网络协议仿真软件的设计与实现
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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。
探讨与研究 DISCUSSION AND RESEARCHAd Hoc网络协议仿真与分析文/陈蜀波 刘 堃摘 要:Ad Hoc应用越来越广泛,本文介绍和分析了当前Ad HOC网络中的主要路由协议算法,使用网络仿真软件NS2对Ad Hoc路由协议中的DSR、AODV、DSDV协议进行了仿真分析,由此得出这几个经典协议在无线通信中的差异。
关键词: Ad Hoc;NS2;路由协议随着现代信息技术的不断发展,人们对于移动无线通信网络的研究不断升温,其中,移动自组网(Mobile Ad Hoc Network MANET)成为了研究的热点。
移动自组网是一种带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的临时性的无中心网络。
整个网络没有固定的基础设施,在自主网中,每个用户终端不仅能够移动,而且兼有路由器和主机两种功能[1]。
NS2是network Simulator 2(网络仿真器版本2)的简写,它是一个离散时间模拟器,具有开放性好、扩展性强、适用于Windows和Linux系统平台的特点,是一个出色的研究网络拓扑结构、分析网络传输性能的仿真工具[2]。
1.Ad hoc网络路由协议与传统的通信网络相比,Ad hoc网络具有以下显著特点:无中心和自组织性、动态变化的网络拓扑结构、多跳路由、无线传输、移动终端的便携性、安全性差。
Ad hoc网络的以上特点使得传统的路由协议在Ad hoc网络环境中面临巨大的挑战,通常的网络协议都是基于固定的拓扑结构设计的,难以适应拓扑结构的变化。
网络节点的移动性使得网络拓扑结构不断变化,传统的基于因特网的路由协议无法适应这些特性,需要有专门的应用于无线网络的路由协议。
到目前为止,已经有相当多的Ad hoc网络路由协议标准推出。
根据路由表建立和维护的不同,可将路由协议分为三类:表驱动(Table—Driven)路由协议,按需(On-Demand)路由协议,以及两种模式的混合形式:混合式路由协议[3]。
网络仿真软件开发应用方案一、实施背景随着信息技术的快速发展,网络仿真技术已成为研究和开发网络应用的重要手段。
网络仿真技术能够模拟真实网络环境,帮助开发者在实验环境中测试和验证网络协议、算法以及应用程序的正确性和性能。
近年来,我国网络仿真技术有所发展,但仍存在一定的提升空间。
因此,从产业结构改革的角度出发,我们提出此网络仿真软件开发应用方案。
二、工作原理网络仿真软件的工作原理基于网络仿真协议,通过构建虚拟网络环境,模拟网络流量的产生、传输和处理过程。
主要的工作步骤如下:1.建立仿真模型:根据实际网络情况,建立相应的仿真模型,包括网络拓扑结构、节点设备、通信协议等。
2.生成虚拟网络流量:根据设定的网络流量模型,生成虚拟的网络流量数据。
3.模拟网络运行:通过网络仿真软件模拟网络运行,再现网络流量的传输和处理过程。
4.收集和分析数据:通过收集和分析仿真过程中的数据,评估网络协议、算法以及应用程序的性能和正确性。
三、实施计划步骤1.需求分析:明确软件开发的实际需求,确定网络仿真的目标、范围和预期结果。
2.团队组建:组建包含开发、测试和数据分析在内的专业团队。
3.技术研究:研究网络仿真技术、相关协议及具体实现方法。
4.软件设计:根据需求分析和技术研究结果,进行软件设计,包括架构设计、模块划分、接口定义等。
5.软件开发:按照设计文档进行软件开发。
6.软件测试:进行严格的软件测试,包括功能测试、性能测试、安全测试等。
7.部署实施:完成软件的部署工作,并进行实际运行测试。
8.效果评估:根据实际运行效果,进行评估和分析,提出改进意见。
四、适用范围本方案适用于需要进行网络应用开发和优化的企业、科研机构和学校等单位。
通过本方案的实施,可以有效地模拟和测试网络环境,提高网络应用的性能和稳定性,降低开发成本和风险。
