OPNET Modeler 常用编辑器的综合运用举例
文章目录
- 一、创建进程模型
- 二、创建节点模型
- 三、创建网络模型
- 四、配置及仿真
- 总结
OPNET Modeler 常用编辑器主要有项目编辑器、节点模型编辑器和进程模型编辑器。下面举一个例子来介绍这几种常用编辑器的使用。
在仿真开始时，进程模型被首次调用，进入Initialization状态。在初始化后（将包计数器设置为0），将转移到Idle状态等待第一个包到达，当一个包到达时，进程模型被再次激活并且转移到Arrival状态。Arrival状态将包计数器变量加1，并将包销毁，然后又立即回到Idle状态等待下一个包的到达，可以画出如下图所示的草图。
接下来就从小到大依次创建各个模型，即进程模型——>节点模型——>网络模型，这也是自定义模型网络建模的次序。
一、创建进程模型
打开OPNET软件，在File——>New，弹出的框中选择 Process Model，点击OK按钮创建。
创建完成后的进程模型如下图所示。
在创建进程模型时，有几个需要注意的点：
①创建的第一个状态自动被OPNET标识为初始状态，也就是带黑色大箭头的这一个状态；
②选中放置的状态，右键Set Name就可以更改状态的名称；
③绿色的状态为强制状态(也称非停留态)，转移到绿色状态将依次执行入口执行代码和出口执行代码，然后立即转移到其他状态。红色的状态为非强制状态，一个新创建的状态默认为红色状态，转移到该状态时，执行完入口执行代码后，模块将程序的控制权转回仿真核心，模块在此停滞，等待下一个事件到达激活模块。右键红色的状态，在弹出的菜单中选择 Make State Forced 可将非强制状态转化为强制状态(即红转绿)，右键绿色的状态，在弹出的菜单中选择 Make State Unforced 可将强制状态转化为非强制状态(即绿转红)。
④选中创建转移按钮在各个状态间进行连线，需要圆滑的就需要在两点之间再点击一次放置一点。无条件转移的是实线，有条件转移的是虚线，虚线旁边的条件即属性，单击选中需要条件转移的线，在线上右键选择 Edit Attributes 设置其转移条件，如下图所示。
⑤给idle连接一个自身转移线，将其condition属性设置为default。当仿真运行时，仿真核心将处在事件列表队首的事件变成中断，并将它发送至合适的模块，假设进程模型接收中断，并且处在idle状态，如果 ARRIVAL条件满足，则顺利转移到arrival状态，但是进程模型也可能收到异常中断，ARRIVAL条件不能满足，这时如果没有其他满足条件的转移，模块将找不到目的状态而出错，default 这个默认转移就是起着最后一道防线的作用。
⑥定义一些条件和变量。
点击HB按钮定义宏。
输入代码如下并保存文件。
#define ARRIVAL (op_intrpt_type () == OPC_INTRPT_STRM)
在OPNET中，经常使用宏来替换复杂的转移条件和状态转移执行代码，这样可以使有限状态图看起来简洁明了。
当中断到达模块时，仿真核心调用 op_intrpt_type() 函数，将其返回值与 OPNET 常量 OPC_INTRPT_STRM 相比较，如果值相等说明这个中断是由于包到达引起的，这时 ARRIVAL 条件满足。
接下来需要申明两个状态变量，一个用来存储包计数器的值，另一个是用来将计数器的值写入统计量的句柄。
点击SV按钮进行状态变量的设置，如下图所示。
在Interfaces——>Local Statistics下新建一个本地统计量，并添加说明，如下图所示。
接下来创建各状态的执行代码。
对于强制状态，入口执行代码和出口执行代码的执行是连贯的，因此一般将强制状态的程序都放在其入口执行代码中。
双击init状态的上半部分，在其入口执行代码文件中写入下面代码。
pk_count = 0;
pk_cnt_stathandle = op_stat_reg ("packet count", OPC_STAT_INDEX_NONE, OPC_STAT_LOCAL);
第一句代码是将包计数器的值置为 0，第二句代码注册申明的统计量，得到与它关联的统计量句柄 pk_cnt_stathandle，这里会用到核心函数 op_stat_reg()。
双击arrival状态的上半部分，在其入口执行代码文件中写入下面代码。
pk_count = pk_count + 1;
op_pk_destroy (op_pk_get (op_intrpt_strm()));
op_stat_write(pk_cnt_stathandle, pk_count);
第一句代码是将包计数器的值加1。第二句代码中，首先决定中断来自哪个包流 op_intrpt_strm()，它返回该包流的索引号，接着根据这个索引号得到包op_pk_get()，它返回一个指向包数据结构的指针，最后将这个包指针指向的内存块释放，即将包销毁op_pk_destroy()。第三句代码将当前的计数器值通过核心函数 op_stat_write() 写入状态统计句柄 pk_cnt_stathandle。
在Interfaces——>Process Interfaces下按下图所示的进行设置。
begsim intrpt 是仿真开始中断；endsim intrpt 是仿真结束中断。
在各个过程模型的过程接口有一些属性：如 begsim intrpt、endsim intrpt、failure intrpt、regular intrpt 等，在设计模块时，这些属性的设置很关键，其是 begsim intrpt 的设置，其影响 init 的状态的 Enter 代码何时执行，如果是 enabled，那么仿真一开始，即仿真0时刻，可以对 process 进行初始化，process 被触发后，即执行 init 的 Enter 代码。如果是 disabled 的话，就不会被 kernel 触发。如果仿真结束时需要进行一些工作（如变量的收集，内存的释放等)，则需要 enable endsim intrpt。regular intrpt 可用来做定时器，在process interface 设定了 intrpt interval 之后，仿真核心每隔该时间量触发一次 regular 中断。
