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网络仿真工具介绍

网络仿真工具介绍. 彭金磷 @Infonet 2011.12. 为什么要使用网络仿真工具. 从上至下数据的获取相对来说 越来越 于容易， 但同时可信度和适用性也越来越低. 网络的实现比较灵活，重配置也比较容易 可以捕捉和重现特定的网络事件，可以用来学习大规模网络环境下的行为 主要可以分析的参数包括网络的行为和性能 性能方面的分析比较多。但是有点需要注意的是，在仿真得到的数据中可能是一个宏观的结果，中间的具体的算法细节并没有得到很好的体现 即使是在结果得到以后，也需要对仿真结果进行详细的分析，得出产生这些现象的原因. 现有计算机网络仿真平台主要包括：

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网络仿真工具介绍

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Presentation Transcript

  1. 网络仿真工具介绍 彭金磷@Infonet 2011.12

  2. 为什么要使用网络仿真工具 从上至下数据的获取相对来说越来越于容易， 但同时可信度和适用性也越来越低

  3. 网络的实现比较灵活，重配置也比较容易 • 可以捕捉和重现特定的网络事件，可以用来学习大规模网络环境下的行为 • 主要可以分析的参数包括网络的行为和性能 • 性能方面的分析比较多。但是有点需要注意的是，在仿真得到的数据中可能是一个宏观的结果，中间的具体的算法细节并没有得到很好的体现 • 即使是在结果得到以后，也需要对仿真结果进行详细的分析，得出产生这些现象的原因

  4. 现有计算机网络仿真平台主要包括： • OPNET商业化的通信网络仿真平台 • OMNeT++ (Objective Modular Network Testbed in C++) 面向对象模拟的模拟器，主要面向OSI模型的网络仿真 • NS-2 (Network Simulator 2)

  5. Part 1: OPNET基础 ——网络域建模

  6. Agenda • OPNET简介 • OPNET的安装 • OPNET仿真环境简介 • OPNET项目编辑器 • OPNET的优点和缺点

  7. OPNET简介 • OPNET Technologies, Inc • 业界公认的强力GUI网络仿真软件 • 五个核心系列 • Modeler、IT Guru、SP Guru 、WDM Guru、ODK和NetBizODK

  8. OPNET的安装 • OPNET Modeler版本 • 8.110.0.511.514.5 • 商业软件：版权保护 • 无论哪个版本，安装之前请先安装MS Visual C++ 6.x或Visual Studio.net，并注册环境变量 • Opnet8.1已有破解。10.0.5使用8.1的License，但部分组件不可用（不影响一般使用） • 14.5有单独的破解，但仍有部分组件不可用

  9. Opnet10.0.5的安装 • 安装opnet8.1，获取License(过程较为复杂) • 拔掉网线（或关闭本地连接），关闭防火墙 • 执行modeler_81a_pl8_win32.exe（modeler核心），按提示安装。License类型选Standalone • 执行models_81_may02_17_win32.exe（opnet库文件），按提示安装 • 将8.1.A_PL3_8_Crack目录下的文件拷贝到XXX\OPNET\8.1.A\sys\pc_intel_win32\bin下 • 运行Opnet Modeler，打开License Management，此时显示“no license”

  10. Opnet10.0.5的安装 • 安装opnet8.1(续) • 关闭License Manager，但不要关闭OPNET Modeler • 打开OPNET Modeler的Edit－Preference菜单，license_server应设为localhost，licenser_server_standalone应该为TRUE。若修改了设置，则重启OPNET Modeler • 双击bin目录下的Mk_Lic.exe，回车继续，等到出现结束提示后，回车关闭该窗口。（等待的时间会比较长，如果中途退出，license会不完全。）

  11. Opnet10.0.5的安装 • 安装opnet8.1(续) • 从OPNET Modeler的License-License Management菜单启动License Management， 此时License文件中应该已经有100x35个License了，关闭License Management。 • 在OPNET Modeler的License-Product Modules菜单里选择所有的项目，确定后重新启动OPNET Modeler，此时就可以正常使用OPNET Modeler了。

