1、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
2、 成 期 限： 2010 年 7 月 2 日 指 导 教 师 签 名 ： 专业负责人签名： 2010 年 7 月 2 日目录opnet 网络仿真 小型星形网络的设计 .31.建立网络拓扑结构 32.收集统计量 113.保存项目 124.运行仿真 125.查看结果 146.复制场景并扩展网络 157.再次运行 178.比较结果 189.再次复制场景 2010.运行结果分析 2311.总结 2312.参考文献： 23opnet 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。
3、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（5）单击 OK 按钮。这时出现开始向导，创建新的背景拓扑图，如图选定网络的范围，如图指定网络的大小，如图选择 OPNET 自带的对象模型家族种类，如图再
4、次确认环境设置，如图快速拓扑配置通过指定参数（节点模型和链路模型） ，一次性创建规则的拓扑结构： （6）从 Topology 菜单中选择 Rapid Configuration。 （7）从配置下拉列表中选择 Star，单击 OK.，如图 （8）选择中心节点模型为 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3。 这是 3Com 公司的交换机。（9）选择周边节点模型为 Sm_Int_wkstn，并设置节点个数为 30。（10）选择链路模型为 10BaseT （11）指定网络在工作空间中放置的位置： 设置中心的 X 和 Y 轴坐标为 500 和 300。 设置局域网的半径范围为
5、 200。 （12）设置好单击 OK 按钮，如图所示。项目编辑器中出现如图所示的网络拓扑。（13）打开对象模板 。（14）找到 Sm_Int_server 对象，并将它放置在工作空间中（15）单击右键，结束节点放置。 如果需要你可以多次单击鼠标左键，放置多个节点。 接下来，需要连接服务器和星型网络： （16）在对象模板中找到 10BaseT 链路对象。 （17）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。 （18）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（Pro
6、file definition） ，设置业务涉及的内容较复杂，本例程不作要求，因此模板中应用定义对象和业务规格定义对象的参数已经配置好（为 Light database 业务） ，只要将他们放置在工作空间中即可。 （19）在对象模板中找到 Sm_Application_Config 对象并将其放置在工作空间中。 （20）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，单击鼠标右键。 （21）关闭对象模板。这时得到如图下所示网络拓扑图：接下来，需要收集统计结果。 首先，打开节点模型编辑器和进程模型编辑器。每个网络对象（链路除外）都是一个节点模型
7、，它由一个或多个模块(Modules)组成，模块与模块之间通过包流(Packet streams)或状态线相连。而模块实际上为进程模型，它通过状态转移图(STD, State Transition Diagram)来描述模块的行为。 现在让我们来看看第一层网络服务器的结构： （22）在项目编辑器中鼠标双击 node_31(服务器节点）这时打开一个新的节点模型编辑器窗口如图下所示为以太网服务器的内部结构，它由几个模块以及连接模块的包流和状态线组成。 在仿真过程中，来自客户端的数据包被收信机 hub_rx_0_0 接收，然后由下至上穿过协议栈到 application 模块。经过处理后，又沿原路返
8、回至发信机 hub_tx_0_0，最后被传输到客户端，如图下所示。 接下来，我们来看看传输适应层 tpal 模块的内容。（23）在节点模型编辑器中的 tpal 模块 上双击鼠标。 这时打开一个新的进程模型编辑器，如下图所示。 （24）在 init 状态的上半部双击鼠标，打开它的入口代码。 （25）在 init 状态的下半部双击鼠标，打开它的出口代码。 进程中的每个状态（图中红色的或绿色的圆圈）都包含一个入口代码（enter executive）和一个出口代码（exit executive） ，它们由 C/C+代码组成。入口代码在进入状态时执行，出口代码在离开状态时执行，如图下所示。 （26）关
9、闭这两个代码窗口。（27）关闭节点和进程模型编辑器。2.收集统计量到现在为止，已经建好了网络模型，现在要根据本教程最开始提出的问题决定收集哪些统计量： （1）服务器有能力处理扩展网络的额外业务负载吗？ （2）一旦与扩展网络连接，整个网络的延时性能还能够接受吗？ 为了找到这些问题的答案， 需要选择一个对象统计量： Server Load 和一个全局统计量：Ethernet Delay。 服务器负载（Server Load）是整个网络的性能瓶颈。下面来收集与服务器负载相关的统计量： （1） 在服务器节点 （node_31） 上单击鼠标右键， 从弹出的菜单中选择 Choose Individual
10、Statistics。 这时出现 node_31 的选择统计量对话框，如图所示（2）单击 Node Statistics-Ethernet，选择 Load(bits/sec)统计量，如图所示（3）单击 OK 关闭对话框。 全局统计量可以用来收集整个网络的信息。下面，我们通过选择全局 Delay 统计量来查看整个网络的延时性能。 （4）在网络编辑器的工作空间（避免指到对象）上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择 Choose Individual Statistics。 （5）单击 Gobal Statistics 树型结构，找到并点开 Ethernet 节点统计量。 （6）选中 Delay(sec
