网络仿真与模拟验教案

《网络仿真与模拟》

实验教案

授课教师：

适用专业：

使用班级：

授课时间：

授课学时：

使用教材：《OPNET Modeler网络建模与仿真》

李馨主编

西安电子科技大学出版社，2008

实验指导书：《OPNET Modeler网络建模与仿真》

李馨主编

西安电子科技大学出版社，2008湖北理工学院计算机学院

实验安排表

实验项目一： Opnet基础应用方法

一、实验目的及要求：

（1）掌握Opent中各编辑器的应用方法

（2）掌握Opnet探针的使用方法

（3）掌握Opnet仿真数据的分析与显示

（4）掌握Opnet错误的调试方法。

二、实验任务

（1）学习Opnet工程与场景的建立方法

（2）学习并掌握节点编辑器，进程编辑器等使用方法

（3）学习并掌握ODB错误调试方法

三、实验步骤

（1）自定义若干个通信节点，包括数据发送节点，数据排队节点，数据转发节点，数据接收节点，为这些节点设置数据发生器（泊松分布型）和接收器算法（自动销毁型）（2）自定义一种单向通信链路，数据率为9600Kb/s，串行发送模式，自由随机丢包处理机制，无背景噪声

（3）利用世界地图，从中国北京到英国伦敦，美国纽约，日本东京之间分别建立三条通信线路，中国北京为数据发送节点

（4）在三条通信线路上设置数据探针，学习仿真操作的基本过程，收集数据传输波型图以及链路延迟并加以比较

（5）在上述实验成功的基础上，让学生自由地对仿真模型做进一步的深化设计，使之掌握更多的Opnet应用技巧。

四、学时分配：

4学时

五、实验重点、难点

（1）通信节点的属性设置

（2）数据探针的设置

六、操作要点

1. 地图运用

2. 节点行为的设置

七、注意事项

为了提高使用实验速度，以小组合作的方式进行设计

实验项目二：中小型公司局域网络建模设计

一、实验目的及要求：

（1）分析中小型公司的局域网络需求和任务

（2）选择适合中小型公司的网络设备与拓扑结构

（3）提出完整的网络建模方案

二、实验任务

（1）设计中小型公司的网络拓扑结构

（2）配置中小型公司的设备

（3）对建模方案进行仿真，分析仿真数据，并根据结果进行优化

三、实验步骤

（1）公司可划分成财务部、人事部、研发部、测试部、市场部、Web与邮件服务器室，总经理室等等

（2）对公司各个部门进行需求分析与功能设计，从而配置合适的设备以及网络行为（3）每个部门都采用子网设计模式，各主要部门的计算机数量不少于10台，子网之间用100BASET的链路联接

（4）设置多种类型的Web服务器与邮件服务器的工作模式，并可以增加文件服务器（5）设置除总经理室以外的其它部门的网络流量为高载荷的数据通信

（6）为Web服务器配置防火墙，限制外部网络接入，监视内部向外的通信行为

（7）在各通信链路和服务器上设置数据采集探针

（8）对网络模型进行仿真，分析仿真数据，观察网络流量，网络延迟，服务器的服务性能，为进一步优化网络模型提供技术支持

（9）在上述实验成功的基础上，让学生自由地对仿真模型做进一步的深化设计，使之掌握更多的Opnet应用技能。

四、学时分配：

4学时

五、实验重点、难点

（1）服务器的属性设置

（2）公司各部门内网设计

六、注意事项

为了提高实验效果，以小组合作的方式进行设计，并组织学生讨论设计与优化方案

实验三：校园网络建模设计

一、实验目的及要求：

（1）以普通本科院校为例，分析校园网络的需求

（2）选择校园网络的设备

（3）设计校园网络的拓扑结构

二、实验任务

（1）在Opnet仿真环境中设计校园网络场景

（2）为校园网配置虚拟网络设备并设计网络拓扑结构

（3）对网络模型进行仿真测试，并根据结果进行优化

三、实验步骤

（1）本科大学可划分为校机关和若干个院部

（2）对机关和院部进行需求分析与功能设计，从而配置合适的设备

（3）每个部门都采用子网设计模式，子网之间用100BASET的链路联接，学校网络中心与各子网之间采用1000FX的链路联接

（4）为校网络中心配置Web服务器、邮件服务器、DNS服务器、FTP服务器、核心路由交换机，防火墙，并为服务器设置多种类型的工作模式，防火墙必须限制外网的非法接入，同时监视并记录内部向外的通信行为

（5）设置机关和院部的网络流量为高载荷的数据通信

（6）设计校园地图，合理分配各子网的地理位置和距离

（7）在各通信链路和服务器上设置数据采集探针

（8）对网络模型进行仿真，分析仿真数据，观察网络流量，网络延迟，服务器的服务性能，为进一步优化网络模型提供技术支持

（9）在上述实验成功的基础上，让学生自由地对仿真模型做进一步的深化设计，使之掌握更多的Opnet应用技能。

四、学时分配：

4学时

五、实验重点、难点

（1）服务器的属性设置

（2）公司各部门内网设计

六、注意事项

为了提高实验效果，以小组合作的方式进行设计，并组织学生讨论设计与优化方案

实验四：无线移动广域网的建模设计

一、实验目的及要求：

（1）了解无线移动网络的建模需求

（2）掌握无线移动网络所需的设备和工作方式

（3）设计移动终端的通信协议

二、实验任务

（1）在Opnet仿真环境中设计无线移动网络的工作场景

（2）配置无线移动网络设备和工作模式

（3）设计无线通信协议

（4）对无线移动网络模型进行仿真测试，并根据结果进行优化

三、实验步骤

（1）选择一片1000米×1000米的地理区域，设计一个基于无线移动通信的广域网（2）在地图上设计10个通信基站，并配置合适的网络通信设备，基站之间可采用光纤联接，也可采用IEEE802.16e无线协议连接

（3）在地图上设定60个移动通信节点，并分类三大类，每类20个节点，第一类为高速移动节点，第二类为中速移动节点，第三类为基本固定节点（如在家里打手机）（4）三类节点都要进行高数据载荷和低数据载荷通信实验，形成6种通信模式

（5）设计每个节点的移动轨迹，信号强度，背景噪声，干扰噪声，信噪比以及选择合适的数据发生器

（6）对6种通信模式产生的仿真数据进行分析，观察移动通信的特点，重点考察通信延迟与通信流量的分布，并提出下一步改进的方法

（7）在各基站设置数据采集探针，收集无线网络的通信状况

（8）在上述实验成功的基础上，让学生自由地对仿真模型做进一步的深化设计，例如在地图上设立小山和高层建筑物，从而阻挡无线信号的传播，促使学生重新设计通信基站的分布，通信基站之间的无线通信可从球状传播改成定向天线传播，使学生掌握更多的Opnet应用技能。

四、学时分配：

4学时

五、实验重点、难点

（1）节点的属性设置和移动轨迹设置

（2）基站的属性设计

六、注意事项

为了提高实验效果，以小组合作的方式进行设计，并组织学生讨论设计与优化方案