【正文】 一條路徑發(fā)生故障時，還可以通過另一條路徑把信息送至節(jié)點交換機。5)網(wǎng)狀型拓撲結構將多個子網(wǎng)或多個網(wǎng)絡連接起來構成網(wǎng)際拓撲結構?！　?2) 由于信息是串行穿過多個節(jié)點環(huán)路接口，當節(jié)點過多時，影響傳輸效率，使網(wǎng)絡響應時間變長?！　?3) 所需電纜長度比星型拓撲要短得多，同時不需像星型拓撲結構那樣配制接線盒。環(huán)型拓撲的優(yōu)點：　　(1) 信息在網(wǎng)中沿固定方向流動，兩個節(jié)點間僅有唯一的通路，簡化了路徑選擇的控制。因此這種結構的可靠性問題和星型結構相似。樹型拓撲的缺點：　　(1) 除葉節(jié)點及其相連的鏈路外，任何一個工作站或鏈路產(chǎn)生故障都會影響整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的正常運行。　　(2) 網(wǎng)絡中任意兩個節(jié)點之間不產(chǎn)生回路，每個鏈路都支持雙向傳輸。3)樹型拓撲結構樹型結構是總線型結構的擴展，它是在總線網(wǎng)上加上分支形成的，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路，也可以把它看成是星型結構的疊加，又稱為分級的集中式結構，著名的因特網(wǎng)(Internet)也是大多采用樹型結構?！　?2) 在總線的干線基礎上擴充，可采用中繼器，但此時需重新配置，包括電纜長度的剪裁，終端器的調(diào)整等?！　?5) 多個節(jié)點共用一條傳輸信道，信道利用率高?！　?3) 共享資源能力強，極便于廣播式工作，一個節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀所有節(jié)點都可接收。總線型拓撲的優(yōu)點：　　(1) 結構簡單靈活，非常便于擴充，網(wǎng)絡響應速度快。2)總線拓撲結構總線拓撲結構采用一條單根線纜做為傳輸介質(zhì)，所有的站點都通過相應的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)上，或稱總線上。一條通信線路只被該線路上的中央節(jié)點和一個站點使用，因此線路利用率不高。　　(5) 任何一個連接只涉及到中央節(jié)點和一個站點，控制介質(zhì)訪問的方法簡單，使訪問協(xié)議也十分簡單?！　?3) 每個連接只接一個設備，單個連接的故障只影響一個設備，不會影響全網(wǎng)。星型拓撲的優(yōu)點：(1) 網(wǎng)絡結構簡單，便于管理，便于大型網(wǎng)絡的維護和調(diào)試。1)星型拓撲結構 在星型拓撲結構中，網(wǎng)絡中的各節(jié)點通過點到點的方式連接到一個中央節(jié)點上，由該中央節(jié)點向目的節(jié)點傳送信息。 校園網(wǎng)的主要拓撲類型計算機網(wǎng)絡拓撲是指通信子網(wǎng)節(jié)點之間連接結構的拓撲構型，通過結點與線路間的幾何關系表示網(wǎng)絡結構，反映出網(wǎng)絡中各實體的結構關系。 10) 利用率在計算機網(wǎng)絡中，帶寬用來表示網(wǎng)絡的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，因此網(wǎng)絡帶寬表示在單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡的某一點到另一點所能通過的最大數(shù)據(jù)量。網(wǎng)絡技術中的速率是指計算機網(wǎng)絡中的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率，也稱為數(shù)據(jù)率（data rate）或者比特率（bit rate）。、排隊時延6) 時延帶寬積時延是指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡的一端傳送到另一端所需的時間。4) 背對背背對背是用于表示網(wǎng)絡設備緩沖數(shù)據(jù)包能力的一個指標。3) 丟包率丟包率是指在網(wǎng)絡中沒有被轉發(fā)的數(shù)據(jù)包占應該被轉發(fā)的數(shù)據(jù)包的百分比。1) 吞吐量吞吐量是指單位時間內(nèi)通過網(wǎng)絡傳送給節(jié)點的平均比特數(shù)，單位為bit/s。2 校園網(wǎng)性能指標與相關技術對校園網(wǎng)性能進行分析評價，必須要有一定的衡量標準，即需要確定一組網(wǎng)絡性能評價指標。第五章介紹了校園網(wǎng)的升級設計方案，包括網(wǎng)絡結構的設計，VLAN技術的應用，路由協(xié)議的分析等，并再次進行網(wǎng)絡建模、仿真分析，驗證了升級設計方案的可行性。