基于OPNET仿真建模方法研究

基于OPNET的网络模型仿真宫丽宁，牟肖光(1．太原科技大学山西太原030024；2．青岛农业大学山东青岛266109)1 引言计算机仿真已经成为研究计算机网络的一种非常有效的评估工具。

随着通信技术的发展，通信网络的结构和规模越来越复杂，基于网络的应用也越来越多样化，单纯地依靠经验进行网络的规划和设计、网络设备的研发以及网络协议的开发，已经不能适应网络的发展需要。

因而急需一种科学的手段反映和预测网络的性能，这导致网络仿真技术的应运而生。

网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型，并模拟网络流量的传输，从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。

它以其独有的特点能为网络的规划设计提供客观可靠的定量依据。

它能为网络提供接近真实环境下的模拟试验环境和辅助测试手段，验证网络的基本使用效能、网络可靠性以及提供各种新技术体制的试验环境。

网络仿真的优点使其一出现就得到迅速的发展，目前世界上的一些主流仿真软件均采用面向对象的智能化分布式并行仿真技术，如美国OPNET Technology公司的网络仿真产品OPNET。

2 OPNET特点和仿真方法OPNET Modeler作为一种主流网络仿真软件，为通信网络和分布式系统的建模提供全面的模拟仿真开发环境。

OPNET通过执行离散事件仿真来分析各种模拟系统的行为和性能。

OPNET Modeler将各个仿真研究阶段所需要的工具相结合，组成一个由模型设计工具、仿真核心、数据收集工具和数据分析工具有机结合起来的大型仿真系统。

2.1 特点作为广泛应用的系统开发平台，OPNET Modeler的主要特点如下：(1)层次化、模块化的建模机制。

在OPNET Modeler中，采用与实际系统相类似的层次化结构建模。

最下层是进程域模型，用有限状态机、C或C++以及OPNET自带的核心函数实现各种协议算法。

第二层是节点域，由能实现不同功能的模块组成，反映设备的硬件和软件特性。

基于OPNET的校园网建模与仿真摘要近年来，随着计算机科学技术的发展，特别是网络技术的发展，高校规模的扩大和人数的增多，对网络的需求越来越大，对上网速度的要求越来越高，对业务的需求迅速增长，如语音、图像、视频等多媒体数字业务。

需入网的结点迅速增加，因此网络的结构更复杂，对设备性能的要求更高，链路速度更快。

建设一个基于多业务、复杂的校园网络系统，其投资规模是非常庞大的，需要一种有效的手段对校园网进行规划、设计、并实现。

通过数学建模的方法过于复杂，根据经验进行规划设计的方法不可靠，不适应日益增长的网络需求，利用网络仿真软件来对网络模型进行建模并仿真便成了必然的选择。

本文的主要研究任务，是通过OPNET仿真软件，对我国一般大学校园网的网络结构进行建模，模拟网络行为，对关键参数进行收集，分析，并在原有模型上添加网络结点及应用，再进行仿真，分析，对比，得出改进设计方案。

本文的研究对校园网的规划、设计、网络建模都具有一定的指导意义，可以提高网络设计的科学性，缩短网络设计周期，降低校园网网络的投资风险。

最后，对本文进行了总结，同时对未来的工作进行设想和展望。

关键词：校园网；网络仿真；OPNET；网络性能分析第一章基于opnet校园网建模仿真的目的与意义随着网络技术的发展，传统的只传输文本信息的网络已不能满足人们对更为丰富的数据、语音、图像、视频等多媒体业务的需求，而且网络的使用也越来越广泛，用户也随之增加，这必然给网络原有设备带来冲击，因此需要加以改造以适应网络需求的发展。

校园网是现代化教学的基础性设施，作为实施教育信息化有效载体，对保障学校教育和科研管理等工作的正常有序进行，实现校际交流和资源共享方面，起着至关重要的作用，并将直接影响到教育信息化建设的质量。

目前，世界上大部分发达国家和部分发展中国家都建立了本国的校园网体系。

美国在1999年就已有95％的中小学上网，瑞典也有90％以上的公立高中和绝大部分的九年制义务教育学校联网，教育信息化已成为世界发展的大趋势。

基于opnet的link16仿真建模及其实现算法
OPNET（Optimized Network Engineering Tools）是一款网络仿真软件，可用于建立并仿真各种无线通信系统。

