基于OPNET的动态路由协议仿真研究
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2015, 4(3), 72-79
Published Online August 2015 in Hans. https://www.360docs.net/doc/9915188438.html,/journal/mos
https://www.360docs.net/doc/9915188438.html,/10.12677/mos.2015.43009
Simulation Research of Dynamic Routing
Protocol Based on OPNET
Lei Tong*, Lei Chen, Bing Liu, Deyang Kong
Beijing Aerospace Control Center, Beijing
Email: *tonglei83@https://www.360docs.net/doc/9915188438.html,
Received: Jul. 24th, 2015; accepted: Aug. 12th, 2015; published: Aug. 18th, 2015
Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY).
https://www.360docs.net/doc/9915188438.html,/licenses/by/4.0/
Abstract
The appropriate route selection and design not only can optimize network performance, but also can improve the safety and reliability of the network to a certain extent. This paper, based on physical network topology, uses OPNET simulation environment to simulate and comparatively analyzes the performance of dynamic routing protocols RIP, OSPF and EIGRP. Simulation results show that, on the routing convergence time and network queue delay, EIGRP has bigger perfor-mance advantages, however, because EIGRP is Cisco’s proprietary protocol device, the further promotion of it is challenged; RIP algorithm, subject to restrictions, is more suitable for small networks; OSPF protocol has good support for networks of all sizes, and it has the most extensive range of applications. Selection and design of network routing protocol should be based on the actual situation, but in the actual large-scale networks, static and dynamic routing protocol will usually be adopted at the same time, to ensure the maximum effectiveness of the integrated net-work.
Keywords
Dynamic Routing Protocol, RIP, OSPF, EIGRP
基于OPNET的动态路由协议仿真研究
仝磊*，陈磊，刘冰，孔德阳
北京航天飞行控制中心，北京
Email: *tonglei83@https://www.360docs.net/doc/9915188438.html,
*通讯作者。
仝磊等收稿日期：2015年7月24日；录用日期：2015年8月12日；发布日期：2015年8月18日
摘要
合适的路由选择和设计不仅可以优化网络效能，还可以在一定程度上提高网络的安全性和可靠性。本文依据实体网络拓扑，利用OPNET搭建仿真环境，对动态路由协议中的RIP、OSPF和EIGRP三种协议的性能进行仿真对比分析。仿真结果表明，EIGRP在路由收敛时间以及网络队列时延上均具有较大性能优势，但由于EIGRP为思科设备私有协议，使得该协议的进一步推广受到考验；RIP受其算法限制，比较适合小型网络；OSPF协议由于其对各类规模网络均有不错的支持，所以其应用范围最广。网络路由协议的选择和设计要根据网络的实际情况具体问题具体分析，而在实际大型的网络中，静态和动态路由协议通常会被同时采用，以确保网络综合效能的最大化。
关键词
动态路由协议，RIP，OSPF，EIGRP
1. 引言
随着网络的快速发展和越来越广泛而多样化的应用，网络结构和规模越来越复杂化。而合适的路由选择和设计不仅可以优化网络效能，还可以在一定程度上提高网络的安全性和可靠性。一般来说，路由协议可分为静态路由协议和动态路由协议。静态路由必须由专人手工将所有的网络位置输入到路由器的路由选择表中，一旦网络连接发生变化，必须对其进行手动更改以更新路由选择表；而运行动态路由协议的路由器可以不断更新各自对所有网络的感知，并将相关的信息加入到路由选择表中，当网络连接发生变化时，动态路由协议将根据各自的算法将这个变化自动通告给所有的路由器，自动完成路由选择表的更新。
本文依据某部实体网络拓扑，利用OPNET [1]搭建仿真环境，对动态路由协议中的RIP [2]、OSPF [3]和EIGRP [4]三种协议的性能进行仿真对比分析。
2. 动态路由协议
动态路由协议就是路由器根据协议查找网络并更新路由选择表。一般来说，使用动态路由要比使用静态或默认路由容易，但会占用更多的路由器CPU处理时间和网络带宽。常用的动态路由协议有路由信息协议(Routing Information Protocol, RIP)、开放最短路径优先(Open Shortest Path First, OSPF)和增强内部网关路由协议(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, EIGRP)。