同时,本方案也适用于对新涌现的网络协议、算法以及应用程序进行研究和分析。
五、创新要点1.采用先进的仿真算法:本方案采用最新的仿真算法,可以更准确地模拟网络环境,提高仿真结果的准确性和可信度。
无线网络通信及其应用课程的虚拟仿真实验教学设计与实现目录1. 内容综述 (3)1.1 无线网络通信概述 (4)1.2 无线通信技术发展 (5)1.3 虚拟仿真实验教学的重要性 (6)1.4 本课程教学目标 (8)2. 无线网络通信基础知识 (9)2.1 无线网络通信原理 (11)2.2 常见无线通信标准 (11)2.3 无线信号传播特性 (13)2.4 无线网络架构 (14)3. 虚拟仿真实验教学设计 (16)3.1 目标用户分析 (18)3.2 教学内容规划 (19)3.3 虚拟仿真实验环境的构建 (19)3.4 实验教学流程设计 (21)4. 无线网络通信实验项目 (22)4.1 无线网络接入实验 (24)4.2 智能手机网络通信实验 (25)4.3 无线传感器网络实验 (25)4.4 无线Mesh网络实验 (26)4.5 无人机定位与通信实验 (29)5. 实验教学资源开发 (30)5.1 虚拟实验平台搭建 (31)5.2 实验指导书的编写 (32)5.3 实验演示视频的制作 (34)5.4 互动问答系统设计 (35)6. 实验教学实施 (35)6.1 实验教学方法与策略 (37)6.2 实验操作步骤 (38)6.3 实验数据分析与解释 (39)6.4 实验评价体系的建立 (41)7. 实验教学效果评估 (42)7.1 学生学习效果评估 (44)7.2 教师教学效果评估 (45)7.3 实验设备与环境评估 (47)7.4 教学改进与持续发展 (48)8. 案例分析 (50)8.1 虚拟仿真实验教学案例 (51)8.2 无线网络通信产品案例 (52)8.3 在线课程案例研究 (53)1. 内容综述本文档主要对“无线网络通信及其应用课程的虚拟仿真实验教学设计与实现”进行了详细的阐述。
我们对无线网络通信的基本原理和技术进行了梳理,包括无线通信的基本概念、无线信号的传输特性、无线网络的体系结构等。
基于网络系统仿真的设计与实现方法研究网络系统仿真是一种通过计算机模拟网络系统行为和性能的方法。
它可以帮助设计者在实际部署之前评估和优化网络系统的性能,以确保其能够满足特定的需求。
本文将探讨基于网络系统仿真的设计与实现方法,包括仿真模型的建立,仿真参数的设置,以及仿真实验的分析与评估。
首先,网络系统仿真的设计方法主要包括确定仿真目标,建立仿真模型和选择适当的仿真工具等步骤。
确定仿真目标是指明确仿真的目的和需求,例如网络系统的性能评估、容量规划、拓扑设计等。
建立仿真模型是指将实际的网络系统抽象为合理的数学模型,包括设备、链路、协议等元素。
选择适当的仿真工具是指根据需求和系统特点选择适合的仿真软件,例如NS2、OMNeT++等。
其次,网络系统仿真的实现方法包括仿真参数的设置和仿真实验的分析与评估。
仿真参数的设置是指根据仿真模型和目标设定合理的参数,例如设备的处理能力、链路带宽、传输延迟等。
仿真实验的分析与评估是指对仿真结果进行统计和分析,包括性能指标的计算、系统行为的观察和比较分析等。
在进行网络系统仿真的设计和实现过程中,有一些值得注意的问题。
首先,应确保仿真模型的可靠性和准确性。
仿真模型应能够准确地反映实际系统的行为和性能,否则仿真结果可能会失去参考价值。
其次,应合理选择仿真工具和算法。
不同的仿真工具和算法具有不同的优缺点,需根据实际需求进行选择。
此外,仿真参数的设置也至关重要,需要根据实际系统的特点和需求进行调整和优化。
网络系统仿真的设计与实现方法研究在实际应用中具有重要价值和意义。
通过仿真,设计者可以在实际投入大量资金和时间之前对系统进行全面的评估和优化,避免可能的风险和损失。
此外,仿真还可以用于性能优化和故障排除,提高网络系统的可靠性和效率。
综上所述,基于网络系统仿真的设计与实现方法研究是一项重要的任务。
通过合理的仿真模型建立、参数设置和仿真实验分析,可以帮助设计者评估和优化网络系统的性能,确保其能够满足特定的需求。
