeler焦點放在整個業(yè)務(wù)層流量的模擬，使運營商有效的查處業(yè)務(wù)配置中產(chǎn)生的錯誤。它的產(chǎn)品 線除了 Modeler外，還包括 IT Guru、 SP Guru、OPNET Development Kit 和 WDM Guru等 [10]。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 4 第二章 仿真軟件 OPNET OPNET 仿真平臺簡介 OPNET最早是在 1986年由麻省理工大學的兩個博士創(chuàng)建的，并發(fā)現(xiàn)其對于網(wǎng)絡(luò)模擬非常的有用，因此于 1987年建立了商業(yè)化的 OPNET。 第三章是校園網(wǎng)性能評價指標，主要介紹了常用的網(wǎng)絡(luò)性能評價指標，以及這些指標的分析方法以及可能影響這些指標的因素。1998年，北京郵電大學、廣東省郵電科學技術(shù)研究院、原電子部電科院、郵電部規(guī)劃設(shè)計院等單位先后引進了先進的OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，開展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)規(guī) 劃設(shè)計應(yīng)用等方面的研究工作 [8]。 我國的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的研究從 1999年起步，這主要有兩個原因，一個是我 國數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展較晚，對網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的需求相對不是十分迫切 。 為此利用 OPNTE網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對校園網(wǎng)進行仿真，以傳統(tǒng)大學校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)為依托，針對網(wǎng)絡(luò)中主交換機的性能情況作為研究校園網(wǎng)的切入點，通過對仿真結(jié)果的分析，根據(jù)分析結(jié)果提出對網(wǎng)絡(luò)改造方案，再次應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件測試改造后交換機的數(shù)據(jù)，判斷改造后的網(wǎng)絡(luò)性能是否優(yōu)于原有網(wǎng)絡(luò)。 廣西大學學士學位論文 基于 OPNET的校園網(wǎng)仿真 2 但受當時資金和技術(shù)條件的限制，我國早期建成的很多校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)、規(guī)模和應(yīng)用都不是很完整，在校園網(wǎng)選型和設(shè)備配置方面都欠佳。 校園網(wǎng)是現(xiàn)代化教學的基礎(chǔ)性設(shè)施，作為實施教育信息化有效載體，對保障學校教育教學和科研管理等工作的正常有序進行，實現(xiàn)校際交流和資源共享方面，起著至關(guān)重要的作用，并將直接影響到教育信息化建設(shè)的質(zhì)量。在 在新技術(shù)的研究過程中，由于各種原因，實際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實現(xiàn)往往是代價較高或是不現(xiàn)實