2.1. RIP
RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议[1]。RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，它在传输层使用UDP：520端口更新路由信息，是因特网的标准协议。RIP最大的优点是实现简单，开销小，并且是唯一的所有路由设备都支持的动态路由选择协议[2]。
RIP是一种纯粹的距离矢量路由选择协议，采用Bellman-Ford算法，每隔30秒就将自己的路由选择表从所有激活的接口上送出。RIP只将跳计数作为判断到达远程网络最佳路径的依据，并且在默认情况下允许的最大跳计数为15，也就是说16跳被认为不可达。在小型网络应用中，RIP可以很好的运行，但对于配备有慢速WAN链接的大型网络或安装有大量路由器的网络，它的运行效率就很低了。
仝磊等
RIP目前已经发展至三个版本，分别是Version 1 (RIPv1)，Version 2 (RIPv2)和RIP next generation (RIPng)。
RIPv1采用广播的方式进行路由更新，且只使用有类的路由选择，即网络中的所有设备都必须使用相同的子网掩码，这是因为在其发送的更新数据中不携带子网掩码信息。RIPv2采用组播的方式进行路由更新(224.0.0.9)，相对于RIPv1采用的广播方式，组播方式进一步降低了网络开销。并且，RIPv2还提供了前缀路由选择信息，并可以在路由更新中传输子网掩码信息，这样就支持了无类的路由选择，其适用性相对RIPv1得到大大增强[3]。RIPng使用在IPv6的网络环境中，本文暂不作论述。
本文仿真中采用RIPv2。
2.2. OSPF
OSPF由IETF在上世纪80年代末期开发，OSPF是SPF类路由协议中的开放式版本，所有最短路径树(SPF)路由协议都基于数学算法——Dijkstra算法。OSPF也是一个内部网关协议，是基于链路状态的路由协议，支持VLSM、支持快速收敛、协议本身占用的带宽小、使用组播地址(224.0.0.5和224.0.0.6)完成路由更新、用成本(Cost)作为度量值。
OSPF [5]就是典型的链路状态路由协议，OSPF通过相邻路由器接口的状态来建立一个链路状态数据库，然后对该数据库根据一种SPF的算法计算出最佳路径，最后将最佳路径放入到路由表中。这就是说，基于链路状态的路由协议，不是只公告自己的路由表，而是经历了一个复杂的演算过程后才得到的路由表。另外，链路状态路由协议在理论上是不受连接数目限制的，而且收敛速度很快。所以，OSPF协议非常适合用在一个较大的网络环境中。
相对于采用距离矢量算法的RIP协议，OSPF协议具有更多的优点。OSPF与RIP的特点比较如表1所示。
2.3. EIGRP
EIGRP是IGRP (Interior Gateway Routing Protocol，内部网关路由协议)的高级版本，是思科公司的私有路由协议。协议中也使用了自治系统的概念来描述相邻路由器的集合，处于自治系统中的路由器使用相同的路由选择协议并共享相同的路由选择信息。EIGRP的路由更新中包含了子网掩码，在设计网络时可以使用VLSM及人工汇总。
EIGRP结合了链路状态和距离矢量两种协议的特性，因此也被称为混合型路由选择协议。EIGRP不会像OSPF那样发送链路状态数据包，相反，它所发送的是传统的距离矢量更新，在此更新中包含有网络信息以及从发出通告的路由器达到这些网络的开销。此外，EIGRP也拥有链路状态的特性，它会在启动时同步相邻路由器上的路由表，并在每拓扑结构发生改变时发送特定的更新数据。EIGRP默认跳计数为100，最大为255，但它不会像RIP那样使用跳计数作为度量。对EIGRP来说，跳计数只是用来限定EIGRP路由更新数据包在被抛弃之前可以经过的路由器个数。所以，EIGRP非常适用特大型网络的应用。
EIGRP拥有许多强大的功能，主要包括：
1) 通过协议相关模块支持IPv4和IPv6以及一些应用不太广泛的其他被路由协议；
2) 与RIPv2和OSPF一样是无类路由协议；
3) 支持VLSM/CIDR；
4) 支持汇总和不连续网络；
5) 高效的邻居发现；
6) 基于可靠传输协议(RTP)的通信；
7) 基于弥散更新算法(DUAL)的最佳路径选择，收敛速度更快。
仝磊等
3. 仿真与分析
3.1. 仿真环境的设计
本文采用OPNET设计搭建了包括四个子网的仿真环境，分别为A区、B区、C区和D区，各子网路由器通过OC1方式交叉互联，如图1所示。
A区子网为服务器以及网管局域网，路由器下接一台核心交换机，核心交换机下接各类型应用服务器(IP电话、FTP、Email以及HTTP)以及包括10台计算机用户终端的LAN A，如图2(a)所示；B区和C 区均为小型局域网，各自路由器均下接4台接入交换机，各接入交换机下接10台计算机用户终端，分别如图2(b)、图2(c)所示；D区为中型局域网，路由器下接一台核心交换机，核心交换机下接8台接入交换机，各接入交换机下接20台计算机用户终端，如图2(d)所示；各区子网内部均为1000 Base-T方式连接。
Table 1. Comparison between RIP and OSPF
表1. OSPF与RIP的比较
特性OSPF RIPv2 RIPv1
协议特性链路状态距离矢量距离矢量
无类支持是是否
VLSM支持是是否
自动汇总否是是
手动汇总是是否
不连续支持是是否
路由传播可变化的组播周期性组播周期性广播
路径度量带宽跳跳
跳计数限制无15 15 汇聚快慢慢
对等认证是是否
分层网络需求是(使用区域) 否(只是平面) 否(只是平面) 更新事件触发路由表更新路由表更新
路由计算Dijkstra Bellman-Ford Bellman-Ford
Figure 1. Simulation topology
图1. 仿真拓扑
仝磊等
3.2. 仿真场景设置
本文仿真中，各交换机均采用三层VLAN方式互联。在最初的仿真场景中设置启用RIP协议，并以此为基础，复制出两个场景，分别启用OSPF和EIGPR协议。设置运行路由协议后的网络如图3所示。
仿真时间设置为10分钟。
3.3. 仿真结果分析
为更为全面的对比三种动态路由协议的性能，本文选取路由收敛时间、A区核心交换机CPU利用率、网络队列时延以及协议发送流量四个参数进行统计对比分析。
