资源描述：
《网络模拟和仿真技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、网络模拟和仿真技术环/球/IT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
2、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(Continuoussimulation)和离散事件模拟(Discreteeventsimulation),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(Networksimulation)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
3、时问点发生的,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(EventScheduler),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(EventList),遵循先进先出FIFO(FirstInFirstOut)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图1模拟软件执行流程计笪机粒富2005.12IE1环/球/IT事件列表中删除,l-1时狭取列表中下一个时间点发生的事件并执行,如图1所示.事件执行到事件列表为空
4、即事件全部执行完毕为止.值得注意的是,这的发生时间参考的是模拟软件1人】部的模拟时钟,而不是91,界物理时钟,模拟时钟代表了模拟的时间推进速度,是一一个抽象的时间,并不一定和外界的墙钟对应.图2展示r使用网络模拟软件的主要步骤.网络模型构造和模拟试验这两个部分都是需要小断调试和修改的过程,以提高最终验证结果的准确度和精度.构造时也不能设置过多无用的参数,使得网络模型过于臃肿庞大,降低模拟效率,可能导致仿真精度高甚笠仃在较大的误差.网络模拟相关软件甲.期的l圳络模拟晏使用C/C+斗或者其他一通辟j性程序设计语言,由于网络系统逐渐变得复杂,网络事件的确定性又往往很难表征出来,不同
5、的研究人员可能会采用不的设计方法和结构,得到的结果不尽相I,缺乏公认的n靠标准.随着计算机络技术的快速发展,也出现_lr很多々门的络模拟软件.下面简介几种比较流行的网络模拟软件.1,NS2NS2(NetworkSilnulatotV2)是美国DARPA支持的VINF坝日的核心部分,山IRNl_,UCBerke]Y和lSl联合开发.它是?个町扩展的,易配置的,可编程的离散事件驱动的模{fJ,器,络模型库也括拓扑模型,流量模型和i爻模型等.为了兼顾效率和运行速嚏,Ns2采用亡^l-14-笛士几士夸9nn191.确定研究对象+2.研究对象的相关流程模型和数学模型定义茹3.网络模拟器
6、内部模型模型实现或扩充构一4.网络模拟器内部模型验证I5.构造一定的网络场景和拓扑运行6.运行网络模拟器模进行模拟拟试●验7.搜集实验结果进行分析图2便用模拟软件的流程C¨和OTcl(ObjectTC[)两种编程语言实现.NS2定义了相关的模块用于记录模拟的结果,可以指定文件名对模拟过程及相关参数进行跟踪.它提供rXgraph用来以图形的方式显示模拟结果,Nam(NetworkAnimator)用来动态展示模拟场景的动画效果.NS2将各种网络设备抽象为节点,因此不能对具体设备的网络处理能力进行模拟.NS2是一?个开放源代码的网络模拟软件,口f以根据需要对其模型库和核心组件进行
7、修改和扩充.主页l1ttp://www.isi.cvtu/rlsllalil,/i1s.2.OPNETOPNET最早是于l986年MIT的两个博士共同创建的,后来由此成立了OPNETTechnologiesInc.公司进行开发成为着名的商业网络模拟软件.Modeler为OPNE1,中主要的核心模拟组件,它结合了基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法,采用层次性的模拟方式(I-tierarchicalNetworkModeling),节点模块建模完全符合OSI模型,共提供了3层建模机制,底层为进程(Pr
