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网络模拟和仿真技术基础随着网络技术的发展，研究人员不断开发出新的网络协议、算法和应用，以适应日渐增长的网络通信需要。
然而由于网络的不可控、易变和不可预测等特性的存在，给新的网络方案的验证、分析和比较带来了极大的困难。
虽然构建试验床(Testbed)可以部分解决此类问题，但是试验床的造价高昂，且对大规模网络试验的支持较差。
在这种情况下，网络模拟和仿真作为一种新的网络设计和规划技术，无疑给网络研究提供了方便、高效的验证和分析工具。
一、什么是网络模拟“模拟”(simulation)是通过建立真实系统的模型来研究系统在一定条件下的行为，它通过建立实际系统的数学模型并按照相同的运行机理模拟真实系统的动态行为。
它是脱离真实系统独立运行的，主要分为连续模拟(Continuous simulation)和离散事件模拟(Discrete eventsimulation)，.. 前者用于模拟随时间连续变化的系统，而后者则假设系统的变化由事件触发，系统状态的变化是基于离散的事件点发生的。
网络模拟(Network simulation)通过构造可控、可重现网络状况的虚拟网络环境，在数学建模和统计分析的基础上对网络行为进行模拟，从而获取特定的网络特性参数，观察特定的网络行为。
网络上各种事件如丢包、延迟的发生都是在各可能的离散时间点发生的，因此网络模拟是对随机离散事件的模拟，这里的“事件”即网络状态的变化。
在模拟软件内部，事件由各种虚拟网络模型产生。
同时，软件内部一般都存在一个离散事件驱动的事件调度器(Event Scheduler)，它是模拟软件的核心组成部分。
事件调度器维护一个按照发生时间进行排序的事件列表(Event List)，遵循先进先出FIFO(First In First Out)的方式执行事件。
模拟核心处理完当前事件之后即把当前事件从事件列表中删除，同时获取列表图1 模拟软件执行流程中下一个时间点发生的事件并执行，如图1 所示。
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术虚拟仿真技术是指通过计算机软硬件实现对真实世界的虚拟仿真，以达到模拟实际情况的目的。
在计算机网络搭建中，虚拟仿真技术能够模拟网络环境，进行网络设备的测试、网络拓扑的构建和网络性能的评估等。
下面将介绍计算机网络搭建中常用的虚拟仿真技术。
一、网络仿真软件网络仿真软件是一种可以模拟网络环境、网络设备和网络流量的软件工具。
网络仿真软件能够模拟各种网络拓扑结构，并在模拟环境中进行网络设备配置、网络流量模拟和性能测试等操作。
常见的网络仿真软件有Cisco Packet Tracer、GNS3、EVE-NG等。
1. Cisco Packet Tracer：是思科公司开发的一款网络仿真软件，主要用于模拟网络设备和网络拓扑结构。
它提供了丰富的网络设备库和模拟网络环境，可以用于学习和实验网络技术。
2. GNS3：是一种基于Dynamips和QEMU的网络仿真软件，主要用于模拟Cisco路由器和交换机。
它支持多种网络设备的模拟，并可以进行复杂网络拓扑的构建和网络性能测试。
3. EVE-NG：是一种功能强大的网络虚拟化平台，可以模拟各种网络设备和操作系统。
它支持多种网络设备的模拟和连接，并提供了丰富的虚拟网络功能和运行环境。
以上网络仿真软件都可以通过虚拟化技术搭建模拟网络环境，并进行网络设备配置、网络拓扑构建和网络性能测试等操作。
二、虚拟机技术虚拟机技术是一种通过软件实现对计算机硬件的虚拟化，将一台物理机分割成多个逻辑上独立的虚拟机实例，每个虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序。
在计算机网络搭建中，虚拟机技术可以用于模拟多个网络节点，构建复杂的网络拓扑结构。
1. VMware：是一种常用的虚拟机软件，它可以在一台物理机上运行多个虚拟机实例。
每个虚拟机可以配置不同的操作系统和网络设置，从而模拟多个网络节点或网络服务。
三、云平台技术云平台技术是一种通过虚拟化技术、分布式计算和网络连接实现对计算、存储和网络资源的共享和调度。
总第２２３期２０１３年第１期舰船电子工程Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．３３Ｎｏ．１２５ 计算机网络仿真技术及仿真工具＊张贤军１ 李 鹤２（１．北京海淀区复兴路２０号网管中心 北京 １００８４０）（２．９１９１７部队２０分队 北京 １００８４１）摘 要 网络仿真是分析、研究、设计和改善网络性能必不可少的工具。