1) 路由收敛时间
路由收敛时间直接反映协议性能。三种路由的收敛时间对比如图4所示：从图中可以看出，采用
(a) (b)
(c) (d)
Figure 2. LANs’ topology: (a) LAN A; (b) LAN B; (c) LAN C; (d) LAN D
图2. 各局域网拓扑：(a) 局域网A；(b) 局域网B；(c) 局域网C；
(d) 局域网D
(a) 场景1 (RIP) (b) 场景2 (OSPF) (c)场景3 (EIGRP) Figure 3. Setting of simulation routing
图3. 仿真路由设置
仝磊等
EIGRP的网络收敛时间在3.8 ms左右，RIP完成收敛小于8 s，而OSPF收敛最慢，用了近70 s才完成收敛。OSPF由于其初次收敛需要计算各路由器链接链路开销，所以其初次收敛速度较慢；但一旦完成首次收敛，各路由将经过路由器存储在本地的数据库中，当发生网络更新的时候将不需要被动的询问邻居路由器，所以OSPF在以后的收敛时间会大幅压缩。总的来说，EIGRP在收敛时间上拥有教大的优势。
2) A区核心交换机CPU利用率
A区核心交换机为全网服务器的数据提供交换服务，其CPU利用率也是反映路由性能的重要指标。各仿真场景中A区核心交换机CPU利用率对比如图5所示：从图中可以看到，采用RIP协议的网络中，核心交换机CPU利用率最大，而采用OSPF的网络中，核心交换机CPU利用率最小。这是由于OSPF 用于发现和维护邻居关系的是定期发送的是不含路由信息的HELLO报文，非常短小，并且使用组播方式(而非广播)发送报文，大大降低了网络设备CPU的利用率。
3) 网络队列时延
从图6中可以看到，采用RIP协议的网络队列时延最大，而采用EIGRP的网络队列时延最小。可见，在队列时延上，EIGRP也存在较大的性能优势。这是由于OSPF和EIGRP均是链路状态协议，而RIP是距离矢量协议，而路由状态协议较之距离矢量协议在路由算法拥有较大优势，所以可以大幅降低网络队
Figure 4. Contrast of convergence time
图4. 收敛时间对比
Figure 5. CPU utilization of core switches in A
图5. A区核心交换机CPU利用率
仝磊等
列时延。
4) 协议发送流量
从协议发送流量对比上看，OSPF发送的流量最多，而RIP发送的流量最少，EIGRP除了仿真刚开始时会突发大量流量，随后即立即减少，如图7所示。这是由于OSPF和EIGRP作为链路状态协议，在网络收敛前要需要全网洪泛链路状态请求报文，所以在仿真初期会有大量的协议发送流量；当整个网络完成收敛后，发送流量将大大减少。
4. 结语
本文通过OPNET搭建仿真环境，对动态路由协议中最常用的RIP、OSPF和EIGRP进行了仿真，对其性能进行了对比分析。对比仿真结果可以看到，EIGRP在路由收敛时间已经网络队列时延上均具有较大性能优势，而且随着网络规模的增大以及复杂，其优势也会越来越明显。但由于EIGRP为思科设备私有协议，而随着“斯诺登”事件的影响，国内越来越多的用户开始采用华为、华三等厂商设备替代原思科设备，使得该协议的进一步推广受到考验。RIP受其算法限制，在一般大型网络中较少采用，但其配置简单，比较适合小型网络。OSPF协议由于其对各类规模网络均有不错的支持，且被几乎所有网络设备
Figure 6. Network queue delay
图6. 网络队列时延
Figure 7. Traffic of protocol
图7. 协议发送流量
仝磊等
提供商所采用，所以其应用范围最广。
总的来说，网络路由协议的选择和设计要根据网络的实际情况具体问题具体分析，而在实际大型的网络中，静态和动态路由协议通常会被同时采用，以确保网络综合效能的最大化。
参考文献(References)
[1]Sethi, A.S., et al., 著, 王玲芳, 母景琴, 等, 译(2014) 计算机网络仿真OPNET实用指南. 机械工业出版社, 北
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[5]倪勇, 史怀洲, 朱培栋(2009) 基于OSPF链路状态数据库构建网络拓扑. 计算机技术与发展, 3, 1-4.
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OPNet仿真实验报告
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目录 第一章实验任务 (3) 1.1 实验一 (3) 1.2 实验二 (3) 第二章OPNET网络建模及仿真方法 (3) 2.1 OPNET简介 (3) 2.2 OPNET仿真关键技术 (4) 2.2.1 层次化建模技术 (4) 2.2.2 离散事件仿真机制 (4) 2.2.3 仿真调度机制 (4) 2.2.4 通信机制 (4) 2.3 OPNET仿真流程 (5) 第三章实验仿真过程 (5) 3.1 实验一单台服务器场景仿真过程 (6) 3.1.1 建立网络拓扑结构 (6) 3.1.2 收集统计量 (8) 3.1.3 运行仿真 (9) 3.1.4 60台PC场景1_expand_60 (10) 3.1.5 90台PC场景1_expand_90 (11) 3.2 实验一多台服务器场景仿真过程 (12) 3.3 实验二用OPNET对RIP仿真分析 (13) 第四章实验仿真结果及分析 (13) 4.1 单台服务器场景仿真结果及分析 (13) 4.1.1 整个网络平均延迟对比曲线图 (14) 4.1.2 服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 (14) 4.1.3 服务器CPU负载变化对比曲线图，见图16. (15) 4.2 多台服务器场景仿真结果及分析 (16) 4.2.1 整个网络平均延迟对比曲线图 (16) 4.2.2 服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 (16) 4.2.3 服务器CPU负载变化对比曲线图 (17) 4.3 用OPNET对RIP仿真结果及分析 (18) 4.3.1 RIP协议概述 (18) 4.3.2 RIP的工作原理 (18) 4.3.3 RIP路由更新机制 (20) 4.3.4 建立网络拓扑结构 (21) 4.3.5 仿真结果 (23) 4.3.6 对RIP协议的总结 (28) 第五章实验心得体会以及不足 (29) 5.1 心得和体会 (29) 5.2 实验中的不足 (29)
