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科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·122·2023年第17期文章编号：2095-6835（2023）17-0122-03基于OPNET的网络协议TCP仿真实验平台的设计与实现游胜玉，刘琳（东华理工大学软件学院，江西南昌330013）摘要：计算机网络是一门实践性非常强的学科，但由于实验实训的环境条件有限，很多网络实验无法开展，仿真软件成为了网络实验的必要选择。
网络仿真技术的使用，既可以降低实验成本，又可以培养初学者的创造能力。
采用OPNET 网络仿真软件搭建实验平台，对TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）的慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传算法和快速修复算法4种不同算法实验进行设计与实现。
关键词：OPNET；TCP；仿真实验；网络中图分类号：TP393.2文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.17.036随着经济的迅猛发展，计算机网络已经离不开人们的生活。
社会需求的日益增加，网络拓扑结构也不断复杂化，网络的应用也不断多元化，传统的网络实验操作环境已远远不能满足现代实验操作的要求。
在计算机网络技术中，服务器、交换机、防火墙及路由器是网络的主流设备[1-2]，即使实际的网络实验中采用一定数量的网络设备，但意味着需要投入更高的成本，且网络设备维护也比较复杂，特别是对于那些复杂的大型网络建设，更需要大量的人力物力来建设。
另外，对于初学者来说，如果在硬件设备搭建实验过程中出现故障导致实验失败，也不知道问题出现在哪，从而影响实验效果[3-4]。
因此，针对这样的情况，引入仿真技术来搭建网络实验环境，可以减少投资成本，并且对于初学者而言又锻炼了实践能力。
本文采用OPNET 网络仿真软件搭建仿真实验平台，对传输控制协议TCP的慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传算法和快速修复算法进行设计与实现。
3. EXata 智能仿真系统介绍3.1 EXata 仿真系统概述及特点EXata 是一套用来仿真大型有线网络和无线网络的完整平台。
通过它先进的模拟和仿真技术，可以预测复杂的网络行为和性能表现，从而提高网络在设计、运营和管理方面的效率。
EXata可帮助用户解决一下几个方面的问题：1）开发新技术：- 设计和开发新的网络技术：利用EXata 协议栈的OSI 型架构，来设计新的通信协议。
- 设计和开发与真实网络规模相当的无线网络：EXata 可以在双核或四核的计算机系统中评估具有成百上千个设备的大型无线网络。
- 进行‘what-if’假设分析：分析网络的性能并予以优化。
用户可以先设计网络，然后执行批量测试来验证网络在不同参数下的性能（例如不同的路由协议、不同的时段、和不同的发送功率等。
2）将EXata 仿真网络与现有的真实网络、网络业务和网络设备相连接：- 查看真实的业务在EXata 仿真网络上的执行情况：EXata 仿真平台上可以运行真实的网络业务，例如VoIP, 互联网浏览器，和流媒体视频，和在真实网络中没有任何区别。
- 在网络真正部署之前，利用仿真网络先进行充分的模拟练习：EXata 的出现，使得对尚处于设计中的新一代战术通信网络和通信设备进行精良的训练成为了可能。
3）利用业内通用的工具来分析和管理EXata 仿真网络：- 窥探数据包：EXata 带有一个sniffer 接口，可以允许第三方工具，如Wireshark 和微软的Network Monitor 来窥探/捕获来自EXata 仿真网络任何一个设备的数据包，并对其进行分析。
这可让用户调试和排查网络问题。
- 管理仿真网络：EXata 带有一个SNMP 代理，可以允许用户使用标准的SNMP 管理工具来查看、监控和控制EXata 仿真网络，就像管理真实网络一样。
EXata 仿真系统的突出优势有：1）速度——实时仿真EXata 支持实时仿真,可将不同的软件、硬件、网络行为引入系统作半实物仿真。
基于eNSP软件模拟VLAN间路由的仿真实现基于eNSP软件模拟VLAN间路由的仿真实现摘要：本文利用华为eNSP软件，以模拟网络环境为基础，详细介绍了VLAN间路由的仿真实现过程。
首先介绍了VLAN和路由的基本概念，然后通过eNSP软件的操作，创建了一个VLAN环境，并配置了虚拟路由器和交换机等设备。
通过相应的命令和配置，实现了不同VLAN之间的互通，并通过仿真测试，验证了该实现的正确性和有效性。
关键词：eNSP软件；VLAN间路由；仿真实现；互通；虚拟路由器；交换机一、引言VLAN（Virtual Local Area Network）是一种将物理上分散的用户分组连接到逻辑上统一的网络的技术。