  12. Opnet10.0.5的安装 • 安装opnet10.0.5 • 依次执行modeler_100A_PL1_win32.exe（opnet modeler核心）、models_100a_aug20_2003_win32.exe（opnet库）、modeler_docs_14-Aug-2003_win32.exe（opnet帮助和说明文档） • 运行opnet modeler，在OPNET Modeler的License-Product Modules菜单里选择所有的项目，即可正常使用

  13. Opnet14.5的安装 • 依次执行modeler_145A_PL1_7116_win.exe、models_145A_PL1_27Feb08_win.exe、modeler_docs_28-Jan-2008_win.exe，安装OPNET14.5 • 执行OPNET.Modeler.11.5.License.MakerFFS.exe，产生license

  14. OPNET仿真环境简介 • 图形用户界面 • 层次化、模块化建模机制 • 三层建模机制

  15. 网络域 • 网络域 • 无限分层（子网）

  16. 网络域（续） • 网络域 • 拓扑部署 • 设备选择：3Com, Cisco, Sun等 • 通信链路选择：PPP OCx/DSx, SONET OCx, 10BaseT等 • 手动或文件导入拓扑 • 流量和业务配置 • 客户端：业务特征（HTTP、FTP等） • 服务器：支持何种业务（HTTP、FTP、email等）

  17. 节点域 • 配置硬件设备的内部组成模块 • 一般不需要改动

  18. 进程域简介 • 状态转移图 • 程序一般很长（几千行）

  19. Opnet编辑器 • 项目编辑器 • 节点编辑器 • 进程编辑器 • 链路编辑器 • 包编辑器 • 天线模式编辑器 • 接口控制信息编辑器

  20. 项目编辑器-创建项目 • 用途：创建工程文件，包括场景、拓扑、硬件设备等 • “项目-场景”工作流程 • 创建项目 • 创建场景 • 复制场景 • 导入或创建拓扑结构 • 导入或创建流量 • 选择要输出的结果和报告 • 运行仿真 • 查看结果 • 作出变更 • 重新运行仿真 • 比较结果

  21. 项目编辑器-创建项目 • 步骤 • 创建Project与Scenario：Filenew…

  22. 项目编辑器-创建项目 • 步骤（续） • 初始化拓扑

  23. 项目编辑器-创建项目 • 步骤（续） • 选择网络尺度（Scale）

  24. 项目编辑器-创建项目 • 步骤（续） • World:选择地图（map） • Campus/ Enterprise:指定大小

  25. 项目编辑器-创建项目 • 步骤（续） • 选择技术（Technologies）：指定需要的设备列表

  26. 项目编辑器-拓扑生成 • 拓扑的生成 • 生成方式：手动设置/从文件导入 • R&D多采用手动设置 • 设备选择：与具体场景有关，对硬件设备有一定了解（如链路PPP DS0/DS1、SONET OC3等） • 参数设置：对所要仿真的技术有足够深入的了解（如无线设备的发射功率）

  27. 项目编辑器-流量产生 • 常见的三种流量产生方式 • 链路背景流量：为一条联络设置背景流量 • Demand流量：创建一条端到端的流量 • 配置业务流量：可设置整个网络流量

  28. 项目编辑器-流量产生 • 链路背景流量 • 优点：简单

  29. 项目编辑器-流量产生 • Demand流量 • 优点：用来设置端到端单条流量

  30. 项目编辑器-流量产生 • 配置业务流量 • 比较复杂 • 两个配置器 • Application（应用配置器） • Profile（分布配置器）

  31. 项目编辑器-流量产生 • 配置业务流量（续） • Application：配置服务器所支持的应用，如FTP、Email、HTTP等 • Profile：配置终端用户产生的流量分布，如进行何种业务（FTP、HTTP等）、何时开始和结束等 • 配置Profile时需指定Application • 难点在于Application和Profile的参数设置