OPNET网络仿真入门实例
OPNET网络仿真入门实例 OPNET简介 OPNET最早出自麻省理工学院的两个博士之手，最终得以商业化。OPNET被广泛应用于精确模拟领域，例如网络设备制造领域的企业商Cisco以及运营商AT&T,都采用OPNET来做各种各样的网络环境模拟和调试。在OPNET的各类产品中，Modeler几乎包含其他产品的所有功能，针对不同领域，主要的用途如下：(1)对于企业网的模拟，Modeler 调用自带的已经建好的标准模型组建网络，在某些业务应用达不到事先预想结果或服务质量未及规定要求，比如说网上电子交易过程中交易延迟、数据库服务等业务响应时间慢于正常情况时，Modeler捕捉重要的流量进行分析，从业务、网络、服务器三方面来找出瓶颈。(2)对于比企业网更复杂的运行商(ISP)网络的模拟，Modeler把焦点放在整个业务层、流量的模拟，使得运营商可以有效地查出业务配置中产生的错误，例如网络中的哪些服务器配置不够妥善，让黑客容易攻击，有哪些业务的参数配置不合适等情形。(3)针对研发的需要，Modeler提供了一个开放的环境，使用户能够建立新的协议和配备，并且能够将细节定义并模拟出来。为使读者有一个生动、形象、更明确的理解，我们再进行如下说明解释：Modeler 所能应用的各种领域主要包括三个方面即端到端结构、新的协议开发和优化、网络和业务层配合如何达到最好的性能。举例来说明一下吧，假设我们要将现有的IPv4的网络升级到IPv6的网络，需要确定采用哪种技术方式对转移效果来说比较好，这就属于端到端结构上的应用;新协议的开发，比如说目前流行的3G无线协议的开发，在系统级的仿真中，可以分析一种新的路由或调度算法如果使路由器或交换机达到QoS;在网络和业务之间如何优化方面，可以分析新引进的业务对整个网络的影响、网络对业务的要求，实际应用中网络和业务是对矛盾，通过Modeler模拟来查找网络和业务之间所能达到的最好的指标。 软件的安装 图1
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研制的，最初是用于军事需要，但很快就发展成为一款商业化软件，并成为目前世界上最先进的网络仿真和开发工具之一。现在全球大约有2700个OPNET用户，涉及企业、军事、教育、银行、保险等多个领域，被第三方权威机构评为“世界级网络仿真软件第一名”。作为商业软件的OPNET价格非常昂贵，但它也提供了专门用于教育和科研的免费版本，如OPNET IT Guru。 OPNET支持面向对象的建模方式，并提供图形化的编辑界面，更便于用户使用；采用离散事件驱动的模拟机理，使计算效率得到了很大提高；将基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，大大加快了仿真速度，而且可以得到更加细节化的模拟结果；在物件拼盘中，包含了详尽的模型库：路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备等，还有其它厂商的配备，使OPNET在新网络项目的设计以及对现有网络的分析方面都有卓越表现；它为通信协议和路由算法的研究提供了与真实网络相同的环境。此外，功能完善的结果分析器为网络性能的分析提供了有效而又直观的工具；提供了多种业务模拟方式；具有丰富的收集分析统计量，查看动画和调试等功能；它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数，能够方便地编制和输出仿真报告。 目前OPNET的应用在国内还处于起步阶段，因此OPNET具有很大的研究和应用价值。 2.2 OPNET仿真关键技术 2.2.1 层次化建模技术
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《网络仿真与模拟》实验教学大纲
《网络仿真与模拟》实验教学大纲 课程编号：404821036 课程类别：专业选修课 实验学时：16学时 学分：2 适用专业：网络工程 一、实验教学目的和任务 现代通信网络飞速发展，网络结构和规模日益复杂庞大，开展的网络业务也越来越丰富。如何以最小的代价组建性能优良的网络，以及快速而准确地从多种网络构建方案选出最优的一种，通过组建实际的网络进行测试是不经济的，当网络庞大时更是不可能实行的，而利用软件仿真却是一条经济的、可行的，而且有效的方法。通过仿真，不仅可以对现有网络进行优化设计和规划，还可以开展网络设备及网络协议的研究。通过实验教学，可以使学生更加深刻地掌握Opnet软件的应用方法以及组网工程的核心技术。 实验教学的任务是：掌握主流网络仿真软件OPNET基本使用方法，包括仿真环境和仿真过程，重点掌握以太网和无线网络的仿真技术，并且在仿真环境下进行关于TCP/IP协议、A TM 协议、MPLS协议和无线局域网协议的网络通信实验。把学生培养成具有雄厚理论基础，又有熟练动手能力的高级复合型人才，为以后能顺利从事网络工程建设或科学研究打下坚实基础。 二、实验教学基本要求 本课程是一门实践性很强的专业课，只有通过深入细致的实验，才能使学生深刻掌握Opnet仿真软件的安装方法和基本应用方法。因此要求学生积极参与Opnet软件的学习与网络建模，学会分析仿真数据，从中找出网络故障的原因并提出合理的解决方案，还要学会利用VC++联调仿真过程中出现的错误，以及利用现有模块和自主编程优化网络建模方案。 三、实验教学内容 实验分为验证性实验和设计性实验两个部分，其中实验一为验证性实验，其余为设计性实验，每次上实验课时需要调试出一个结果给老师检查，并在课后提交实验报告；在进行设计性实验之前，需要先行准备好设计资料并进行小组讨论，以4-6人为一组，在上实验课时提交初步的设计方案供老师评阅指导，并在课后上交一份完整的设计报告。 实验一 Opnet基础应用方法 1、实验目的及要求
opnet网络仿真--小型星型网络的设计
郑州轻工业学院 Internet网高级技术课程设计任务书 题目opnet网络仿真--小型星型网络的设计 专业学号姓名 主要内容： 设计一个小型星形网络的拓扑结构，然后根据该拓扑结构在opnet 网络仿真平台上模拟仿真出星形网络，并查看其的运行情况。可以适当地增加网络服务和子网，然后对比一下网络的运行情况。分析和总结一下该网络拓扑结构的性能。 基本要求： 在opnet 网络仿真平台上实现下列要求: 配置一个小型的星形网络要求 1. 所有网络设备都与同一台交换机连接；2. 整个网络没有性能瓶颈；3. 要有一定的可扩展余地。 参考文献： 《OPENT网络仿真》陈敏 . 清华大学出版社.2004.4.1 完成期限：2010年7月2日 指导教师签名： 专业负责人签名： 页脚内容1