基于OPNET的路由协议仿真教程(AODV、OLSR、DSR等)前⾔:⽬前由于项⽬需要,学习了基于opnet的⽹络仿真⽅法,发现该软件的学习资料少之⼜少,所以将⾃⼰搜集到的学习资料进⾏整理,希望能帮助后来的⼈。
主要参考资料:OPNET⽹络仿真(清华陈敏版)仿真软件介绍:主流仿真软件如下:OPNET:OPNET是商业软件,所以界⾯⾮常好。
功能上很强⼤,界⾯错落有致,统⼀严格。
操作也很⽅便,对节点的修改主要就是对其属性的修改。
由于OPNET14.5及以前的版本都是免费的,所以⽤户量是三种⽹络仿真软件中最多的,这⼀点很像Windows。
QualNet:QualNet是美国Scalable Networks Technologies公司的产品,前⾝是GloMoSim,根源于美国国防部⾼级研究计划署(DARPA)的全球移动通信计划,主要对⽆线移动通信⽹络进⾏了优化处理,从仿真速度上得到了很⼤的提升,同时通过对⽆线信道和射频技术的建模也保证了较⾼的仿真精度。
QualNet基于已经过验证的PARSEC并⾏仿真内核。
每个结点都独⽴进⾏运算,这也和现实相符合。
允许⽤户在真正的并⾏仿真环境当中优化并⾏仿真性能。
对⼩规模同种复杂度的⽹络模型仿真,QualNet仿真速度是其它仿真器的⼏倍,对于⼤规模⽹络,QualNet仿真速度是其它仿真器的⼏⼗倍,如果QualNet采⽤并⾏仿真机制,能达到⽐其它仿真器快千倍的速度。
相⽐与其他仿真软件,QualNet有其过⼈之处,界⾯友好,功能强⼤,接⼝特别灵活(单从接⼝这⼀点上来说,QualNet倒像Windows,⽽OPNET像Mac),在⽤到多系统的联合仿真是特别⽅便,物理层的建模可借助于Matlab实现。
NS:NS的最好⼀个优点就是开源的,当然也是免费的(像Linux吧),由于是开源的,所以可以⽤于构建某些特殊的节点。
但个⼈感觉,如果你不是编程⾼⼿的话,⽤NS仿真的话,会让你头⼤。
《计算机网络》无线局域网设计仿真实验一、实验目的通过使用Packet Tracer软件对WLAN无线局域网设计和模拟仿真,了解WLAN 无线局域网原理;掌握无线局域网的基本组成和设备连接关系;熟悉使用无线路由器配置无线局域网的基本技能。
二、实验原理无线局域网是一种重要的网络接入技术,目前已经得到广泛的应用。
众多无线局域网协议中,最重要的标准是IEEE 802.11,我们常说的无线局域网WIFI 就是用的这套标准。
802.11中规定的无线接入点(AP)是用来把无线主机接入网络的基础设施。
无线终端通过无线的方式连接到AP,而AP通常以有线的方式接入本地网络或互联网。
实验中用到的无线路由器,是无线AP和NAT网关“二合一”的设备。
启动Packet Tracer模拟器软件,添加设备并连线,构建如下图所示WLAN 无线局域网网络拓扑。
三、实验仪器1.硬件实验平台:通用个人计算机;2.软件实验平台:32位或64位Windows操作系统,Cisco Packet Tracer 仿真软件。
四、实验内容1.实验任务1:构建虚拟Internet路由器及互联网Web服务器在PacketTracer主界面中,添加2811路由器Router0和通用服务器Server0。
用自动选择端口方式连接Router0和Server0。
(1)配置Router0:激活FastEthernet0/0,并配置静态IP地址12.0.0.254/24,如下图所示:类似的,继续配置ROUTER0的端口FastEthernet0/1,并配置静态IP地址11.0.0.254/24,并激活端口。
(2)配置服务器Server0:在FastEthernet配置页,设置静态IP地址12.0.0.1/24。
在全局设置页面(Global——>Settings)配置默认网关为12.0.0.254。
检查服务器的HTTP服务是否已开启(默认开启)。
此时可在服务器桌面标签下,打开命令行窗口并使用ping命令,测试服务器到路由器Router0的可达性。
