包交换--OPNET网络仿真

1、重庆邮电大学研究生堂下考试答卷2015-2016学年第 1 学期考试科目通信系统与网络仿真姓 名年 级学 号 专 业通信与信息工程 2015 年 12 月 10 日 OPNET包交换有线网络建模与仿真实现 一实验目的1. 学习并掌握包交换网络的基本结构。 2.学习并掌握构建拥有子网的包交换网络。 3. 学习并掌握包交换网络外围节点及中心节点的建模方法。 4. 学习并理解外围节点及中心节点中进程的含义。 5. 学习并掌握链路的建模方法 6. 学习并掌握数据包的格式 7. 学习并掌握配置参数收集统计量运行和调试程序并分析结果的能力。二实验过程1.创建一个基本包交换网络 1.1创建新的包格式 在新建

2、中创建一个数据包模块，定义名字为dest_address,大小为2。 1.2 创建链路模型 打开包格式编辑器，选择全双工方式，在链路转发包格式中选择自定义 的包数据速率选择9600，取消链路的纠错功能，选择链路无干扰模式并选择计算点对点的传输时延。 1.3 创建中心交换节点模型 创建节点交换模型需要定义节点模型和进程模型两步 1.3.1定义节点模型 中心交换节点模型由4对收/发信机以及一个中心处理机组成，然后使用数据 包流连接相应的模块，为每个收发信机设置与链路相同的数据速率9600，并选择自定义的数据包。 1.3.2 定义进程模型 中心节点进程模块将接收到的包按照目的地址转交给正确的发信机，

3、然后通过发信机将包发送目的节点，中心节点进程模块通过包流与发信机和收信机相连，因为每个包到达都出发中心节点进程的一次中断，中心节点进程接收到中断后从休眠状态激活执行代码处理包 （1）单击创建状态按钮，然后将光标移到编辑窗口中，单击鼠标左键，放置一个状态，然后单击鼠标右键，命名该状态为idle。 （2）建立状态转移： (3)在转移线上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择Edit Attributes，然后将转移的condition 属性改为PK_ARRVL，并且将executive 属性改为route_pk()。 (4)接下来你需要定义PK_ARRVL 条件的宏单击编辑头块按钮,输入定义宏PK_AR

4、RVL 的代码（5）为idle 状态创建一个指向自身的转移线。（6）在转移线上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择Edit Attributes，然后将转移的condition 属性改为default，右击鼠标关闭对话框（7）接下来你需要编写条件执行代码route_pk(),单击编辑函数块按钮 (8)更改进程的属性：从Interfaces 菜单中选择Process Interfaces,把begsim intrpt 属性的初识值改为enabled。接下来，你需要编译模块：（9）单击编译进程模型按钮。 (10)需要将编译好的进程模型指定给节点模型：从Windows 下拉菜单中选择Node Edito

5、rs，然后找到_pksw_hub。这时节点模型编辑器被激活,在hub 进程上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择Edit Attributes，将process model的属性值改为pksw_hub_proc,保存节点模型1.4 创建外围节点 1.4.1定义外围节点模型 当周边节点生成一个包时，它必须给这个包指定一个目的地址，然后将它发往中心节点。如果周边节点接收到一个包时，它必须计算该包的端对端延时。因此周边节点必须包括一个业务生成模块、一个进程模块和一对点对点收发信机来完成这些任务。(1）按下列方向建立包流：rcvproc；procxmt；srcproc。（2）在src 模块上单击鼠标右键，

6、从弹出地菜单中选择Edit Attribute。（3）在属性表中，选中左边一栏的Packet Interarrival Time（这时该属性变成蓝色），然后单击Promote 按钮。（4）单击Packet Format 属性对应的右边Value 栏，将它更改为pksw_format。（5）参考图，确定你的设置正确，然后单击OK 关闭属性对话框。（6）接下来你需要定义收发机模型属性：（7）在其中一个收信机或收发信机模块上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择EditAttributes。（8）单击channel 属性右边的value 栏，在弹出的信道属性表中将data rate 设置为9600.（9）

7、单击packet formats 栏，在弹出的对话框中单击“Supports All Packet Formats”和“Supports Unformatted Packets”复选框，关掉所有默认支持的格式，然后找到pksw_format 包格式，将它属性改为supported。单击OK 关闭对话框。（10）重复（7）（8）（9）操作到所有的收发信机。（11）接下来你需要定义节点模型的界面属性：Interfaces 菜单中选择Node Interfaces出现节点界面对话框，找到支持的节点类型属性表，除了fixed 外的节点类型对应的Supported 属性设置为no，表明该节点只能作为固定

8、节点。（12）重新定义包间隔的命名，点击Node Interfaces 对话框中选择Rename/Merge按钮。（13）在Unmodified Attributes 栏中找到要更名的属性src.Packet Interarrival Time，然后单击按钮。（14）在Promotion Name 文本栏中中输入新的名字source interarrival time，如图所示。（15）接下来为source interarrival time 属性指定预定值：在Node Interfaces 对话框中，选择新命名的source interarrival time 属性，这时左边的Edit Pr

9、operties 按钮被激活，单击它，这时出现Attribute:source interarrival time 对话框，在Symbol Map 表中，将所有Symbol 对应的Status 变为suppress。（16）在Node interface中除了source interarrival time 外的所有属性的Status 改为hidden。1.4.2定义外围节点进程模型：（1）从File 菜单中选择New，从弹出的菜单中选择Process Model，单击OK 按钮。（2）改变状态的属性：在第一个状态上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 Set name 将其改名为init，并且选