第三章介紹了OPNET仿真技術，包括OPNET的安裝及破解過程，以及OPNET的仿真機制、通信機制、建模機制、仿真步驟等。全文共分為六章，章節(jié)安排如下：第一章是緒論部分，介紹了研究題目的背景，闡述了高校校園網(wǎng)的建設情況及發(fā)展趨勢，國內(nèi)外網(wǎng)絡仿真技術的使用現(xiàn)狀，以及利用OPNET進行網(wǎng)絡仿真的意義及目的。 論文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排本文以OPNET仿真軟件為平臺，對高校校園網(wǎng)的網(wǎng)絡需求進行了分析，網(wǎng)絡需求主要包括HTTP、FTP、Email、Database、Telnet、Print、Video等。其中包括北京大學、北京郵電大學、北京航空航天大學、北京理工大學、電子科技大學、上海大學、武漢大學等。OPNET的移動IP模塊預測了Cisco移動IP業(yè)務部署在旅、營、師等規(guī)模下實現(xiàn)的性能。自20世紀90年代初，ITT A/CD就使用OPNET實現(xiàn)了軍用產(chǎn)品的詳細仿真，包括為美國軍方開發(fā)的SINCGARS VHF無線設備、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡軟件、因特網(wǎng)控制器(INC)和Near Term Digital Radio，為英國BOWMAN戰(zhàn)略通信系統(tǒng)開發(fā)的高級數(shù)字無線設備和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務。 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析作為先進的網(wǎng)絡仿真軟件，OPNET應用日益廣泛，很多設備開發(fā)商、網(wǎng)絡運營商基于OPNET仿真軟件進行了多項重大項目的研究。然而，根據(jù)實際經(jīng)驗設計出來的網(wǎng)絡，并不能保證其可行性，如果盲目地進行校園網(wǎng)升級，不但不能解決現(xiàn)有的問題，反而增加了投資風險?；贠PNET的高校網(wǎng)絡優(yōu)化仿真研究畢業(yè)論文目錄1 緒論 1 論文研究的背景 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析 1 論文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排 22 校園網(wǎng)性能指標與相關技術 2 2 校園網(wǎng)的主要拓撲類型 3 校園網(wǎng)關鍵設備 6 校園網(wǎng)的主要技術 8 交換及VLAN技術 8 路由技術 9 遠程訪問技術 9 網(wǎng)絡冗余技術 103 OPNET網(wǎng)絡仿真技術 11 網(wǎng)絡模擬和仿真技術 11 OPNET仿真軟件概述 11 OPNET 12 OPNET的重要概念 15 OPNET仿真技術 16 OPNET仿真機制 16 OPNET通信機制 17 OPNET建模機制 19 OPNET仿真步驟 214 OPNET下的校園網(wǎng)建模與仿真分析 23 校園網(wǎng)的建模 23 需求分析 23 網(wǎng)絡建模 23 業(yè)務配置 25 數(shù)據(jù)收集與仿真分析 28 28 數(shù)據(jù)收集 30 軟件仿真 32 數(shù)據(jù)分析 34 增加節(jié)點及業(yè)務后的仿真分析 38 節(jié)點及業(yè)務配置 38 設定背景業(yè)務流 40 仿真結果及分析 41 本章總結 465 校園網(wǎng)升級方案設計與性能分析 47 方案選擇 47 校園網(wǎng)結構的改進 47 改進后校園網(wǎng)的仿真分析 49 49 劃分VLAN前后性能比較 54 校園網(wǎng)路由協(xié)議的分析 57 RIP路由模擬與性能測試 57 OSPF路由模擬與性能測試 62 本章總結 666 總結與展望 67謝辭 70參考文獻 71附錄 72基于OPNET的高校網(wǎng)絡優(yōu)化仿真研究1 緒論 論文研究的背景近年來，隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，高校的校園網(wǎng)也變得越來越復雜，傳統(tǒng)的校園網(wǎng)已經(jīng)不能滿足師生們的上網(wǎng)需求。同時，隨著高校規(guī)模的不斷擴大，用戶也逐漸增多，這必然給原有的校園網(wǎng)帶來挑戰(zhàn)，因此需要對校園網(wǎng)進行升級改造，以適應不斷增長的網(wǎng)絡需求。