2010年7 月 2 日 页脚内容2
目录 1.建立网络拓扑结构 (4) 2.收集统计量 (14) 3.保存项目 (15) 4.运行仿真 (15) 5.查看结果 (18) 6.复制场景并扩展网络 (20) 7.再次运行 (22) 8.比较结果 (23) 9.再次复制场景 (25) 10.运行结果分析 (28) 11.总结 (28) 12.参考文献： (28) 页脚内容3
opnet网络仿真—小型星形网络的设计 运行OPNET Modeler网络仿真，配置一个简单的网络 1.建立网络拓扑结构 要创建一个新的网络模型，首先需要创建一个新的项目和一个新的场景。采用开始建立向导（Startup Wizard）来建立一个新的项目和一个新的场景。开始建立向导有以下几个步骤： （1）选择网络拓扑类型。 （2）设定网络的范围和大小。 （3）设定网络背景图。 （4）选择对象模型家族。 开始建立一个场景步骤如下： （1）打开Modeler。 （2）从File菜单中选择New...。 （3）从弹出的下拉菜单中选择Project 并单击OK。 (4)项目和场景选择默认的project1和scenario1 页脚内容4
opnet实验报告范例
opnet实验报告范例 Example of OPNET experiment report 编订：JinTai College
opnet实验报告范例 小泰温馨提示：实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报。本文档根据实验报告内容要求展开说明，具有实践指导意义，便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 OPNet仿真实验报告 第一章实验任务 –设置一个仿真场景，假设PC有N台，服务器有M台，交换机和路由器根据N值进行配置 –当N=30，60，90和M=1时，设置仿真场景，配置连接设备，服务器配置FTP、TELNET、WWW、SNMP等服务，给出N不同取值时： 1）整个网络平均延迟对比曲线图 2）服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3）服务器CPU负载变化对比曲线图 –当N=90，M分别取值1和2时，设置仿真场景，配置连接设备，服务器配置同上，给出M不同取值时：
1）整个网络平均延迟对比曲线图 2）服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3）服务器CPU负载变化对比曲线图。 RIP协议的OPNET仿真分析 第二章 OPNET网络建模及仿真方法 2.1 OPNET简介 OPNET是1986年由美国MIL3 Inc．（现在为OPNET Technologies Inc.）研制的，最初是用于军事需要，但很快就发展成为一款商业化软件，并成为目前世界上最先进的网络仿真和开发工具之一。现在全球大约有2700个OPNET用户，涉及企业、军事、教育、银行、保险等多个领域，被第三方权威机构评为“世界级网络仿真软件第一名”。作为商业软件的OPNET价格非常昂贵，但它也提供了专门用于教育和科研的免费版本，如OPNET IT Guru。 OPNET支持面向对象的建模方式，并提供图形化的编辑界面，更便于用户使用；采用离散事件驱动的模拟机理，使计算效率得到了很大提高；将基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，大大加快了仿真速度，而且可以得到更加
opnet实验报告范例【精品】
OP 仿真实验报告 第一章实验任务 1.1 实验一 –设置一个仿真场景，假设PC有N台，服务器有M台，交换机和路由器根据N值进行配置 –当N=30，60，90和M=1时，设置仿真场景，配置连接设备，服务器配置FTP、TEL 、等服务，给出N不同取值时： 1）整个络平均延迟对比曲线图 2）服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3）服务器CPU负载变化对比曲线图 –当N=90，M分别取值1和2时，设置仿真场景，配置连接设备，服务器配置同上，给出M不同取值时： 1）整个络平均延迟对比曲线图 2）服务器与交换机链路的平均吞吐量对比曲线图 3）服务器CPU负载变化对比曲线图。 1.2 实验二 RIP协议的OP 仿真分析 第二章 OP 络建模及仿真方法 2.1 OP 简介 OP 是 6年由美国MIL3 Inc．(现在为OP Technologies Inc.)研制的，最初是用于军事需要，但很快就发展成为一款商业化软件，并成为目前世界上最先进的络仿真和开发工具之一。现在全球大约有2700个OP 用户，涉及企业、军事、教育、银行、保险等多个领域，被第三方权威机构评为“世界级络仿真软件第一名”。作为商业软件的OP 价格非常昂贵，但它也提供了专门用于教育和科研的版本，如OP IT Guru。 OP 支持面向对象的建模方式，并提供图形化的编辑界面，更便于用户使用；采用离散事件驱动的模拟机理，使计算效率得到了很大提高；将基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，大大加快了仿真速度，而且可以得到更加细节化的模拟结果；在物件拼盘