文章主要介绍了网络仿真技术的基本概念、特点、应用，并在此基础上介绍了当前常用的仿真工具的基本情况，对了解、选择网络仿真系统具有实际参考价值。
关键词 网络仿真技术；仿真工具中图分类号 ＴＰ３９１．３Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＴｏｏｌｓＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｊｕｎ１ ＬＩ Ｈｅ２（１．Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ，Ｎｏ．２０，Ｆｕｘｉｎｇ Ｒｏａｄ，Ｈａｉｄｉａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８４０）（２．Ｕｎｉｔ ２０，Ｎｏ．９１９１７Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８４１）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆｔｈｅｓｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏｏｌｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｎｄ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏｏｌｓ．Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏｏｌｓＣｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＰ３９１．３１ 计算机网络仿真技术概述目前，随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的迅猛发展，需要通过网络传送的信息越来越多，以及网络带宽与网络规模的不断扩充，以数学计算为基础的传统网络设计理论己经无法满足数据网络的实际需要，所有这些，都对网络研究人员提出了许多新的挑战，因此，越来越需要一种新的网络规划和设计手段来提高网络设计的客观性和设计结果的可靠性，降低网络建设的投资风险。
５１计算机教育 2005.12环／球／ＩＴ随着网络技术的发展，研究人员不断开发出新的网络协议、算法和应用，以适应日渐增长的网络通信需要。然而由于网络的不可控、易变和不可预测等特性的存在，给新的网络方案的验证、分析和比较带来了极大的困难。虽然构建试验床（Ｔｅｓｔｂｅｄ）可以部分解决此类问题，但是试验床的造价高昂，且对大规模网络试验的支持较差。在这种情况下，网络模拟和仿真作为一种新的网络设计和规划技术，无疑给网络研究提供了方便、高效的验证和分析工具。
什么是网络模拟“模拟”（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）是通过建立真实系统的模型来研究系统在一定条件下的行为，它通过建立实际系统的数学模型并按照相同的运行机理模拟真实系统的动态行为。它是脱离真实系统独立运行的，主要分为连续模拟（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）和离散事件模拟（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｅｖｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ），前者用于模拟随时间连续变化的系统，而后者则假设系统的变化由事件触发，系统状态的变化是基于离散的事件点发生的。网络模拟（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）通过构造可控、可重现网络状况的虚拟网络环境，在数学建模和统计分析的基础上对网络行为进行模拟，从而获取特定的网络特性参数，观察特定的网络行为。网络上各种事件如丢包、延迟的发生都是在各可能的离散时间点发生的，因此网络模拟是对随机离散事件的模拟，这里的“事件”即网络状态的变化。在模拟软件内部，事件由各种虚拟网络模型产生。同时，软件内部一般都存在一个离散事件驱动的事件调度器（Ｅｖｅｎｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ），它是模拟软件的核心组成部分。事件调度器维护一个按照发生时间进行排序的事件列表（Ｅｖｅｎｔ Ｌｉｓｔ），遵循先进先出ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）的方式执行事件。模拟核心处理完当前事件之后即把当前事件从