而網(wǎng)絡仿真技術正是一種可以有效提高校園網(wǎng)運行質(zhì)量的方法，通過建立校園網(wǎng)模型，配置業(yè)務需求，進行仿真分析，可以清楚地了解到升級前與升級后校園網(wǎng)的性能參數(shù)，這樣可以對校園網(wǎng)的建設做一些預見性的分析，降低了投資風險。ITT Industries的Aerospace/Communication Division(ITT A/CD)成為使用OPNET為美國軍方進行數(shù)字化系統(tǒng)工程設計、開發(fā)、集成和測試的先驅(qū)。Cisco 3200系列移動接入路由設備具有移動IP和移動網(wǎng)絡的功能，為網(wǎng)絡提供可靠的數(shù)據(jù)、音頻和視頻通信。1998年OPNET進入中國，且發(fā)展非常迅速，許多高校也在研究OPNET，并應用它進行校園網(wǎng)的建模仿真。另外，研究院所也應用OPNET進行協(xié)議性能的分析以及軟件系統(tǒng)的開發(fā)，研究院所包括信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所、信息產(chǎn)業(yè)部電信規(guī)劃研究院、中國電信集團服務有限公司北京研究院、中國電信集團廣州研究與開發(fā)中心和中國移動通信有限公司研究開發(fā)中心等。介紹了校園網(wǎng)網(wǎng)絡設計技術，利用OPNET對校園網(wǎng)進行建模，分析仿真結果，并增加業(yè)務應用及結點，再進行仿真分析，通過對比分析得出結論，并提出校園網(wǎng)的升級設計方案。第二章介紹了校園網(wǎng)設計的主要技術，包括網(wǎng)絡設備、網(wǎng)絡拓撲、網(wǎng)絡技術等，同時也介紹了網(wǎng)絡性能評價指標，對高校校園網(wǎng)涉及的相關技術作了詳細的闡述。第四章介紹了利用OPNET對校園網(wǎng)進行網(wǎng)絡建模，對其進行仿真，分析仿真數(shù)據(jù)，并在原有模型的基礎上增加結點及業(yè)務應用，再進行仿真分析，得出現(xiàn)有校園網(wǎng)在擴容方面存在的問題，并指出校園網(wǎng)升級的必要性。 第六章對全文進行了總結，為高校校園網(wǎng)建設提出指導性建議，并提出其中的不足及下一步的研究方向。本文將介紹幾個常用的描述網(wǎng)絡性能的指標，它同樣適用于校園網(wǎng)。2) 包延遲包延遲是指數(shù)據(jù)分組的最后一位從源工作站通過網(wǎng)絡傳送至目的工作站所用的時間。丟包率的大小，反映出網(wǎng)絡的穩(wěn)定性及可靠性程度。5) 時延時延是一個非常重要的性能指標，也可以稱為延遲或者遲延。網(wǎng)絡中的時延由以下幾部分組成：發(fā)送時延、傳播時延、處理時延把傳播時延和帶寬相乘，就等到另外一個度量：傳播時延帶寬積，即時延帶寬積=傳播時延帶寬7) 速率8) 帶寬9) 往返時間在計算機網(wǎng)絡中，往返時間（RTT）也是一個重要的性能指標，表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認，總共經(jīng)歷的時間。 利用率有信道利用率和網(wǎng)絡利用率，信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的，網(wǎng)絡利用率則是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權平均值。按拓撲結構，計算機網(wǎng)絡可分為星型、總線型、樹型、網(wǎng)狀型、環(huán)型五類。中央節(jié)點執(zhí)行集中式通信控制策略，因此中央節(jié)點相當復雜，負擔比各節(jié)點重得多?！　?2) 網(wǎng)絡延遲時間較短，誤碼率較低?！　?4) 每個站點直接連到中央節(jié)點，故障容易檢測和隔離，可很方便地將有故障的站點從系統(tǒng)中刪除。星型拓撲的缺點：　　(1)　　(2) 中央節(jié)點負荷太重，而且當中央節(jié)點產(chǎn)生故障時，全網(wǎng)不能工作，所以對中央節(jié)點的可靠性和冗余度要求很高。任何一個節(jié)點信息都可以沿著總線向兩個方向傳播擴散，并且能被總線中任何一個節(jié)點所接收，所有的節(jié)點共享一條數(shù)據(jù)通道，一個節(jié)點發(fā)出的信息可以被網(wǎng)絡上的多個節(jié)點接收?！　?2) 某個站點失效不會影響到其他站點?！　?4) 易于擴充，在任何點都可將欲增加的新站點接入或者通過中繼器加上一個附加段來增加長度?？偩€型拓撲的缺點：　　(1) 總線拓撲的網(wǎng)不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)上各個站點進行，使故障診斷困難?！　