Link 16是一种常见的MIL-STD目录下的无线通信标准，具有抗干扰性能和可靠性强的特点，广泛应用于军事通信中。

在OPNET中建立Link 16仿真模型，需要以下步骤：
1. 建立网络场景
首先需要在OPNET中建立所需的网络场景，包括添加节点、配置节点参数等。

可以通过手动创建节点，或者导入外部系统到OPNET中实现。

2. 定义网络协议
针对Link 16协议，需要在OPNET中创建相应的协议并定义其属性、参数等等。

比如定义媒介访问控制（MAC）协议以及路由协议等。

3. 实现仿真数据传输
仿真中需要实现数据的传输过程，包括数据的生成、传输过程、节点处理等。

具体实现过程需要参考Link 16标准，结合OPNET软件的特性进行实现。

4. 设置仿真参数
通过设置仿真参数，比如仿真时间、节点数量、网络拓扑结构等等，可以控制仿真的规模和效果。

5. 执行仿真并分析结果
完成仿真模型的搭建后，可以执行仿真并分析仿真结果，比如数据的传输速率、网络的稳定性等等。

总之，建立基于OPNET的Link 16仿真模型需要深入理解Link 16标准和OPNET软件的特性，根据实际应用场景进行相应的模型设计和实现。

基于OPNET的电力通信EPON仿真建模研究朱志成;赵海涛;李洋【摘要】成本低廉、易维护等特点使得EPON(以太无源光网络)成为智能电网配用电通信的首选,而在先期网络规划、后期网络性能等参数的综合评估等方面尚缺乏有效的理论分析方法。

因此在研究EPON网络的基础上,利用OPNET分别构建了EPON的OLT、POS、ONU网元模型,并针对在电力通信中的应用,完成了电力通信业务的建模,构建了面向电力通信的EPON仿真研究平台。

对常见电力通信EPON组网方式进行了实验,并对实验结果进行了分析。

实验结果表明,所搭建的电力EPON仿真研究平台可对电力通信业务性能进行测试与分析,EPON系统完全符合电力通信业务的传输要求。

%The low cost and easy maintenance of Ethernet Passive Optical Network also called EPON,makes it be the first choice in elec-trical communications of the smart grid. While there are lack of effective theoretical analysis from the perspective of parameters evaluation in early network planning and late network performance. For the application of electric power communication,consequently,the traffic of electric power communication is raised on the basis of EPON network and further simulation platform is constructed by using the OPNET network simulation software. Some common network structures on this platform are simulated and analysis of the results is made corre-spondingly. The result shows that the built EPON simulation and research platform can test and analyze the performance of electric com-munication traffic,and EPON can absolutely meet the requirements of the electric communication traffic.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2016(026)012【总页数】5页(P164-168)【关键词】以太无源光网络;电力通信;OPNET;建模;仿真【作者】朱志成;赵海涛;李洋【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京210003;南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京210003;南京南瑞集团公司信息通信技术分公司，江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN915.85智能电网配用电通信主要有无线通信、光纤通信和电力线载波通信3种。

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：OPNET3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：<protocol1>_..._<protocoln>_<function>_<mod>其中<protocol>为模型用到的协议，可能同时用到几个协议<function>代表模型的大致功能<mod>模型派生类别。

