实验3：基于Opnet的路由协议仿真
1实验目的和要求
1) 熟悉Opnet网络仿真软件的使用；
2) RIP路由协议仿真与分析；
3) OSPF路由协议仿真与分析；
4) BGP路由协议仿真与分析。
2实验设备及材料
操作系统：Windows 2003/XP主机
网络模拟器：OPNET
3实验内容
3.1 OPNET实例
试想一下，你需要为公司内部互联网的扩展制定一个合理的方案。目前，公司在办公楼的第一层有一个星型拓扑的网络，现在要在第二层增加另一个星型拓扑网络。这时一个典型的“what-if”问题，所要解决的是确保增加的网络不会导致整个网络的连通失败，如图2所示：
图2. 计划中扩展后的网络模型
3.1.1步骤1：创建新的项目和场景
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。
图3. 新建项目和场景
4) 单击OK 按钮, 出现开始向导，创建新的背景拓扑图，如图4所示:
图4. 开始向导：创建新的背景拓扑图
5) 单击Next，选定网络的范围，如图5所示：
图5. 开始向导：选择网络范围
6) 单击Next，指定网络的大小，如图6所示：
图6. 开始向导：指定网络大小
7) 单击Next，选择 OPNET 自带的对象模型家族种类，如图7所示:
图7. 开始向导：选择对象模型家族种类
8) 单击Next，再次确认环境变量，如图8所示：
图8. 设置完毕的开始向导
9) 单击完成，这时出现大小和规格如同所指定的工作空间，同时弹出一个对象模板（包含刚刚选定的对象模型家族的所有模型），如图9所示：
通过对象模板中的节点和链路模型来创建网络模型。
节点模型：代表实际的设备。
链路模型：代表连接设备的物理媒质，可以是电缆或者光缆。
可以通过对象模板中的图标直观地看出节点模型和链路模型。可以使用以下三种方法之一创建网络拓扑：
导入拓扑图。 从对象模板中选择模型并放置在工作空间中。
使用快速拓扑配置工具（Rapid Configuration）
图9. 工作空间和对象模板
3.1.2步骤2：创建网络拓扑
Topology –〉Rapid Configuration
从配置下拉列表中选择Star，单击OK...，如图11 所示：
图11. Rapid Configuration对话框
接下来需要为网络指定节点模型和链路模型：
OPNET 中标准模型的命名规则为：
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。
选择周边节点模型为Sm_Int_wkstn，并设置节点个数为30。
选择链路模型为10BaseT 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25，设置局域网的半径范围为 20。
设置好单击OK 按钮，如图12所示：
图12. 快速拓扑配置对话框
项目编辑器中出现如图13所示的网络拓扑。
图13. 快速拓扑配置后的网络模型
接下来，需要扩展这个网络，首先增加一个服务器。这时将用到第二种创建网络模型的方法：在对象模板中选择模型并放置在工作空间内。 打开对象模板，找到Sm_Int_server 对象，并将它放置在工作空间中。
图14. 从对象模板中添加Sm_Int_server 对象
接下来，需要连接服务器和星型网络：
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。
图15. 连接服务器和星型网络
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），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。
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，单击鼠标右键。 关闭对象模板。
图16. 配置完毕的网络模型
3.1.3步骤3：收集统计信息
1) 打开节点模型编辑器和进程模型编辑器。
OPNET 采用三层建模机制，最底层为进程(Process)模型，以状态机来描述协议；其次为节点(Node)模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性；最上层为网络模型。三层模型和实际的网络、设备、协议层次完全对应，全面反映了网络的相关特性。
每个网络对象（链路除外）都是一个节点模型，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：
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17所示：
图17. 以太网服务器节点模型
图17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，又沿原路返回至发信机hub_tx_0_0，最后被传输到客户端，如图18 所示：
图18. 包的输入输出接口模块―收发机
接下来，我们来看看传输适应层tpal 模块的内容。
在节点模型编辑器中的tpal 模块上双击鼠标，打开一个新的进程模型编辑器，如图19所示：
图19. tpal进程模型
在init 状态的上半部双击鼠标，打开它的入口代码。
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20所示：
图20. Init 状态的入口执行代码和出口执行代码
关闭这两个代码窗口。
状态与状态之间通过转移线transitions 相连。转移线可以是带条件的（必须满足条件才能转移）或者无条件的（直接转移）。图21包含两条转移线，一条是从wait 状态到open 状态的条件转移线（虚线表示）。虚线中间的OPEN 条件必须满足，wait 状态才能转移到open 状态。然而，从open 状态到wait 状态的转移（实线表示）是无条件的，因此当执行完open 状态的代码后立即转移到wait 状态。
图21. 状态之间的条件转移
关闭节点和进程模型编辑器。
2) 收集统计量
在网络模型中可以对单个对象收集统计量（Object statistics），也可以对整个网络收集全局统计量（Global statistics）。
到现在为止，已经建好了网络模型，现在要根据实例要求解决的问题决定收集哪些统计量：
a) 服务器有能力处理扩展网络的额外业务负载吗？
b) 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：
a) 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 Statistics。这时出现node_31 的选择统计量对话框，如图22所示（统计量对话框以树型结构显示统计量，可以清楚地了解它们的隶属关系）。
b) 单击Node Statistics->Ethernet，选择Load(bits/sec)统计量，如图22。
c) 单击OK 关闭对话框。
图22. 选择结果统计量
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。
d) 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，图23。
e) 单击Gobal Statistics 树型结构，找到并点开Ethernet 节点统计量，图24。
f) 选中Delay(sec)统计量，图24。
g) 单击OK 按钮关闭对话框。
图23. 设置网络全局统计量
图24. 选择网络全局延时统计量
3.1.4步骤4：运行仿真
下面，可以准备运行仿真了。
1) 首先，需要确定repositories属性设置正确：
a) 在Edit 菜单中选择Preferences。
b) 在查找文本框中输入“repositories”，单击Find 按钮,图25。
c) 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,图26、27。
d) 单击OK 关闭repositories 和Preferences 对话框。