而路由器则是负责实现不同子网之间通信的设备。
在实际的网络环境中，通常需要将不同VLAN中的设备进行互通，以实现整个网络的顺畅运行。
本文以华为提供的eNSP软件为工具，模拟了一种常见的网络环境，通过配置虚拟路由器和交换机等设备，实现了VLAN间的路由互通。
这种基于软件仿真的方法，不仅可以帮助工程师更好地理解和掌握VLAN和路由的工作原理，还能够对网络环境进行各种实验和测试，为实际环境中的部署和运维提供参考。
二、VLAN和路由的基本概念1. VLAN的概念VLAN是一种逻辑上的分区技术，允许通过交换机将网络中的用户分组起来，实现网络资源的隔离和优化。
不同VLAN之间的通信需要通过路由器进行转发。
2. 路由的概念路由器是一种网络设备，负责将不同子网之间的数据进行转发和交换，将数据从源地址转发到目的地址。
路由器具有选择最佳路径和转发数据的能力，可以实现不同网络之间的通信。
三、基于eNSP软件的VLAN间路由仿真实现1. 环境准备首先，需要在计算机上安装华为提供的eNSP软件。
安装完成后，根据实际需要，创建一个仿真网络环境。
2. 创建VLAN在eNSP软件中，通过创建交换机设备和虚拟机设备来构建VLAN网络。
首先创建一个交换机，然后创建多个虚拟机，并将它们连接到交换机的不同端口。
3. EXata 智能仿真系统介绍3.1 EXata 仿真系统概述及特点EXata 是一套用来仿真大型有线网络和无线网络的完整平台。
通过它先进的模拟和仿真技术，可以预测复杂的网络行为和性能表现，从而提高网络在设计、运营和管理方面的效率。
EXata可帮助用户解决一下几个方面的问题：1）开发新技术：- 设计和开发新的网络技术：利用EXata 协议栈的OSI 型架构，来设计新的通信协议。
- 设计和开发与真实网络规模相当的无线网络：EXata 可以在双核或四核的计算机系统中评估具有成百上千个设备的大型无线网络。
- 进行‘what-if’假设分析：分析网络的性能并予以优化。
用户可以先设计网络，然后执行批量测试来验证网络在不同参数下的性能（例如不同的路由协议、不同的时段、和不同的发送功率等。
2）将EXata 仿真网络与现有的真实网络、网络业务和网络设备相连接：- 查看真实的业务在EXata 仿真网络上的执行情况：EXata 仿真平台上可以运行真实的网络业务，例如VoIP, 互联网浏览器，和流媒体视频，和在真实网络中没有任何区别。
- 在网络真正部署之前，利用仿真网络先进行充分的模拟练习：EXata 的出现，使得对尚处于设计中的新一代战术通信网络和通信设备进行精良的训练成为了可能。
3）利用业内通用的工具来分析和管理EXata 仿真网络：- 窥探数据包：EXata 带有一个sniffer 接口，可以允许第三方工具，如Wireshark 和微软的Network Monitor 来窥探/捕获来自EXata 仿真网络任何一个设备的数据包，并对其进行分析。
这可让用户调试和排查网络问题。
- 管理仿真网络：EXata 带有一个SNMP 代理，可以允许用户使用标准的SNMP 管理工具来查看、监控和控制EXata 仿真网络，就像管理真实网络一样。
EXata 仿真系统的突出优势有：1）速度——实时仿真EXata 支持实时仿真,可将不同的软件、硬件、网络行为引入系统作半实物仿真。
路由器仿真软件实验报告一、实验目的随着网络技术的飞速发展，路由器作为网络连接的核心设备，其配置和管理变得越来越重要。
本次实验的目的是通过使用路由器仿真软件，深入了解路由器的工作原理、配置方法和网络性能优化策略，提高对网络设备的实际操作能力和问题解决能力。
二、实验环境1、操作系统：Windows 10 专业版2、仿真软件：Cisco Packet Tracer3、计算机配置：Intel Core i5 处理器，8GB 内存，512GB 固态硬盘三、实验内容1、路由器的基本配置接口配置：包括 IP 地址、子网掩码和网关的设置。
路由协议配置：如静态路由、RIP 协议和 OSPF 协议。
2、网络拓扑的搭建使用软件中的设备和线缆构建简单的网络拓扑，包括多个路由器和终端设备。
3、网络性能测试利用 Ping 命令和 Traceroute 命令测试网络的连通性和路径。
分析网络延迟、丢包率等性能指标。
4、访问控制列表（ACL）的配置配置标准 ACL 和扩展 ACL 来实现网络访问控制。
四、实验步骤1、打开 Cisco Packet Tracer 软件，创建一个新的实验项目。
2、从设备库中拖出所需的路由器和终端设备，并使用线缆将它们连接起来，构建网络拓扑。
3、双击路由器设备，进入配置界面。
首先进行接口配置，为每个接口分配适当的 IP 地址、子网掩码和网关。
4、选择路由协议进行配置。
对于静态路由，手动指定目标网络和下一跳地址；对于动态路由协议如 RIP 和 OSPF，按照协议的规则进行相应的配置。
5、在终端设备上配置 IP 地址和网关，确保网络设备之间能够相互通信。
