校園網絡性能的仿真與分析

溫金輝

（中山市港口理工學校，中山 528447）

校園網絡性能的仿真與分析

溫金輝

（中山市港口理工學校，中山 528447）

當今，隨著數字化校園的推進，學校幾乎所有工作都依賴于校園網絡。它的正常運轉與否直接影響到學校的教育教學工作。但是當前校園網的硬件條件是否能滿足當前日益增長的網絡需求，我們不得而知。OPNET是一款獲得國際上廣泛認可的仿真分析軟件，用它對校園網進行性能的仿真分析很有實用意義。仿真結果表明，當只配置最基本業務時，網絡性能是理想的，這符合預期。但增加節點和視頻業務后，網絡性能顯得不能接受，需要進行必要的升級。

OPNET；校園網；仿真

1 OPNET軟件簡介

OPNET軟件是由美國OPNET Technologies Inc.公司開發，最開始是麻省理工受美國軍方委托開發的。在大學、研究機構和大型公司有廣泛的應用。它模型庫完備，仿真分析工具的功能強大，特別適合開展網絡仿真的研究，是現在國際上先進的網絡仿真平臺。它具有高準確性和仿真速度快的特點。OPNET在軍用和民用等領域都獲得較好的認可，曾被評為“世界級網絡仿真軟件”。

2 我校校園網現狀

我校最初構建的校園網絡結構較為簡單，規模也不完善，核心設備選型檔次不高。網絡拓撲如圖1所示。

3 初次仿真與分析

網絡的建模過程其實是將網絡拓撲映射到OPNET仿真環境中。因為網絡建模的復雜性，仿真建模最基本的考慮就是等同性，即仿真系統與實際系統不一定完全相同，注意等同就可以了。

3.1 仿真的業務配置

（1）定義應用

校園網絡主要服務教學與管理，網絡的主要應用是基本業務，如HTTP，FTP，Email等，這些業務都是客戶端訪問服務器的端對端業務。我們的業務都可以從中找到：①HTTP業務配置②FTP務配置③Email業務配置。

圖1 校園網絡拓撲

（2）設定業務主詢

業務主詢指學校所用到的應用，學校內部用到的應用有Email、FTP、HTTP等。

（3）配置服務器支持的應用

配置服務器業務有：FTP、HTTP、Email，設定服務器的參數。

（4）設定客戶端業務主詢

設定客戶端的業務主詢要與服務器應用相對應，所以為FTP、HTTP、Email即可。

3.2 運行仿真

設定要收集的統計量，仿真運行時間設定為0.5h。

3.3 仿真結果分析

仿真結果分析如下：

（1）數據包接收速率Traffic received（packets/sec）

圖2 數據包接收速率

結果分析：主交換機開始時有一個短暫延遲，接著串高至1050 packets/sec，最后在300 packets/sec。

（2）數據包轉發速率Traffic forwarded（packets/sec）

圖3 數據包轉發率

結果分析：主交換機開始時初始化有短暫延遲，接著沖高至1050packets/sec，最后在了300packets/sec，與交換機的包接收速率是吻合，說明交換機轉發數據包的性能良好。

（3）丟包率Traffic dropped（packets）

圖4 丟包率

結果分析：從圖中可以看到，主交換機丟包率很低，接近于0，說明性能良好。

（4）網絡延遲Ehtemet delay（sec）

圖5 網絡延遲

結果分析：以太網的網絡延遲上升至0.006s左右后，保持平穩。說明此時的網絡延遲是可以接受的。

初次仿真小結：從以上的仿真得出結論，收集主交換機的各項性能統計量都是比較理想，以太網網絡延遲為0.006s也是理想的。說明原有網絡只配置FTP、HTTP、Email等最基本應用，主交換機是性能良好的，網絡性能是理想的。但是目前的情況是我校的學生數在增加，教師數在增加，人均擁有的節點數也在增加。而且多樣化的信息需求已經不是簡單的FTP、HTTP、Email三種基本業務，視頻、語音等業務現在早已成為校園網內的必需。考慮到擴展性，必須考慮原網絡增加節點和增加其他業務的情況。

4 增加節點和業務后的仿真

復制一個場景，將上網節點數由原來的1500上調到3000，并在原來的簡單業務基礎上增加視頻業務。所有節點配置支持視頻業務，運行仿真0.5h。

網絡延遲Ehtemet delay（sec），如圖6。

結果分析：增加節點和視頻業務后網絡延遲穩定在0.225s-0.250s之間的區域，對比之前的是0.006s，由毫秒級猛增到了秒級，這個延遲是不能接受的。

再看HTTP頁面響應時間，如圖7。

結果分析：增加節點和視頻業務后，HTTP頁面響應時間處于0.275s-0.300s的區間，也是達到了秒級單位，這個響應時間也是不能接受的。

圖6 增加節點和視頻業務后的網絡延遲

圖7 增加節點和視頻業務后的HTTP頁面響應時間

5 結語

用OPNET軟件對我校校園網的性能進行了兩次仿真分析，仿真的結論是，原有網絡只配置FTP、HTTP、Email等最基本應用，主交換機是性能良好的，網絡性能是理想的。但增加節點和視頻業務后，網絡延遲和HTTP頁面響應時間都是秒級，這是不能接受的。考慮到以后的網絡擴展性，需要進行必要的升級。

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[8]周慧.OPNET網絡仿真及其應用研究:[D].武漢:武漢科技大學圖書館,2009.

Simulation and Analysis of the Campus Network Performance

WEN Jin-hui
（Gangkou Technical School of Zhongshan，Zhongshan528447）

Nowadays,with the development of digital campus,almost all of the work of the school depends on the campus network.Its normal operation or not has a direct impact on the work of the school.However,we cannot sure that the current campus network hardware conditions can meet the growing demand for the network.OPNET is an internationally accepted simulation analysis software,it is very useful to simulate the performance of campus network.The simulation results show that the network performance is ideal when only the most basic services are configured,which is in line with expectations.However,after adding nodes and video services,the network performance is not acceptable.Necessary upgrades are needed.

OPNET;Campus Network;Simulation

1007-1423（2017）10-0065-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.10.018

溫金輝（1983-），男，江西贛州人，教師，碩士，研究方向為計算機網絡與教育

2017-02-09

2017-03-20