网络仿真环境

OPNET标准模型库
• • • • • • • • • • • 标准模型库分成下述几类： 数据链路层 网络层 路由协议 传输层协议 物理层 实用程序 综合仿真目标 应用层 无线模型 厂商设备模型
OPNET仿真无线通信网络参数
• • • • • • • • • • • 无线电天线图（长、段、车载天线的增意图等） 天线方位 发射功率 传输及传播延迟（包大小、通道率、收发信机之间的距离） 节点的轨迹（三维空间）。 收信机噪声图 调节类型（fsk、bpsk等） 收信机灵敏度 纠错力 外部接口（ECM、干扰源、大气电离层影响等） ………
QualNet Packet Tracer
• QualNet Packet Tracer 是一个分组级的可视化工具，用以查 看分组经过协议栈的内容变化情况。这是一个有用的调试 工具 。
NS2 (NETWORK SIMULATOR)
• NS2是一个由UC Berkeley开发的用于仿真各种IP网络的为主 的优秀的仿真软件。该软件的开发最初是针对基于UNIX系 统下的网络设计和仿真而进行的。 • NS2的设计实现了使用两种程序设计语言，C++和Otcl。这 两种程序设计语言都是面向对象的。C++程序模块的运行 速度非常快，是强制类型的程序设计语言，容易实现精确 的，复杂的算法，但是修改和发现，修正bug所花费的时 间较长，因为它比较复杂。Otcl是脚本程序编写语言，是 无强制类型的，比较简单，容易实现和修改，容易发现的 修正bug，虽然它的运行速度和C++的模块相比要慢很多。
OPNET国外客户群
• 军方客户：OPNET由于其仿真的精确性，友好的界面以及 具备HLA体系接口，成为军方客户进行和网络有关开发时 的首选产品。OPNET从1987年产生起，一直被美国军方作 为网络建模和仿真的标准，并参与了许多军方项目的开发。 • 电信级运营商（A&T,NTT Docomo, France Telecom等） • 大型的通信设备制造商（如3COM, Cisco,Nortel Networks,Lucent等）：这部分客户需要OPNET作为其网络 设备，协议以及应用开发的工具。 • 中大型企业（如汇丰银行、Beoing等等）：这部分客户一 般具有比较庞大的内部网络，企业的业务依靠网络来进行， 一些应用对网络的可靠性以及有效性具有较强的依赖性。
QualNet
• QualNet是一种应用于无线、 有线网络的快 速而且精确的动态开发、仿真系统。 • Qualnet产品系列具备高速并行运算能力， 具备良好的可扩展性，并且完全忠实于实 际网络的体系结构以及协议。
QualNet的部分用户
• 美国陆军电气通信中心、DARPA FCS、雷神、 阿拉莫斯实验室、波音、微软、美国航天 局、美国空军、丰田等
QualNet软件包
• • • • • QualNet Scenario Designer QualNet Animator QualNet Analyzer QualNet Packet Tracer … … …
QualNet Scenario Designer
• QualNet Scenario Designer是一个模型设置工具，它允许用 户设置地理上分布的物理链接和网络节点的功能参数。通 过简单的拖放操作，用户还可以定义每个节点的网络层协 议和业务流量特征。
QualNet Animator
• QualNet Animator 向用户提供了深度可视化及分析功能。 当仿真运行的时候，用户可以利用动态可视窗口观察通过 网络的业务流量及其统计结果。用户还可以进行批量仿真， 在仿真结束后观察动态数据。
QualNet Analyzer
• QualNet Analyzer 是一个图形化工具，它可以显示上百个 统计指标。用户可以直接观察预设的参数，或者自定义需 要查看的指标。用户还可以使用多实验报表。所有的图表 可以导出到电子表格里面。
QualNet主要特点