进程模型的设置到此结束，点击编译进程模型按钮(工具栏最后一个按钮)，弹出如下框，说明编译没有问题。
在编译时，会先让你保存该进程模型，将其命名为 packet_count。
二、创建节点模型
接下来创建节点模型。
在File——>New，弹出的框中选择 Node Model，点击OK按钮创建。
创建完成后的节点模型如下图所示。
节点模型的创建只用到了创建进程工具按钮和创建包流的按钮。
对三个模块的属性进行设置，src1的属性设置如下图所示。
count的属性设置如下图所示，注意这里的进程模型选择前面创建的进程模型packet_count。
src2的属性设置如下图所示，包延迟时间这里右击将其设置为 promoted。
两个包生成器同时向count模块发送包。第一个包生成器以每秒一个包的速度发送，而第二个包生成器以可变的速率发送，需要为第二个包生成器的 Packet Interarrival Time属性指定一个分布函数来达到这个效果。前面之所以提升这个属性，是因为我们希望在节点级能够对该属性进行调节， 这样给用户带来方便，但是这个属性却是属于进程级的，通过提升可以使该属性在节点级也能够设置。提升后，在节点模型中还可以对它重命名。
以上工作完成后保存节点模型，命名依然是packet_count，如下图所示。
进程模型和节点模型可以同名，它们之间不会混淆，因为文件的后缀不同，进程模型后缀是*.pr.m，节点模型后缀是 *.nd.m，如下图。
在Interfaces——>Node Statistics下把 packet count 统计量添加进来，操作步骤如下图所示。
添加成功后如下图，点击OK即可。
三、创建网络模型
在File——>New，弹出的框中选择 Project，设置项目名称为packet_count，场景名称为constant，如下图所示，点击OK。
在弹出的启动向导对话框中点击 Quit 跳过后续步骤。
接下来打开对象面板，搜索packet_count节点，将其放置到工作空间中，关闭对象面板。
右击放置的节点，选择Choose Individual DES Statistics，然后勾选下面几个选项，点击OK。
接下来需要指定节点模型中第二包生成器的Packet Interarrival Time属性，在节点模型上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择Edit Attributes，选择 src2.Packet Interarrival Time 的分布函数对话框，设置如下图。
勾选DES下的动画功能，这样仿真后就可以查看动画效果了。
四、配置及仿真
仿真前先配置repositories，在Edit——>Preferences下搜索repositories，确保其为空，若不空，则删除掉，否则后续仿真可能会出错。
设置仿真参数如下图所示。
这里的仿真内核选择了Optimized 是为了加快仿真速度不产生 ODB(OPNET Debugger) 调试信息，如果需要 ODB 调试信息，这里的仿真内核要选择为 Development，并在左侧的 Execution下选择 OPNET Debugger ，右侧的勾选框选择，如果是Optimized 仿真内核，则会提示 ODB 不可用，如下图所示。
点击Run，如果没有错误即可完成仿真，如下图所示。
右击节点，选择View Results，勾选 packet count 即可看到最终绘制的曲线，如下图所示。
在DES下选择Play 2D Animation就可以查看发送包流的动画了！
随时间变化的曲线动画如下。
包流动画如下所示。
接下来在Scenarios——>Duplicate Scenario…复制一个场景，将其命名为exponential，如下图所示。
编辑节点的属性，选择 src2.Packet Interarrival Time 的分布函数对话框，设置如下图。
可以一次运行两个仿真，在Scenarios菜单下选择Manage Scenarios，按下图所示的设置。
点击OK进行仿真，仿真完成后如下图所示。
接下来查看将 src2.Packet Interarrival Time 设为指数分布函数的曲线图。
图中的曲线表明包计数器的值随着仿真时间变化的规律。可以看出包的总数随着仿真时间的推移单调递增，曲线中的毛刺是由于包突发到达（服从指数分布函数规律）引起的。而曲线的斜率，即包的吞吐量和包生成速率相符，可以通过计算来验证。两个包生成模块，平均每秒生成1个包，仿真100秒，实际产生包的时间间隔为90秒，则包计数进程模块收到的包个数大概为180。
点击Show按钮后，又弹出单独的一个窗口，用鼠标选中某一块范围就可以将其放大观看，如下图所示。
在这个单独的窗口中，右击曲线可以设置曲线的颜色，加网格，让线性的呈离散显示等操作，如下图所示。
右击曲线外部可以设置面板的显示特性，比如刻度以秒计，图标样式等属性，如下图所示。
可以将不同函数的放在一起显示，如下图所示。
或者在一幅图中画出两条曲线，如下图所示。
仿真过程中遇到下图所示的错误可以参考文章：OPNET出现LINK:fatal error LNK1181:无法打开输入文件的解决办法。
错误一：
错误二：
总结
以上就是 OPNET Modeler 常用编辑器的综合运用举例的所有内容了，希望本文对你学习 OPNET Modeler 软件有一定的帮助！
本文参考书目：OPNET 网络仿真/陈敏编著. - 北京：清华大学出版社，2004