6、使用 Ping 命令从终端设备向其他设备发送数据包，检查网络的连通性。
同时，使用 Traceroute 命令查看数据包在网络中的传输路径。
7、配置访问控制列表（ACL）。
例如，创建标准 ACL 来禁止特定网段的访问，或者创建扩展 ACL 来限制特定端口的访问。
信19与电10China Computer&Communication网絡与通信藝术2020年第14期基于NAT技术的阿络仿真及实现吴树(皖西学院电子与信息工程学院，安徽六安237000)摘要：笔者采用Packet Tracer模拟某小型服务器公司组网拓扑机构；基于NAT技术，通过在出口路由器上设置网络地址转换技术，将该公司服务器的私网地址映射到公网IP地址；实现公网设备对私网设备的访问，同时实现公司内部私有IP地址主机通过NAT技术访问外部ISP网络.实验表明，NAT技术是一种有效的网络地址转换技术，可广泛应用于计算机网络的组网设计中.关键词：Packet Tracer;网络地址转换；仿真软件中图分类号：TM935文献标识码：A文章编号：1003-9767(2020)14-189-03Network Simulation and Implementation Based on NAT TechnologyWu Shu(College of Electronic and Information Engineering,West Anhui University,Lu'an Anhui237000,China) Abstract：In this paper,packet tracker is used to simulate the network topology of a small server company.Based on NAT technology,the private network address of the company's server is mapped to the public IP address by setting the network address conversion technology on the exit router.The public network equipment's access to the private network equipment is realized,and the internal private IP address host of the company accesses the external ISP network through NAT technology.Key words：Packet Tracer;network address translation;simulation software0引言Packet Tracer是一款由思科公司开发的开源软件，可以提供各种思科数通设备的模拟运行情况，使用者可以在模拟器中搭建各种网络拓扑结构，实现各种网络配置，已被广泛运用于网络拓扑的的模拟及配置。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建一个医院仿真网络环境，了解并掌握网络规划、设计、配置及维护的基本技能。
通过实验，加深对医院网络架构、设备配置、网络安全等方面的理解，为今后从事医院信息化工作打下坚实基础。
二、实验内容1. 网络拓扑设计根据医院实际情况，设计了一个包含门诊、住院、行政、医技等部门的医院网络拓扑图。
网络拓扑结构采用星型加环型混合结构，确保网络稳定、高效。
2. 设备选型根据网络规模和性能需求，选择了以下设备：- 路由器：华为AR2200系列- 交换机：华为S5700系列- 服务器：HP ProLiant DL360系列- 桥接器：华为S5700系列- 网络安全设备：防火墙、入侵检测系统等3. 网络配置（1）IP地址规划根据医院各部门的实际需求，规划了IP地址段，并分配给各个部门。
例如，门诊部门IP地址段为192.168.1.0/24，住院部门IP地址段为192.168.2.0/24，行政部门IP地址段为192.168.3.0/24等。
（2）路由协议配置采用静态路由和动态路由相结合的方式，实现各部门之间的互联互通。
门诊、住院、行政等部门之间采用静态路由，医技等部门之间采用OSPF动态路由。
（3）VLAN配置为了提高网络安全性，将医院网络划分为多个VLAN，如门诊VLAN、住院VLAN、行政VLAN等。
各部门设备根据所属VLAN进行配置。
（4）防火墙配置防火墙配置包括访问控制策略、NAT转换、安全规则等。
确保医院网络的安全性，防止外部攻击。
4. 网络安全（1）入侵检测系统在医院网络中部署入侵检测系统，实时监控网络流量，发现并阻止恶意攻击。
（2）防病毒软件在服务器和客户端安装防病毒软件，定期更新病毒库，防止病毒感染。
（3）安全审计定期对医院网络进行安全审计，发现潜在的安全隐患，及时进行整改。
三、实验结果与分析1. 网络连通性通过实验，验证了医院网络各个部门之间的连通性，满足了实际需求。