西安郵電大學网络协议分析与仿真课程设计报告书院系名称:计算机学院实验:网络流量分析内容学生:姓名专业:网络工程名称班:级学号:时间:2012年12月15日网络协议分析与仿真课程设计报告网络流量分析一、课程设计目的加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解;掌握流量分析工具的使用,学习基本的流量分析方法。
二、课程设计内容流量分析工具:Wireshark(Windows或Linux),tcpdump(Linux)要求:使用过滤器捕获特定分组;用脚本分析大量流量数据(建议用perl)。
内容:Web流量分析清除本机DNS缓存,访问某一网站主页,捕获访问过程中的所有分组,分析并回答下列问题(以下除1、3、8、11外,要求配合截图回答):(1)简述访问web页面的过程。
(2)找出DNS解析请求、应答相关分组,传输层使用了何种协议,端口号是多少?所请求域名的IP地址是什么?(3)统计访问该页面共有多少请求IP分组,多少响应IP分组?(提示:用脚本编程实现)(4)找到TCP连接建立的三次握手过程,并结合数据,绘出TCP 连接建立的完整过程,注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。
(5)针对(4)中的TCP连接,该TCP连接的四元组是什么?双方协商的起始序号是什么?TCP连接建立的过程中,第三次握手是否带有数据?是否消耗了一个序号?(6)找到TCP连接的释放过程,绘出TCP连接释放的完整过程,注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。
(7)针对(6)中的TCP连接释放,请问释放请求由服务器还是客户发起?FIN报文段是否携带数据,是否消耗一个序号?FIN报文段的序号是什么?为什么是这个值?(8)在该TCP连接的数据传输过程中,找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系,计算这些数据报文段的往返时延RTT(即RTT样本值)。
根据课本200页5.6.2节内容,给每一个数据报文段估算超时时间RTO。
第23期2020年8月No.23August ,2020基于eNSP 的OSPFv3路由仿真设计与实现摘要:随着IPv4地址的耗尽和国家大力推进IPv6的发展和部署,高校在本科教学中也应该提升IPv6相关知识内容的教学比例。
学校结合实际情况,引入华为模拟器eNSP 进行实践教学,设计了一系列IPv6相关的实验供学生学习。
文章主要介绍了基于eNSP 设计的IPv6动态路由协议OSPFv3的配置和应用,帮助学生理解和掌握OSPFv3协议。
关键词:eNSP ;模拟器;OSPFv3;IPv6中图分类号:TP393.1文献标志码:A 江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information李双梅(南京工业大学浦江学院计算机与通信工程学院,江苏南京211222)基金项目:南京工业大学浦江学院校级重点教育教学改革研究项目;项目编号:2019JG008Z 。
2019年第二批教育部产学合作协同育人项目;项目编号:201902180011。
作者简介:李双梅(1982—),女,湖北潜江人,讲师,硕士;研究方向:计算机网络和人工智能。
引言IPv4的最大问题是其地址资源不足,早在2011年初ICANN 就公开表示,全球IPv4地址已分配完毕[1]。
随着移动互联网、物联网等的快速发展,IPv4地址紧缺问题日益严重,我国大力推进IPv6的发展和部署。
2019年4月16日,工业和信息化部发布《关于开展2019年IPv6网络就绪专项行动的通知》,业界将2019年称为IPv6元年。
在政府、运营商、设备制造商以及其他相关企业的共同努力下,IPv6建设取得了显著成效。
但是在当前计算机网络相关课程的本科教学中,针对IPv6的教学内容稍显不足,特别是在实践应用方面,由于实验设备受限等因素无法满足网络课程对于实践教学的需求。
文章结合学校实际情况,引入华为模拟器eNSP 进行实践教学,设计IPv6相关实验供学生学习和实践。