中，包含了详尽的模型库：路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备等，还有其它厂商的配备，使OP 在新络项目的设计以及对现有络的分析方面都有卓越表现；它为通信协议和路由算法的研究提供了与真实络相同的环境。此外，功能完善的结果分析器为络性能的分析提供了有效而又直观的工具；提供了多种业务模拟方式；具有丰富的收集分析统计量，查看动画和调试等功能；它可以直接收集常用的各个络层次的性能统计参数，能够方便地编制和输出仿真报告。 目前OP 的应用在国内还处于起步阶段，因此OP 具有很大的研究和应用价值。 2.2 OP 仿真关键技术 2.2.1 层次化建模技术 0P 采用层次化的建模技术，提供了三层建模机制：络模型、结点型和进程模型。络模型为最上层，由可以嵌套的子、通讯节点和在节点间进行通信的链路组成，在这一层完成络拓扑和模型配置；进程模型是最底层，用有限状态机(FSM)来描述各个状态和状态间转移关系，进程模型是通信协议功能模拟以及与仿真有关的控制流行为实现的具体位置，其中FSM是用C语言描述的通信行为程序；结点模型定义结点的内部结构，由发信机模块、接收机模块、处理机模块、队列模块及包流、统计线等连接组成。通过0P 的络模型、结点模型和进程模型三层建模机制建立起来的模型和实际的络、设备、协议层次完全对应，全面反映了络的相关特性。络模型、结点模型和进程模型分别在相应的项目编辑器、结点编辑器和进程编辑器中完成。 本实验就是从第一个层次进行建模，从而完成仿真任务的。 2.2.2 离散事件仿真机制 0P 采用基于离散事件驱动的仿真机制。事件是指络状态的变化。络状态发生变化时，模拟机进行仿真，状态不发生变化的时间段，不进行仿真，即被跳过，因而仿真时间是离散的。每个仿真时间点上可以同时出现多个事件，事件的发生可以有疏密的区别。仿真中的各个模块之间通过事件中断方式传递事件信息。每当出现一个事件中断时都会触发一个描述络系统行为或者系统处理的进程模型的运行。通过离散事件驱动的仿真机制实现了在进程级描述通信的并发性和顺序性，再加上事件发生时刻的任意性，决定了可以仿真计算机和通信络中的任何情况下的络状态和行为。 2.2.3 仿真调度机制 在OP 中使用基于事件列表的调度机制，合理安排调度事件，以便执行合理的进程来仿真络系统的行为。调度的完成通过仿真软件的仿真核和仿真工具模块以及模型模块来实现。事件列表的调度机制具体描述如下： 1．每个OP 仿真都维持一个单独的全局时间表，其中的每个项目和执行都受到全局仿真时钟的控制，仿真中以时间顺序调度事件列表中的事件，需要先执行的事件位于表的头部。当一个事件执行后将从事件列表中该事件。
髙网实验三实验报告
共享式以太网与交换式以太网的性能比较（OPNET仿真） 一实验目的 比较共享式以太网和交换式以太网在不同网络规模下的性能。 二实验方法 按照“OPNET实验指导”中的Lab1和Lab2的要求，完成小规模及中等规模两种场景下共享式以太网与交换式以太网的性能比较实验，使用网络模拟软件OPNET得到相应的模拟数据。并通过分析实验数据，对两种场景下的以太网性能进行比较。 三实验内容一: 小规模场景下共享式以太网与交换式以太网的性能比较（一）实验设置 以一个小型以太网为模型，该模型采用星形拓扑结构，该网络中有 5 台工作主机(workstation)，一台服务器（server），主机通过集线器与服务器相连，采用10BaseT连接。 要观察的数据有对于HTTP协议的：客户端的发送（Traffic Sent），接收（Traffic Recieved ），响应时间(Object Response Time), 用户取消连接的状态(User Cancelled Connection). 服务器的发送时间（Traffic Sent），接受请求的次数(Load)。对于传输层的TCP协议有：连接终止(Connection Aborts)，延时(Delay)和重传的次数(Retransmission Count)。具体实验步骤为： 1.启动OPNET建立新的工程和场景: 在场景中设置5个工作主机和一个服务器，使用集线器和交换机分别将他们连接起 来，分别实现两个网络拓扑见图1，2：
图2 2.要观察的数据 进行性能分析时，需要在模拟器运行时记录统计数据。可以选择“DES”菜单下的“Choose Individual Statistics”选项进行设置图3，
网络仿真与模拟验教案
《网络仿真与模拟》 实验教案 授课教师： 适用专业： 使用班级： 授课时间： 授课学时： 使用教材：《OPNET Modeler网络建模与仿真》 李馨主编 西安电子科技大学出版社，2008 实验指导书：《OPNET Modeler网络建模与仿真》 李馨主编 西安电子科技大学出版社，2008湖北理工学院计算机学院
实验安排表
实验项目一： Opnet基础应用方法 一、实验目的及要求： （1）掌握Opent中各编辑器的应用方法 （2）掌握Opnet探针的使用方法 （3）掌握Opnet仿真数据的分析与显示 （4）掌握Opnet错误的调试方法。 二、实验任务 （1）学习Opnet工程与场景的建立方法 （2）学习并掌握节点编辑器，进程编辑器等使用方法 （3）学习并掌握ODB错误调试方法 三、实验步骤 （1）自定义若干个通信节点，包括数据发送节点，数据排队节点，数据转发节点，数据接收节点，为这些节点设置数据发生器（泊松分布型）和接收器算法（自动销毁型）（2）自定义一种单向通信链路，数据率为9600Kb/s，串行发送模式，自由随机丢包处理机制，无背景噪声 （3）利用世界地图，从中国北京到英国伦敦，美国纽约，日本东京之间分别建立三条通信线路，中国北京为数据发送节点 （4）在三条通信线路上设置数据探针，学习仿真操作的基本过程，收集数据传输波型图以及链路延迟并加以比较 （5）在上述实验成功的基础上，让学生自由地对仿真模型做进一步的深化设计，使之掌握更多的Opnet应用技巧。 四、学时分配： 4学时 五、实验重点、难点 （1）通信节点的属性设置 （2）数据探针的设置 六、操作要点 1. 地图运用 2. 节点行为的设置 七、注意事项 为了提高使用实验速度，以小组合作的方式进行设计
通信网络仿真
目录 1 绪论 1.1 设计的背景 目前，现代通信网络的仿真，智能化网络规划、优化以及管理成为通信领域的热点问题。OPNET这一网络仿真工具为解决通信网络（包括固定网络、移动网络和卫星网络）仿真和优化以及网络高效的管理提供了整套解决方案，是网络仿真分析领域出类拔萃的软件。 包交换兼有电路交换和报文交换的优点，如包交换比电路交换的线路利用率高、比报文交换的传输时延小交互性好等，使得包交换网络在数据通信领域有着广泛的应用。 国外，网络仿真方面的研究已有二十多年的历史，覆盖各个领域。而国内数据通信网络仿真起步较晚，但近几年发展迅猛。 在包交换网络仿真方面，利用OPNET Modeler平台进行的仿真测试对包交换网络性能的进一步提高起到显著的作用。 在复杂多样的SME网络应用方面，相关研究缺乏，既使是已解决的部分技术项目，仍有进一步深入研究的必要。因而，研究包交换网络中OPNET的仿真应用是一个富有挑战性的课题。 1.2 设计的目的及意义 本课程设计主要研究SME包交换网络中OPNET的仿真应用，即借助OPNET仿真平台来研究包交换网络的性能。 本文中将主要解决如何使用现代化网络仿真工具进行SME包交换网络的性能分析，并在分析的基础处，能找出现有网络存在的不足，从而设计出更适合SME包交换网络的方案。 在学习通信网的基础上，学习通信网仿真方面的专业软件，对进一步掌握通信网络的性能有实践意义。掌握使用OPNET软件对以后的毕业设计及毕业后从事网络设计领域的工作有很大的帮助。 1.3 设计的基本思路及文章组织 本文在OPNET网络仿真平台上，首先对一个简单的SME包交换网络进行性能分析，然后对现有的网络进行升级扩展、引入新业务并进行可行性分析。在此基础上提出适合SME包交换网络的设计方案。