基于OPNET的WiMA网络建模与业务仿真研究一、内容概括本文主要研究了基于OPNET的WiMA网络建模与业务仿真。

WiMA(Wireless Mesh Adhoc Network)是一种无线自组网技术，通过多个无线接入点之间的协作，实现网络资源共享和通信。

OPNET(Operations Research Numerical Toolkit)是一个用于建模、仿真和分析复杂系统的开源软件平台。

本文首先介绍了WiMA技术和OPNET的基本概念，然后详细讨论了基于OPNET的WiMA网络建模方法，包括网络拓扑结构设计、节点性能参数设置等。

通过实际案例分析验证了所提模型的有效性，为WiMA网络的实际应用提供了理论依据和技术支持。

1. 研究背景和意义随着科技的飞速发展，网络技术在各个领域的应用越来越广泛。

尤其是无线多媒体接入(WiFi)技术，已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

然而随着WiFi网络规模的不断扩大，网络性能问题也日益凸显，如信号干扰、丢包率高等。

这些问题不仅影响了用户的实际使用体验，还可能导致业务系统的不稳定运行。

因此研究和解决WiFi网络性能问题具有重要的现实意义。

OPNET(Operations Research and Modeling Technique)作为一种先进的仿真建模工具，已经在许多领域得到了广泛的应用。

通过使用OPNET对WiFi网络进行建模和仿真，可以更好地分析网络性能问题，为网络优化提供有力的支持。

同时基于OPNET的WiFi网络建模与业务仿真研究，还可以为相关领域的学者和工程师提供一个实用的参考工具，推动WiFi网络技术的发展和创新。

2. 国内外相关研究综述在网络建模领域，国内外都有很多研究。

国外的研究主要集中在网络建模工具的开发和应用方面，如OPNET、NS3等。

而国内的研究则更注重于网络建模技术的应用和推广，例如一些高校和科研机构就在这方面做了很多工作。

河海大学本科毕业设计（论文）任务书（理工科类）Ⅰ、毕业设计（论文）题目：基于OPNET的无线传感器网络QoS路由及流量建模研究与仿真Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）：（1）搜集/阅读无线传感器网络、OPNET网络仿真等资料文献，熟悉无线传感器网络的基本理论问题，熟悉OPNET网络仿真这个仿真软件。

（2）对无线传感器网络的QoS路由进行了研究分析，定向扩散进行了扩展，利用一种新的QoS路由算法建立网络模型提高网络的生存期。

（3）对OPNET的流量建模机制进行研究分析，然后阐述一种建立无线传感器网络流量模型的方法。

（4）利用OPNET平台对仿真模型进行仿真实验，验证模型的有效性。

（5）总结与展望。

总结前面的工作，展望以后需要进一步展开的工作。

（6）整理论文，完成论文答辩。

Ⅲ、进度安排：～查阅无线传感器网络（WSN）、OPNET网络仿真及相关资料～熟悉OPNET仿真平台～研究分析无线传感器网络的QoS路由算法和OPNET的流量建模机制，提出一种建立无线传感器网络流量模型的方法～对所提模型进行OPNET仿真实验，验证其有效性～整理相关资料，撰写毕业设计论文，准备论文答辩Ⅳ、主要参考资料：【1】王文博，张金文. OPNET Modeler与网络仿真，人民邮电出版社，【2】孙屹，孟晨. OPNET通信仿真开发手册，国防工业出版社，【3】陈敏. OPNET网络仿真，清华大学出版社，【4】孙利民，李建中，陈渝，朱红松. 无线传感器网络，清华大学出版社，指导教师：， 2006 年 3 月 2 日学生姓名：，专业年级：2002级通信工程专业系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）：系负责人签字：，年月日摘要无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，是一种新型的、无基础设施的、自组织的无线网络。

目录第一章实验目的............................................ 错误！未定义书签。

第二章实验原理简介........................................ 错误！未定义书签。

2.1 移动IP简介 (4)2.2 OPNET仿真技术 (5)2.2.1 OPNET发展历史 (5)2.2.2 OPNET 仿真步骤 (6)第三章移动 IP的 OPNET建模与仿真 (7)3.1 仿真平台整体设计 (8)3.2 进程模型设计 (10)3.3 节点模型设计 (11)3.4 网络模型设计 (11)3.5 仿真结果及分析 (12)第四章实验总结 (13)一、实验目的1.利用OPNET 工具建立移动 IP 仿真模型，构建一个移动 IP 仿真平台。

2.对移动 IP 的功能和性能进行验证。

二、实验原理简介2.1移动IP简介移动IP的功能实体及相互关系如图1所示：移动IP的实现过程的步骤为：1）家乡代理 HA 和外地代理 FA 周期性地在各自的链路上广播代理广播报文，移动节点MN也可以通过发布代理请求报文来得到代理广播报文。

2）移动节点收到广播报文后，根据其中的内容判断自己在家乡链路还是外地链路上。

如果在家乡链路，它和其他固定节点无任何区别，不利用移动 IP 的特殊功能。

若移动节点在外地链路上，则按以下步骤工作：3）连在外地链路上的移动节点得到转交地址；4）移动节点向家乡代理注册转交地址；5）家乡代理截取发往移动节点的数据包，并以转交地址为隧道出口封装原始数据包，通过隧道将包传出；6）在转交地址处—外地代理本身或移动节点的一个端口，数据包被解封装然后传给移动节点；7）由移动节点发出的数据包直接选路到目的节点，无需通过隧道。

此时，外地代理担任缺省路由器的功能。

2 OPNET仿真技术2.1 OPNET发展历史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。