网络模拟和仿真技术北京航空航天大学计算机学院 方维维 王锐／文
图１ 模拟软件执行流程５２计算机教育 2005.12
摘要本文介绍了网络仿真技术现状、进展趋势，探讨了基于Packet Tracer仿真软件的网络仿真进程。
分析了校园网络设计方案中涉及的关键技术。
重点论述了利用Packet Tracer实现校园网络设计方案的详细步骤和进程。
关键词校园网络；仿真； Packet Tracer1 引言随着互联网的进展，人们对网络的需求愈来愈多样化，从原先只传输文本信息的基础上增加了更为丰硕的语音、数据、图像和多媒体等业务，因此需要加以改造以适应网络需求的进展。
改造进程之前的方案设计，利用网络仿真软件进行仿真显然要比传统网络设计方式强。
传统网络设计方式有实验方式，分析方式。
他们的比较如表1所示。
址由于无法预知而抓不住设计要点。
单纯的依托体会进行网络的计划和设计已经不能适应网络的进展，网络仿真技术应运而生，本文用到的Packet Tracer 软件确实是网络仿真技术功效之一。
具体来讲，网络仿真技术是一种通过成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[1]。
从应用的角度上看，网络仿真技术有以下特点：①全新的模拟实验机理，使其具有在高度复杂的网络环境下取得高可信度结果的特点。
②利用范围广，既能够用于现有网络的优化和扩容，也能够用于新网络的设计。
③初期应用本钱不高，而且建好的网络模型能够延续利用，后期投资还会不断下降[2]。
2 网络仿真技术的现状在国外，网络仿真技术的研究和应用已经有10连年的历史。
最近几年来，由于数据网络日趋复杂、网络规模日趋庞大，网络仿真技术应用于网络计划和设计的需求日渐强烈。
于是，网络仿真软件厂商最近几年来纷纷把应用和开发重点转向网络计划和设计方面，将用户由原先的研究开发人员转向网络计划和设计人员，简化软件界面和操作流程，强化软件的工程应用能力，使得网络模型的成立慢慢自动化，加速网络建模的速度。
本文用到的Packet Tracer5.00确实是其中的一个例子。
Atoll-LTE仿真说明书目录1新建工程 (3)2导入地图 (4)3设置投影方式和投影带 (6)4设置传播模型 (7)4.1 LTE频率范围介绍 (7)4.2 传播模型介绍 (7)5网络信息导入 (11)5.1 导入Sites表 (11)5.2 导入Antennas数据 (12)5.3 Transmitters导入 (13)5.4 Cells导入 (14)5.5 添加基站 (15)5.5.1 基站模板设置 (15)5.5.2 逐个添加基站 (18)5.5.3 添加一组基站 (19)5.6 MIMO的设置 (20)5.7 Bearers的设置 (24)6绘制polygon (26)7设置LTE PARAMETERS (28)8设置标准差和穿透损耗. (33)9给transmitter赋传播模型 (34)10传播损耗预算 (38)11分配邻小区 (39)11.1 手动分配功能 (39)11.2 自动分配邻小区 (40)12分配频率 (43)12.1 手动分配频率 (43)12.2 自动分配频率 (43)13分配小区ID (47)13.1 手动分配小区ID (47)13.2 自动分配小区ID (47)14建立话务地图 (50)15用户列表 (54)15.1 新建用户列表 (54)15.2 计算用户列表 (57)16仿真 (60)17网络性能预测 (63)17.1 生成仿真覆盖图 (63)17.2 仿真统计性报表查看 (64)1新建工程打开Atoll程序后，在下图所示的界面中点击按钮，或选择菜单File->Open。
Atoll打开一个空白的LTE模版工程。
工程模板中已经包含了缺省提供的天线数据库。
图 1-1 建立工程2导入地图把clutter, height和vector文件夹下面的index文件分别导入,次序不限.导入的时候注意选择对应的数据种类,如下图所示,导入clutter的时候数据种类选择”clutter classes”,导入height时数据种类选择”Altitudes”,导入vector的时候选择”vectors”. 图中的embed选项表示是否把地图嵌入工程,如果嵌入,工程无论转移到哪台机器上打开都不需要地图.图 2-1 Data type其中,clutter导入后,双击Geo下面的“clutter classes”项, 打开Clutterclasses properties对话框，在其中“Description”页面下点击“Refresh”按钮,这样可以滤除掉地图中实际上没有的地物项。