10、择Make State Unforced 使其变为强制的（forced），这时状态颜色变为绿色。将第二个状态更名为 idle。（保持它为红色的非强制unforced 状态），如图所示。（3）按下图所示定义状态（4）接下来，需要定义状态变量和临时变量，单击编辑状态变量工具按钮在状态变量对话框中输入以下内容，如图所示（5）创建一个全局统计探针收集包的端对端延时结果：在进程模型的Interfaces 菜单中选择Declare Global Statistics（申明全局统计量），将Stat Name 属性命名为ETE Delay。在探针描述文本栏中输入Calculates ETE delay by

11、subtracting packet creation time from current simulation time，从File 菜单中选择Save 保存描述文件。1.5创建网络模型（1）从OPNET Modeler 主窗口中的File 菜单中选择New.，从下拉列表中选择Project，（2）首先需要创建一个对象模板，它包含你需要用到的模块，单击打开对象模板工具按钮,在弹出的对话框中单击配置模板按钮Configure Palette,在Configure Palette 对话框中，单击Clear 按钮，（3）单击Node Models 按钮找到pksw_hub 和pksw_node 节

12、点模型并单击右边的Status 栏使其变为included。然后单击OK。（4）在Configure Palette 对话框中，单击Link Models 按钮。（5）找到pksw_link 并包括include 该链路模型。单击OK。（6）在Configure Palette 对话框中，单击OK 按钮，将模板命名为pksw_palette，（7） 在项目编辑窗口中放置一个subnet 模型并命名为pksw1,双击这个子网模块进入它的内部,放置四个周边节点对象pksw_node,放置一个中心节点对象pksw_hub，并将该节点命名为hub,单击模板中的链路对象pksw_link，依次（node

13、_0，node_1，node_2，node_3）连接四个周边和hub 节点，1.5 收集统计量并分析结果选择要收集的结果：（1）在工程窗口的空白处（任意位置）单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择ChooseIndividual DES Statistics。（2）打开Global Statistics 列表，选中ETE Delay（3）在node_0 与hub 间的链路上单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择Choose IndividualDES Statistics。（4） 打开point-to-point 列表，选中上行和下行链路利用率1.6 配置仿真（1） 从DES菜单中选择Configure

14、/Run Discrete Event simulation（2）将随机种子Seed 设置为21，仿真时间设为1000 seconds（2） 给source interarrival time 属性赋值：单击Object Attributes按钮，在attribute中 选择pksw1 source interarrival time 添加间隔时间，这里我们设置成4，40（3） （1）单击执行仿真按钮。（4）仿真完毕后关闭仿真消息对话框，并且关闭仿真配置编辑器。2 实验改进2.1增加baseline节点模型（1） 点击面板上的Scenarios中的Duplicate scenario 选项，复

15、制baseline的场景，然后命名场景为baseline1。（2） 双击hub节点，进入其内部，然后复制收发信机，添加两对收发信机。（3） 单击对象面板，添加节点到subnet中，依次连接节点到hub节点。（4） 按照1.5,1.6所示收集统计量及配置仿真。2.2增加子网模型（1） 点击面板上的Scenarios中的Duplicate scenario 选项，复制baseline的场景，然后命名场景为dual_subnet。（2） 如下图配置hub节点；（3）增加一个一字节的数据包。（4） 修改hub进程中的init，function block，sv。（5） 修改节点模型中的idle的fun

16、ction（6） 修改包的间隔时间为80,8（7） 复制pksw1为pksw2，右击pksw2在属性中修改user id为2。（8） 运行仿真。2.3增加子网节点模型（1） 点击面板上的Scenarios中的Duplicate scenario 选项，复制baseline的场景，然后命名场景为dual_subnet1。（2） 双击hub节点，进入其内部，然后复制收发信机，添加两对收发信机。（3） 单击对象面板，添加节点到subnet中，依次连接节点到hub节点。（4） 增加子网内部的节点（5）运行仿真3. 仿真结果的分析（1） baseline的仿真，蓝线是包间隔时间为4s，红线是包间隔时间4

17、0s，由仿真图像可知，间隔时间越长，其链路的利用率越低。（2）选择ETE delay，蓝线是发包间隔时间为4s，红色为40s，可以看出二者延迟的平均时间差别不大。（3） 由baseline和baseline1的间隔时间为4s的链路利用率比较来看，当间隔时间为4s时，节点为6的模型的链路利用率大于节点为4的链路利用率。（4） 由baseline和baseline1的间隔时间为4s的延迟时间来看，蓝线为4节点的模型，红线为6节点的模型，节点为6的延迟时间明显大于节点为4的模型的延迟时间，节点的多少对延迟的时间是有一定的影响。（5）由baseline和dual_subnet的链路利用率来看，两个子网的线路利用率低于一个子网的线路利用率，两个子网的可能会造成拥塞。（6）由baseline和dual_subnet的延迟来看，红线是两个子网的延迟平均时间，明显高于一个子网的延迟时间。（7）由dual_subnet和dual_subnet1的链路利用率来看，节点为6的线路利用率高于线路为4的线路利用率。（8）由dual_subnet和dual_sub