2. 网络性能通过测试，医院网络各项性能指标均达到预期要求，如延迟、丢包率等。
华中科技大学硕士学位论文网络路由仿真平台的设计与实现姓名：朱佳申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：石坚20070604摘要随着通信技术和高速网络技术的发展，网络上的多媒体应用对网络信息传输提出了更高的要求，路由技术的研究也越来越深入。
由于路由算法是路由技术的核心，因而研究人员投入了大量的精力在这方面，不断发展和提出了各种新的路由算法。
如何对这些路由算法进行性能评价是一个值得大力研究的课题。
本文开发了一个实用的、开放性强的、界面友好的、集仿真过程与图形显示数据分析于一体的网络路由仿真平台RSP。
该平台可随机产生有线网络拓扑图、蜂窝移动网络拓扑图、Ad Hoc网络拓扑图，由用户选择或添加被测试的路由算法，根据仿真执行过程中记录下的参数有效的测试和比较路由算法的性能。
本文主要工作如下：（1）根据有线网络的空间分布特性，实现了基于人口密度的有线网络节点分布建模。
（2）根据蜂窝移动网络的空间分布特性，采用遗传算法解决了无线基站的选址优化问题。
（3）根据Ad Hoc网络的节点运动特性，分析了节点的移动模型，实现了参考点组移动模型。
（4）根据实际网络的链路连接特性，分析了Waxman和Doar这两种随机链路生成算法，并采用Doar算法实现了随机链路的生成。
（5）对源路由算法和分布式路由算法的性能评价度量进行了分析，确定了算法性能评价的主要性能指标。
（6）设计了路由算法接口，实现了开放式路由仿真，用户只需按照路由算法接口的标准编写路由算法程序，网络路由仿真平台就可以动态加载该路由算法程序。
关键词：路由仿真有线网络蜂窝移动网络Ad Hoc网络网络链路AbstractWith the development of communication and high-speed network technology, the network information transmission is required for higher performance by the multi-media applications on the network. And the research, about routing technology, is increasingly in-depth. Since routing algorithm is the core of routing technology, on which the researchers have put many of their efforts, and various routing algorithm have been put forward.This thesis exploits a network routing simulation platform — RSP, which is practical and open, and has a friendly interface and integrates three functions including simulating process, figure show and data analysis. This simulator can create wired network topology, cellular network topology and Ad Hoc network topology randomly. The tested routing algorithms can be selected or appended by users in this software. This simulator records several parameters to test the performance of routing algorithms effectively.The major work of the thesis can be outline as follows:(1) According to the specific properties of the wired networks’ space distribution, we implement the model of wired network topology nodes, which is based on population density.(2) According to the specific properties of the cellular networks’ space distribution, we used genetic algorithms to solve the site optimization problem of wireless base station.