OPNET Go-back-N ARQ仿真
OPNET Go-back-N ARQ仿真 学习OPNET仿真软件有很长一段时间了，我们将从这个简单的ARQ 机制开始自行搭建整个仿真平台，希望通过这一过程达到对该软件的比较深入的了解。 一.GoBackN原理 二. 传统自动重传请求分成为三种，即停等式 (stop-and-wait）ARQ，回退n帧（go-back-n）ARQ，以及选择性重传（selective repeat）ARQ。后两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合，由于窗口尺寸开到足够大时，帧在线路上可以连续地流动，因此又称其为连续ARQ协议。三者的区别在于对于出错的数据报文的处理机制不同。三种ARQ协议中，复杂性递增，效率也递增。除了传统的ARQ，还有混合ARQ（Hybrid-ARQ）。 三.停等式ARQ 四. 在停等式ARQ中，数据报文发送完成之后，发送方等 待接收方的状态报告，如果状态报告报文发送成功，发送后续的数据报文，否则重传该报文。 五. 停等式ARQ，发送窗口和接收窗口大小均为1，发送方 每发送一帧之后就必须停下来等待接收方的确认返回，仅当接
收方确认正确接收后再继续发送下一帧。该方法所需要的缓冲存储空间最小，缺点是信道效率很低。 六.回退n帧的ARQ 七. 在回退n帧的ARQ中，当发送方接收到接收方的状态 报告指示报文出错后，发送方将重传过去的n个报文。 八. 回退N，发送窗口大于1，接收窗口等于1。允许发送 方可以连续发送信息帧，但是，一旦某帧发生错误，必须重新发送该帧及其后的n帧。这种方式提高了信道的利用率，但允许已发送有待于确认的帧越多，可能要退回来重发的帧也越多。 九.选择性重传ARQ 十. 在选择性重传ARQ中，当发送方接收到接收方的状态 报告指示报文出错，发送方只发送传送发生错误的报文。 十一. 选择重传协议，发送窗口和接收窗口都大于1。发送方仅重新传输发生错误的帧，并缓存错误帧之后发送的帧。与回退N相比，减少了出错帧之后正确的帧都要重传的开销。 十二.混合ARQ 十三.在混合ARQ中，数据报文传送到接收方之后，即使出错也不会被丢弃。接收方指示发送方重传出错报文的部分或者
OPNet仿真实验报告网络仿真课程
南京理工大学计算机学院OPNET仿真实验报告 课程名称：VV网络仿真技术>> 班级：网工二班 学号：913106840414 姓名：陈子州 ________ 指导教师： ________ 濮存来 ________
1.0PNET仿真过程1.1 建立网络拓扑结构 要创建一个新的网络模型，首先需要创建一个新的项目 (Project) 和一个新的场景( Scenarios)。 首先创建30台PC机的场景：1_first_30。 (1) 打开OPNET Modeler 10.0。 (2) 从File 菜单中选择New...。 (3) 从弹出的下拉菜单中选择Project 并单击OK 按钮。 (4) 将项目命名为1_sim_network，场景命名为1_first_30。 (5) 单击OK 按钮。 按照向导创建网络拓扑图。 首先选择一个空的项目Create Empty Seenarios然后选择办公网络Office,然后确定网络的大小100m x 100m，然后选择OPNET自带的对象模型家族种类，将Sm_Int_Model_List设为Yes最后确认场景，单击O& (6) 使用快速拓扑配置,一次性创建规则的拓扑结构,从Topology 菜单中选择Rapid Configuration。 (7) 从配置下拉列表中选择Star,单击OK。之后为该星形拓扑网络指定节点模型和链路模型。即Cen ter Node Mode设为3Com公司的交换机3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_gePeriphery Node Model 设为Sm」nt_wkstn; Link Model设为10BaseT其中数量设为30。再合理设 置位置和半径，单击OK。 这样项目编辑窗口中会出现包含有一台交换机和30台PC结点的网络拓扑图。 下面对上述该星形网络拓扑结构进行扩展。 (8) 添加服务器。打开对象面板，找到Sm_Int_server 对象，并将 它放置在工作空间中。单击右键，结束节点放置。 接下来，需要连接服务器和星型网络： (9) 在对象模板中找到10BaseT 链路对象。在服务器上单击鼠标左键，移动光标，再单击星型网络的中心节点。这时出现连接两个节点对象的链路。单击鼠标右键结束链路创建。 最后需要为网络配置业务，包括应用定义(Application definition) 和业务规格定义(Profile definition)。 (10) 在对象模板中找到Sm_Application_Config 对象并将其放置在工作空间中。单击右键，光标重新移到对象模板中，单击 Sm_Profile_Config并将其放置在工作空间中，单击右键。模板中应
《无线传感网》课程教学大纲
《无线传感网》课程教学大纲 课程编号：0806708066 课程名称：无线传感网 英文名称：Wireless Sensor Network 课程类型：专业课 总学时：48 讲课学时：32 实验学时：16 学分：3 适用对象：信息工程、通信工程或相关专业的本科生 先修课程：高级语言程序设计、微机原理及接口技术、计算机通信网。 一、课程性质、目的和任务 本课程是通信工程、信息工程或相关专业的专业课程。无线传感器网络是集传感器技术、微电机技术、现代网络和无线通信技术于一体的综合信息处理平台，具有广泛的应用前景，是计算机信息领域最活跃的研究热点之一。通过本课程的学习，要求学生掌握无线传感器网络的体系结构和网络管理技术，着重掌握无线传感器网络的通信协议，了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等几大支撑技术，为在基于无线传感器网络的系统开发和应用中，深入利用关键技术，设计优质的应用系统打下基础。 