• 采用标准C语言编译，用户易于修改调用仿真自己的协议 • QualNet按照网络的七层架构采用模块化设计，有利于用 户直接选择想仿真的协议模块，各个层之间采用标准的 API接口 • 可以作为真实网络的一部分，参与到网络的测试中 • 在无线移动通信网络上面主要对进行了无线信道和射频的 仿真优化处理，从仿真速度上得到了很大的提升 • 跨平台运行于Linux, Solaris, Windows, Mac OS, IRIX等操作系 统
N源自文库3
• NS3项目是一个始于2006年的开源项目，负责开发ns3软件。 • • • • • “NS3项目”的主要文档由四部份组成： NS3Doxygen/Manual：模拟器公共API的说明文档 Tutorial Reference Manual：参考手册 NS3 wiki (NS-3维基百科)
OPNET的缺点
• 价钱昂贵.OPNET的单使用者授权费超过2万5千美金. • 学习的进入障碍很高，通过专门培训而达到较为熟练程度 至少需一个多月的时间 • 仿真网络规模和流量很大时, 仿真的效率会降低。 • 软件所提供的模型库是有限的，因此某些特殊网络设备的 建模必须依靠节点和过程层次的编程方能实现。 • OPNET对路由协议的仿真比较适合，但是对链路的仿真好 想就只能通过Pipeline stage来做。
OPNET 在国内应用
• 进入中国的时间不长，但也已经有三十多家用户。这三十 多家用户中，有一定影响力的客户较多，如总参通信部， 电子部54所，海军自动化所、电子部7所、10所、29所、 30所等。在民用方面OPNET在我国的应用也越来越广泛， 如信息产业部传输所、大唐电信、中兴通信、华为、 MOTOROLA等设备制造商用OPNET进行设备、协议等的开 发；中国电信广州研究院、中国电信规划设计院等单位用 OPNET进行网络规划、优化。
OPNET
• OPNET Modeler主要面向于研发，主要功能体现在以下四个方面： • －设备的研发：一些设备制造商，如3com,Cisco等，在新的设备投入 市场之前，需要将其模型放到OPNET的虚拟网络环境中进行验证。 • －协议的研发：用于开发用户需要的，或者下一代的通信协议，如 IPV6，并且仿真其性能。 • －网络的研发：用于分析有线/无线设备组网以后的整体性能与特定 参数。 • －业务的研发：开发新型的业务模式。 • 虽然OPNET Modeler 的功能集中在以上四项，但是并不局限于以上。 它可以很灵活的应用于各种网络（有线，无线，卫星以及混合网络） 的仿真。 以下列出它的一些典型的应用示例：
NS与OPNET比较
• OPNET与NS的关系有点象windows和linux的关系。而它们 也分别是在这两个环境下（OPNET在win，NS在linux）安 装使用最匹配。 • 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。是优点也是其缺点，如果你需要 特殊的节点或很适合自己的节点就不如NS方便。同时，由 于是商业软件所以版本推出不如NS快。 • NS是自由软件，免费，这是与OPNET相比最大的优势，因 此它的普及度较高，是OPNET强有力的竞争对手。 • NS界面不如OPNET，虽然功能也很强大，但不容易上手。
移动网络仿真平台
仿真环境
• 1、OPNET • 2、QualNet • 3、NS2/NS3
OPNET
• 概述：OPNET产品分为如下几个系列：
• 不同的产品针对不同的市场和客户。Modeler主要用于研 发，面向研发单位，设备制造商，以及一些大学。ITGuru 主要针对大型企业对其内部网络进行管理和分析。SPGuru 和WDMGuru面向运营商。ODK是一个软件开发工具包，由 许多丰富成熟的软件组件库构成。ODK主要用于开发定制 的应用程序，用于网络建模、仿真、分析与优化。
NS2
• NS2设计的出发点是基于网络仿真，它集成了多种网络协 议，业务类型，路由排队管理机制，路由算法。此外，NS 还集成了组播业务和应用于局域网仿真有关的部分、MAC 层协议。其仿真主要针对路由层，传输层，数据链路层展 开，因此NS可以进行对固定，无线，卫星以及混合等多种 网络的仿真。 • NS的特点是源代码公开；可扩展性强；速度和效率优势明 显。