(3) According to the motion features of the Ad Hoc network nodes, we analyse the model of the mobile node, and implement the reference point group mobility model.(4) According to the link connection properties of actual network, we analyse the Waxman arithmetic and Doar arithmetic, and implement random link generation with the Doar arithmetic.(5) Analyse the performance evaluation of the source routing algorithm and distributed routing algorithm, and determine the main performance indicators of the algorithm performance evaluation.(6) Design a routing algorithm interface and realize the open routing simulation. According to the routing algorithm interface standard, users can code routing algorithm program, which can be loaded dynamically by RSP.Key words:Routing simulation Wired network Cellular networkAd Hoc network, network links独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
不保密□。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日1 绪言1.1 课题背景随着网络技术的飞速发展，许多诸如视频会议、推送技术、大规模协作计算、为用户群进行软件升级、网络代理、镜像和高速缓存站点等的多媒体应用，都对网络传输和网络服务提出了更高的要求[1]，使得网络路由技术成为网络多媒体信息传输的关键技术之一。
因此，研究人员不断地提出新的路由算法以满足这些实时业务服务质量的需要。
但许多不断被提出的路由算法都只是停留在理论阶段，如何评测和比较它们的性能，是研究人员需要解决的另一问题。
传统的小范围的物理实验和理论计算以及依据经验的评断往往是不充分的，甚至是不科学的；建造一个实际的路由实验环境，需要大量的经费，同时难以更改配置和共享，甚至有些新的思想和方法在现实网络环境下无法测试；而介于传统的物理实验和理论计算之间的网络仿真技术，可以通过建立网络模型为路由协议算法的验证和比较提供一个更为真实可靠的测试手段，有效的降低网络建设中的盲目性以及投资风险。
因而，它己成为一种被广大研究者及网络设计人员所采纳的用于评价新的网络协议的主要方式。
Noronha和Tobagi研究证明：路由算法在随机生成的网络拓扑下的仿真性能与其实际应用性能几乎相同[2]。
Estrin 也提出：采用建立网络测试模拟系统的方法虽然会丢失一些细节信息，但其具备更好的灵活性和共享性[3]。
这两点结论无疑为路由算法仿真的可靠性提供了有力的理论支持。
此外，网络仿真技术以其独有的方法能够为网络的规划设计提供客观、可靠的定量依据，缩短网络建设周期，提高网络建设中决策的科学性，降低网络建设的投资风险。
1.2 课题来源本课题来源于广东科技攻关项目《无线网络路由技术与性能的分析与研究》，项目合同编号为2004b10101041。
本课题主要开发了一个专门用于测试路由算法的网络路由仿真平台RSP （Routing Simulation Platform）。
它是一个采用Visual C++ 6.0编写的面向对象的仿真测试软件，可随机产生有线网络拓扑、蜂窝移动网络拓扑和Ad Hoc网络拓扑，由用户选择或添加被仿真的路由算法，根据仿真执行过程中记录下的参数测试路由算法的性能。
1.3 网络路由仿真技术述评1.3.1 网络路由仿真技术的概念和特点由于规模的庞大和代价的惊人，在真实网络上进行网络规划与设计或协议的开发与评价都是非常困难的，因此，网络仿真技术就成为必要的工具[4]。
网络仿真技术是一种采用数学建模和统计分析的方法模拟网络行为，从而获取特定的网络特性参数的技术[5]。
研究人员可通过特定的网络仿真技术，建立反映真实网络特征的网络模型，模拟网络流量在实际网络中传输、交换和复用的过程，在此过程中获取网络全局性能统计量、网络节点的性能统计量、网络链路的流量和延迟等网络特性参数。
