OPNET网络仿真分析-1.1.3、OPNET Modeler

版权声明：本书为作者版权所有，仅用于学习，请勿商用

OPENT网络仿真分析 （作者：栾鹏、陈玓玏）

OPNET网络仿真分析-目录
OPNET网络仿真分析-电子版

1.1.3、OPNET Modeler

1.1.3.1、OPNET Modeler主要功能

OPNET Modeler 是当前业界领先的网络技术开发环境，可以以无与伦比的灵活性用于设计和研究通信网络，设备，协议和应用。Modeler 为开发人员提供了建模，仿真以及分析的集成环境，大大减轻了编程以及数据分析的工作量。Modeler被世界各大公司和组织用来加速研发过程。

Modeler 的面向对象的建模方法和图形化的编辑器反映了实际网络和网络组件的结构，因此实际的系统可以直观的映射到模型中。Modeler支持所有网络类型和技术，能够使您自信的回答任何困难的问题。
使用Modeler，将可以给用户带来如下利益：

• 提升网络研发的成果：Modeler提供的各种专门的编辑器，以及分析工具和一些最新的模型，使得研发人员可以专注于项目中特定部分的开发，而不用浪费精力在一些没有必要的地方。
• 改善产品质量：Modeler提供测试实际产品的一个虚拟网络环境，可以有效的避免一些设计中的错误。
• 减小从研发到市场的时间：在完成实际产品之前作充分的验证，采用Modeler来向客户以及合作伙伴展示您的解决方案的价值。

如前所述，OPNET Modeler主要面向于研发，主要功能体现在以下四个方面：

• 设备的研发：一些设备制造商，如3com,Cisco等，在新的设备投入市场之前，需要将其模型放到OPNET的虚拟网络环境中进行验证。
• 协议的研发：用于开发用户需要的，或者下一代的通信协议，如IPV6，并且仿真其性能。
• 网络的研发：用于分析有线/无线设备组网以后的整体性能与特定参数。
• 业务的研发：开发新型的业务模式。

1.1.3.2、OPNET Modeler主要应用

虽然OPNET Modeler 的功能集中在以上四项，但是并不局限于以上。它可以很灵活的应用于各种网络（有线，无线，卫星以及混合网络）的仿真。 以下列出它的一些典型的应用示例：

• 建模并仿真不同业务类型和负荷下的不同网络技术，例如模拟不同战略网络的网络负荷。
• 新的路由算法，业务管理方案，通信网络协议和结构的开发和评价，以使其更稳固和有效。
• 网络基础结构的规划和设计。
• 在转到实验室的测试床之前，在一个灵活快速的原型环境中实现和调整新设计的网络协议。
• 通信网络的培训。
• 从网络中抓取网络信息，并且研究变更将如何影响网络性能。

模拟复杂的环境效应所带来的对性能的影响，如无线通信网络中的路径损耗，背景地形和干扰噪声。

• 评估在移动性，覆盖范围，吞吐量，发射频率，带宽，收发机的为止和天线增益方面性能和设计的平衡。
• 用于很多通信网络应用：
• LAN/WAN 技术
• 当前和未来的蜂窝技术
• 无线包消息业务
• 无线寻呼
• 战略战场通信网络
• 无线局域网技术
• 卫星通信
• MPLS 多协议标签交换
• 电路交换
• PNNI 专用网络节点接口
• IPv6

1.1.3.3、OPNET Modeler主要特点

Modeler主要面向研发，其主要特征为：

• 层次化的网络模型。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，因此造成一个进程中的代码只能顺序执行。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用于自定义仿真，用户可以对模型进行加密以保护自己的知识产权。
• 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。
• 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。
• 高可扩展性和高效率的仿真引擎。快速仿真引擎能对有线和无线模型进行快速运行仿真，比如，以比标准网络速度快得多的速度仿真一个地形环境下的上千个无线节点的动态应用和路由行为。
• 对无线链路，点对点链路和点对多点链路分别建模。链路行为是开放的，可编程的。精确定义了链路的时延，可用性，误比特率，和吞吐量等特性。使用增强TIREM模型，Longley-Rice模型和Free Space等传播模型库整合描述物理层特性和环境的共同影响。
• 最先进的建模平台，具有高度优化的串行和完全并行离散事件仿真，混合仿真和数值仿真，以及HLA和协同仿真技术。
• 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。同时具有3D显示的接口。
• 从文本文件,XML和流行的软件导入数据，比如Cisco，HP，NetScout，BMC，Concord，Sniffer，Infovista，MRTG，cflowd，tcpdump等。
• 为每一个设备提供了成本选项。可以将网络成本导出至报表。
• 丰富的模型库，提供了详细的协议模型和应用模型。其中包括多层应用，语音，TCP, IP, OSPF,BGP, EIGRP, RIP, RSVP, 帧中继, FDDI, 以太网,ATM,802.11 无线 局域网, MPLS, PNNI, DOCSIS, UMTS, IP Multicast, Circuit Switch, MANET, Mobile IP, IS-IS, 等等。以上模型都以开放源码的有限状态机形式给出。
• 丰富的网络模型库，标准模型库包含了数百个制造商的专有模型和通用模型，包括路由器，交换机，工作站和包生成器。使用“设备制造器”，您可以快速地创建属于 自己的设备模型，并且从局域网模型或者云图模型中汇聚流量。
• 地理和移动建模。对于无线小区，移动 Ad hoc 网络，无线局域网和卫星网络或者任何带有移动节点的网络都进行了建模。可以动态控制或者预定义每一个节点的移动轨迹。可以通过添加地图或者背景图片来增强可视效果。如果选择了地形建模模块(TMM)，就可以导入DTED或者USGS格式的数据，在仿真中考虑地形对无线传播的影响。
• 模型可以在不同操作系统和硬件体系结构的Windows NT,2000,XP 和UNIX之间透明共享(无需修改)。
• 方便的License管理，增强的浮动License系统能够通过Internet自动下载密钥，图形化的界面更利于license管理。

1.1.3.4、OPNET Modeler仿真步骤

1）创建项目工程
2）设置子网模型（Network）
配置网络拓扑->配置业务模型->设置节点属性->设置轨迹轨道->配置链路模型
3）设置节点模型（Node）
搭建节点内部模块连接->设置处理器队列模块->明确包交互流程->设置收发信机->设置统计中断
4）设置进程模型（Process）
配置进程属性->搭建状态转移图->编写方案代码
5）设置收集结果统计量（Statistics）
6）运行仿真（Simulation）
7）调试模块再次仿真（Re-simulation）
8）最后发布结果和拓扑报告（Report）

1.1.3.5、标准模型库

(1) 链路层技术如表1-1所示。

(2) 网络层协议如表1-2所示

(3) 路由协议如表1-3所示

(4) 物理层技术如表1-4所示

(5) 传输层协议如表1-5所示

(6) 应用层模型如表1-6所示

(7) 无线网络模块包含的协议如表1-7所示