11、)统计量。 （7）单击 OK 按钮关闭对话框3.保存项目 接下来需要保存项目（最好养成经常保存项目的好习惯） 。在 File 菜单中选择 Save。4.运行仿真下一步，可以准备运行仿真了。首先，需要确定 repositories 属性设置正确： （1）在 Edit 菜单中选择 Preferences。 （2）在查找文本框中输入“repositories” ，单击 Find 按钮。 （3）在弹出的对话框的左下角单击 Insert 按钮，在文本框中输入 stdmod，然后回车。 （4）单击 OK 关闭 repositories 和 Preferences 对话框。接下来运行仿真： （1）在工具栏中
12、选择运行仿真按钮 。 （2）将仿真时间 Duration 设置为 0.5，即模拟执行半小时的仿真，如图所示。（3）单击 Run 按钮运行仿真。 （4）运行过程如图（5）运行结果正确如图（6）运行完毕后单击 Close 按钮关闭对话框5.查看结果查看服务器 Ethernet load 结果： （1）在服务器节点（node_31）上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择 View Results，这时出现查看结果对话框，如图所示。 （2）然后选中 Load(bits/sec)。（3）单击 Show 按钮，这时在项目编辑器上出现如图所示的结果。不同的实验曲线走势应该是大致相同，当然具体的取值会因为节点放置
13、的位置和链路长度不同而有微弱的差别。 注意到负载最大值为 6,000 bits/second。这个场景是我们想得到的值，用它和后面扩展网络后的结果进行比较，关闭对话框。（4）在工作空间中单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择 View Results。 （5）选择 Global Statistics EthernetDelay(sec),然后单击 Show 按钮。 注意到网络收敛时的延时大约为 0.4 微秒，如图所示。6.复制场景并扩展网络为了保留刚才的网络场景，以便和扩展的网络场景的仿真结果相比较，需要复制场景： （1）在 Scenarios 菜单中选择 Duplicate Scenario.。
14、（2）新场景为默认的 scenario2。 （3）单击 OK 按钮。 这时出现和刚才网络模型一模一样的场景。 接下来，需要构建网络的另一部分。 （4）从 Topology 菜单中选择 Rapid Configuration。 （5）从配置下拉列表中选择 Star，单击 OK.。选择中心节点模型为 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3。 选择周边节点模型为 Sm_Int_wkstn，并设置节点个数为 20。 选择链路模型为 10BaseT。 指定网络在工作空间中放置的位置：中心的 X 轴坐标为 1000 和 Y 轴坐标为 500。局域网的半径范围为 150。 6）设
15、置好以后单击 OK 按钮，这时项目编辑器中出现另一个局域网。连接这两个局域网： （7）单击对象模板工具按钮 。 （8）选中 Cisco 2514 路由器并将它放置在两个局域网之间。单击鼠标右键结束放置。 （9）在对象模板中选中 10BaseT 链路图标，在项目编辑器中分别连接 node_30 和 node_55（Cisco 路由器） ，以及 node_54 和 node_55。 （10）单击鼠标右键。 （11）关闭对象模板。 （12）在 File 菜单中选择 Save 保存项目。 这时整个网络建好了，如图所示。7.再次运行（1） 在工具栏中选择运行仿真按钮 。（2）将仿真时间 Duration
16、 设置为 0.5，即模拟执行半小时的仿真。 （3）单击 Run 按钮运行仿真。 （4）运行完毕后单击 Close 按钮关闭对话框。8.比较结果为了回答最开始提出的问题，需要将这两个网络的仿真结果进行比较： （1）在服务器节点（node_31）上单击鼠标右键从弹出的菜单中选择 Compare Results。（2）选中 Office Network.node_31EthernetLoad(bits/sec)结果统计量，并在比较结果对话框的右下角的下拉列表中选择 All Scenarios，如图 1-41 所示。 （3）单击 show 查看比较的结果。 图中曲线抖动很厉害，为了更加清楚两条曲线的走
17、势，我们可以改变结果的收集模式，从 Compare Results 对话框中间下面的下拉列表中选择 time average，单击 show，这时出现图的结果，可以看出抖动被平滑了。选择 time-average9.再次复制场景再添加一个场景 scenario3修改服务器的支持服务和支持文件如图然后再运行一次仿真选择查看结果，在最下面的下拉框里选 time-average，查看比较结果最后从 File 菜单中选择 Close，保存并关闭项目文件。10.运行结果分析从运行结果可以看出，当增加一个子网的情况下，网络延迟是基本不变的。服务器的负载量会增加。当增加服务器的服务功能的情况下，网络的延迟是
18、基本不变的，服务器的负载量会有增加，但不如增加子网的情况明显。11.总结经过一周的课程设计，我对 opnet modeler 网络仿真平台有了初步的了解和学习。如果不看 opnet 的使用实例的话，我根本就无从下手。并且opnet 是英文版本的，好多单词都不太懂，使用起来更不方便。刚开始做仿真的时候，是一步一步地跟着例子做，最后结果出来了。后来，自己设计一个网络拓扑结构，并且在 opnet 上仿真，但是出来的结果服务器的负载量显示是 0。以为那里的链路连接错误，但是，如果链路错误，是不会出来结果的。一直搞不明白这个问题。后来，老师讲了一下，才知道错在什么地方。原来，是数量级的问题。在 100M 的网线上只有几十 k 的流量当然显示不出来。有时候，遇到不明白的问题，如果自己想不通的话，要问老师。在以后的学习中要多问问题，才能从问题中提高。12.参考文献：OPENT 网络仿真陈敏 . 清华大学出版社.2004.4.1