?3) 所有的工作站通信均通過一條共用的總線，導致實時性很差。樹型拓撲的優(yōu)點：　　(1) 結構比較簡單，成本低?！　?3) 網(wǎng)絡中節(jié)點擴充方便靈活，尋找鏈路路徑比較方便?！　?2) 對根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作。4)環(huán)型拓撲結構環(huán)型結構中各節(jié)點通過環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)型通信線路中，環(huán)路中各節(jié)點地位相同，環(huán)路上任何節(jié)點均可請求發(fā)送信息，請求一旦被批準，便可以向環(huán)路發(fā)送信息?！　?2) 某個節(jié)點發(fā)生故障時，可以自動旁路(由“中繼器”完成)，可靠性較高。環(huán)型拓撲的缺點：　　(1) 擴充環(huán)的配置比較困難，同樣要關掉一部分已接入網(wǎng)的站點也不容易。但當網(wǎng)絡確定時，其延時固定，實時性強。在一個子網(wǎng)中,集線器、中繼器將多個設備連接起來，而橋接器、路由器及網(wǎng)關則將子網(wǎng)連接起來?！　?2) 網(wǎng)絡可組建成各種形狀，采用多種通信信道，多種傳輸速率?！　?4) 可改善線路的信息流量分配。網(wǎng)狀拓撲的缺點：　　(1) 控制復雜，軟件復雜。 校園網(wǎng)關鍵設備1)交換機交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的物理地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。通過交換機的過濾和轉發(fā)，可以有效的減少沖突域，但它不能劃分網(wǎng)絡層廣播，即廣播域。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。交換機可以學習MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉發(fā)。作為不同網(wǎng)絡之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構成了基于TCP/IPInternet它的處理速度是網(wǎng)絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡互連的質(zhì)量。Table），供路由選擇時使用。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機控制。3)防火墻防火墻也可以作為一個訪問因特網(wǎng)的權限控制關口，如允許組織內(nèi)的特定主機可以訪問因特網(wǎng)。對受保護數(shù)據(jù)的訪問都必須經(jīng)過防火墻的過濾，即使網(wǎng)絡內(nèi)部用戶要訪問受保護的數(shù)據(jù)，也要經(jīng)過防火墻。目前設備中的防火墻主要指以下四種：包過濾防火墻可以根據(jù)數(shù)據(jù)包中的各項信息來控制站點與站點、站點與網(wǎng)絡、網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間的相互訪問，但無法控制傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容，因為內(nèi)容是應用層數(shù)據(jù)，而包過濾器處在傳輸層和網(wǎng)絡層。他具備包過濾防火墻的一切優(yōu)點，具備較好的DoS攻擊和DDoS攻擊防御能力，缺點是對應用層數(shù)據(jù)進行控制，不能記錄高層次日志。(3)應用網(wǎng)關防火墻是在網(wǎng)絡應用層上建立協(xié)議過濾和轉發(fā)功能。它針對特定的網(wǎng)絡應用服務協(xié)議使用指定的數(shù)據(jù)過濾邏輯，并在過濾的同時，對數(shù)據(jù)包進行必要的分析、登記和統(tǒng)計，形成報告。外部計算機的網(wǎng)絡鏈路只能到達代理服務器，4)服務器服務器指的是在網(wǎng)絡環(huán)境中為客戶機提供各種服務的、特殊的專用計算機。服務器作為網(wǎng)絡的節(jié)點，存儲、處理網(wǎng)絡上80%的數(shù)據(jù)、信息，因此也被稱為網(wǎng)絡的靈魂。它的高性能主要體現(xiàn)在高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力等方面。現(xiàn)代交換網(wǎng)絡還引入了虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，VLAN）的概念。這種技術可以把