二、教学基本要求 本课程要求学习了解无线传感器网络的体系结构和网络管理技术，掌握无线传感器网络中的物理层协议、MAC协议、路由协议、拓扑控制协议以及无线网络协议IEEE802.15.4等通信协议，了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等几大支撑技术，掌握基于无线传感器网络的智能应用的基本设计方法，掌握其软硬件开发平台和仿真环境的使用。 希望通过本课程的学习，加深对无线传感器网络的理解，为进一步研究和从事无线传感器网络应用开发和工程实践提供良好的基础和参考。 三、教学内容及要求 第一部分课程概述 1．无线传感器网络(WSN)概述，主要内容：环境智能的远景，WSN应用实例，WSN 应用类型，无线传感器网络的挑战，传感器网络的特点，无线传感器网络的关键技术。 目的与要求：了解环境智能的远景和WSN应用实例及WSN应用类型，了解无线传感器网络的挑战，掌握传感器网络的特点，了解无线传感器网络的关键技术。 第二部分体系结构 WSN的体系结构，主要内容： 2．WSN节点(无线传感网节点，WSNode)架构，含WSNode的硬件组件、WSNode 的能量消耗、WSNode的操作系统和执行环境、WSNode的一些实例； 3．WSN网络架构，含传感器网络方案、网络架构优化的目标和关键参数、WSN的设计原则、WSN的服务接口和WSN中的网关的概念。
基于OPNET的拓扑结构的建模与仿真
基于OPENNET的拓扑结构的建模与仿真 一、实验目的 opnet的拓扑结构的建模与仿真 二、实验要求 1.采用opnet构建网络拓扑 2.采用opnet分析网络的性能 3.设备及材料 操作系统：Windows 2003/XP主机 网络模拟器：OPNET 三、实验内容 3.1概述 1）版本：OPNET 14.0 2）OPNET i）OPNET历史和现状 NET公司起源于MIT（麻省理工学院），成立于1986年。1987年OPNET公司发布了其第一个商业化的网络性能仿真软件，提供了具有重要意义的网络性能优化工具，使得具有预测性的网络性能管理和仿真成为可能。 对于网络的设计和管理，一般分为3个阶段： 第1阶段为设计阶段：包括网络拓扑结构的设计，协议的设计和配置以及网络中设备的设计和选择； 第2阶段为发布阶段：设计出的网络能够具有一定性能，如吞吐率、响应时 间等等。 第3阶段为实际运营中的故障诊断、排错和升级优化。 OPNET公司的整个产品线正好能面向网络研发的不同阶段，即可以作网络的设计，也可以作为发布网络性能的依据，还可以作为已投入运营的网络的优化和故障诊断工具。OPNET公司也是当前业界智能化网络管理分析解决方案的主要提
供商。 ii) OPNET Modeler介绍 Modeler主要面向研发，其宗旨是为了―Accelerating Network R&D（加速网络研发）。Modeler的主要特征： 次化的网络模型。使用无限嵌套的子网来建立复杂的网络拓扑结构。 简单明了的建模方法。Modeler建模过程分为3个层次：进程（process）层次、节点（Node）层次以及网络（Network）层次。在进程层次模拟单个对象的行为，在节点层次中将其互连成设备，在网络层次中将这些设备互连组成网络。几个不同的网络场景组成―项目‖，用以比较不同的设计方案。这也是Modeler建模的重要机制，这种机制有利于项目的管理和分工。 有限状态机。在进程层次使用有限状态机来对协议和其他进程进行建模。在有限状态机的状态和转移条件中使用C/C++语言对任何进程进行模拟。用户可以随心所欲地控制仿真的详细程度。有限状态机加上标准的C/C++以及OPNET本身提供的400多个库函数构成了Modeler编程的核心。OPNET称这个集合为Proto C 语言。 对协议编程的全面支持。支持400多个库函数以及书写风格简洁的协议模型。OPNET已经提供了众多协议，因此对于很多协议，无需进行额外的编程。 系统的完全开放性。Modeler中源码全部开放，用户可以根据自己的需要对源码进行添加和修改。 高效的仿真引擎。使用Modeler进行开发的仿真平台，使仿真的效率相当高。 集成的分析工具。Modeler仿真结果的显示界面十分友好，可以轻松刻 画和分析各种类型的曲线，也可将曲线数据导出到电子表格中。 动画。Modeler可以在仿真中或仿真后显示模型行为的动画，使得仿真平台具有很好的演示效果。 集成调试器。快速地验证仿真或发现仿真中存在的问题，OPNET本身有自己的调试工具——OPNET Debugger（ODB）。 源代码调试。方便地调试由OPNET生成的C/C++源代码。
物联网工程组网技术实验报告汇总详解
物联网工程组网技术 实验报告 专业 班级 姓名 学号 课程物联网工程组网技术 指导教师
实验一：OPNET环境安装 一、实验目的： 搭建环境，为OPNET仿真做基础 二、实验内容： 1.安装VC6.0后环境变量的设置方法，可以在“计算机-属性－高级系统设置－高级－环境变量”中进行设置。 INCLUDE=C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\atl\include; C\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\mfc\include; C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\include; LIB=C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\mfc\lib; C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\lib; MSDevDir=C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98; Path=C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\Tools\Windows NT; C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98\bin; C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\Tools; C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\bin; 直到可以在命令行正常运行cl, link等命令为准。