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： 面向对象模拟的模拟器，主要面向OSI模型的网络仿真 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) OPNET是 优点：面向对象，功能齐全，容易 上手 缺点：定制性欠佳，通过自主编程 实现相关算法过程比较复杂。例如， 要实现无线传感器网络的仿真，需 要自己添加能量模型。 OMNeT++是一个面向对象模拟的模拟器，主要面向OSI模型的网络仿真 提供可灵活配置仿真的组件体系 所包含的网络协议模块不全

Part 1: OPNET基础 ——网络域建模

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

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

OPNET的安装 OPNET Modeler版本 商业软件：版权保护 8.110.0.511.514.5 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

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”

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。）

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。

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

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

从节点内部的进程进行规范，包括决策进程和算法 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 建模域 功能 网络域 从高层设备对系统进行规范 节点域 提供设备内部功能所需要的硬件和软件资源 进程域 从节点内部的进程进行规范，包括决策进程和算法

网络域 网络域 无限分层（子网）

网络域（续） 网络域 拓扑部署 流量和业务配置 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）

节点域 配置硬件设备的内部组成模块 一般不需要改动

进程域简介 状态转移图 程序一般很长（几千行）

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

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

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

项目编辑器-创建项目 步骤（续） 初始化拓扑

项目编辑器-创建项目 步骤（续） 选择网络尺度（Scale）

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

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

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）

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

项目编辑器-流量产生 链路背景流量 优点：简单

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

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）

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

项目编辑器-统计量观测 设置统计量 输出统计量 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

OPNET的优点与缺点 优点 缺点 GUI软件，直观，拓扑部署方便 支持的技术库完善，功能强大 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）

Part 2: NS 2 ——开源仿真工具

内容提纲 NS2介绍 NS2结构 NS2安装和使用 小示例 一些资源

NS2介绍 NS-2是用于网络研究的离散事件仿真工具 NS-2的主要优点 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

实例化一个构件，将会生成两个对象（C++和OTCL对象） NS2结构 分裂对象模型 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）

NS2包含Tcl/Tk,OTcl,NS,Tclcl。 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

文件结构

NS2安装和使用 Windows下的安装(Cygwin) Linux下的安装 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。

推荐linux下安装 系统Ubuntu 10.10 NS2.33 安装完成测试 ns sudo apt-get install libx11-dev , libxmu-dev , libxmu-headers , libxt-dev , libtool 安装完成测试 ns 推荐： Ubuntu : sudo apt-get install tcl8.4 tk8.4 cd ns-allinone-2.34/otcl-1.13/ && ./configure --prefix=/usr --enable-release --enable-devel && make && sudo make install cd ../tclcl-1.19/ && ./configure --prefix=/usr --enable-release --enable-devel && make && sudo make install cd ../ns-2.34/ sudo make install cd ../nam-1.14/ sudo make install cd /usr/local/bin/ sudo strip *

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

写Tcl脚本

分析tr文件（结果）

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…

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\

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/

The End Thanks！