  32. 项目编辑器-统计量观测 • 设置统计量 • 右键选择Choose Individual DES Statistics • 对设备、链路均可设置统计量 • 在空白处右键Choose…可设置全局统计量 • 输出统计量 • 右键View Results • 很多情况下不能直接用OPNET的输出图，而需要将结果输出到文件，然后自己用工具画图。这需要在进程层进行相关操作

  33. OPNET的优点与缺点 • 优点 • GUI软件，直观，拓扑部署方便 • 支持的技术库完善，功能强大 • 缺点 • 技术库完善而强大程序十分复杂，修改十分困难 • 耗CPU和内存，不适合PC上的大规模网络仿真（Router>100，TE>1000）

  34. Part 2: NS 2 ——开源仿真工具

  35. 内容提纲 • NS2介绍 • NS2结构 • NS2安装和使用 • 小示例 • 一些资源

  36. NS2介绍 • NS-2是用于网络研究的离散事件仿真工具 • 可以进行对固定，无线，卫星以及混合等多种网络的仿真 • 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 ，组播业务 • NS-2的主要优点 • 源代码公开，很多研究人员对NS-2进行了扩展 • 能有效支持无线多跳网络的仿真，包括协议栈、混合仿真的支持和场景工具等。 • 可扩展性强，速度和效率优势明显

  37. 分裂对象模型 NS2结构 编译运行 速度快 适合实现核心算法 解释执行 易于修改 适应于配置文件设置 实例化一个构件，将会生成两个对象（C++和OTCL对象）

  38. NS2包含Tcl/Tk,OTcl,NS,Tclcl。 • Tcl是一个开放脚本语言，用来对NS2进行编程； • Tk是Tcl的图形界面开发工具，可帮助用户在图形环境下开发图形界面 • OTcl是基于Tcl/Tk的面向对象扩展，有自己的类层次结构； • NS为本软件包的核心，是面向对象的仿真器，用C++编写，以OTcl解释器作为前端； • Tclcl则提供NS和OTcl的接口，使对象和变量出现在两种语言中

  39. 文件结构

  40. NS2安装和使用 • Windows下的安装(Cygwin) • 只提供了Cygwin的安装方式，所以首先要安装Cygwin，注意需要源码安装NS2成功的话，在安装Cygwin的时候，注意要安装这些模块：gcc，make，autotools，还有如x11相关的类库（NAM需要）。 • Linux下的安装 • 安装相应的软件包（每个类型的操作系统有自己的安装方式，比如debian可以使用aptitude来安装，Redhat可以使用yum等），然后使用源码安装。

  41. 推荐linux下安装 • 系统Ubuntu 10.10 NS2.33 • sudo apt-get install libx11-dev , libxmu-dev , libxmu-headers , libxt-dev , libtool • 安装完成测试 • ns

  42. OTCL解释器 _____________ NS2仿真库 事件调度器 网络组件 分析仿真结果 仿真结果 OTCL脚本文件 可视化仿真过程

  43. 写Tcl脚本

  44. 分析tr文件（结果）

  45. 最常用的网络参数： • 吞吐量（丢包率），延时，延时抖动 • Tr文件统计 • awk , python…

  46. 在NS2的包中已经包含有众多的例子程序，学习NS2最快的方法就是从这些例子开始。在NS2的包中已经包含有众多的例子程序，学习NS2最快的方法就是从这些例子开始。 • 具体位置：ns-allinone-2.33\ns-2.33\tcl\ex\

  47. 一些资源 • 百思论坛 http://www.baisi.net • NS入门：http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial/ • 柯老师网站：http://140.116.72.80/~smallko/ns2/ns2.htm • 国内也出了两本中文书 • 无线NS2： http://www.crhc.uiuc.edu/wireless/assignments/simulations/

  48. The End Thanks！

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