OPNET在IP網中的應用

易長慶

摘? 要： 針對IP網運行管理過程中面臨的分析驗證需求和設備經費之間的矛盾，在分析OPNET網絡仿真技術引入網絡運維的可行性的基礎上，通過對IP網的OPNET建模與仿真，實現對IP網的低成本高有效性的維護與管理。

關鍵詞： OPNET;IP網

【Abstract】： Aiming at the contradiction between the analysis and inspection requirements and equipment funds faced in the operation and management of IP network， on the basis of analyzing the feasibility of the introduction of OPNET network simulation technology into network operation and maintenance， through the modeling and simulation of OPNET of IP network， the maintenance and management of low cost and high effectiveness of IP network are realized.

【Key words】： OPNET; IP network

0? 引言

目前，IP網作為承載網已成為趨勢與現實。這就要求崗位人員不僅掌握網絡基礎知識，并且具備網絡性能方面的分析與研究能力。但是，由于設備全天時工作，同時，網絡設備價格昂貴等原因，不便于崗位人員在真實環境下通過實驗來模擬、分析線路故障及原因，從而影響網絡運維水平的進一步提高。為此，將OPNET網絡建模仿真技術引入，利用其先進的建模機制、完備的模型庫和完善的外部接口，結合其豐富的統計量收集和分析功能，提高崗位人員運用、分析和網絡的能力。

1? OPNET概述及可行性分析

1.1? OPNET概述

OPNET軟件是仿真真實生活的網絡、評估它們的性能并在潛在問題出現之前識別這些問題的一項優秀的工具。其允許使用者依據需要采用簡單的或復雜的拓撲，學習和評估多樣化的聯網系統，形象化地展示各種聯網概念，并演示在不同條件下網絡性能是如何變化的。

1.2? OPNET應用可行性分析

OPNET具備靈活的層次建模方式，能夠支持所有網絡研究相關通信、設備與協議。其網絡模型架構建立在OSI協議體系模型基礎上，包括三層建模域（如圖1所示）。該種模型架構符合IP網的架構

體系。同時，OPNET采用模塊化、圖形化的建模方式，適合非編程專業人員進行快速、準確的建模仿真，可以保證仿真結果的時效性。

OPNET常用的統計量包含誤碼率、吞吐量、丟包率、負載量、網絡延遲等網絡性能參數。上述統計量涵蓋了IP網的重要測試指標。同時，根據實際需求還可以定義個性化的統計量。通過選擇不同的統計量，可以真實、有效地反映出網絡性能，為后續分析提供決策。

綜上所述，應用OPNET可以從架構、業務和指標等方面全面、真實地模擬業務IP網，反映出網絡的局部或整體性能狀態，為網絡運維提供有效明了的決策輔助手段。

2? 在IP網中的應用

2.1? 華為系列設備的建模

IP網使用國產化設備（如華為系列），而OPNET模型庫自帶的設備模型為3COM、Cisco、Sun等廠家設備，兩者存在一定的差異。因此，建立華為系列設備模型庫是OPNET應用于IP網的難點與基礎。

IP網涉及的網絡設備主要包括路由器、交換機和網絡終端等，分別屬于不同層次，均在節點域進行建模。一個設備對應于一個節點，每個節點內部包含多個節點模塊。節點模塊可以分為處理器類、數據流類和收/發機類三種。處理器功能類的實現在進程域通過Pro-C編程完成，數據流線類和收/發機類則通過管道階段模型實現。

以路由器為例，對外路由涉及衛星通信路由，需要在基礎模塊內添加無線模塊wlan_port_tx和wlan_ port_rx，分別對應衛星通信的上行和下行路由。

2.2? 業務流仿真

在完成設備建模后，就可以建立網絡拓撲模型，如圖2所示。在此基礎上，需要在網絡上添加業務以模擬IP網的運行情況。網絡拓撲添加應用業務是OPNET應用于IP網的又一難點。

IP網的業務，既有Http、Ftp、Voice、Remote Login和Database等標準應用業務，也有需要自定義的特殊應用業務。定義業務需要使用工具節點，如Application Config、Task Config、Profile Config等。

定義業務主要的主要步驟如下：

（1）使用Task Congfig工具對象，配置定制業務的每一個任務;

（2）使用Application Congfig工具對象，配置定制應用;

（3）指定在仿真過程中要收集的統計量;

（4）使用Profile Congfig工具對象，指定采用被配置定制應用的一個用戶概要;

（5）在被仿真的系統中部署所定義的用戶概要。

2.3? 業務流仿真

在完成網絡架構搭建和業務配置的基礎上，通過合理假設場景，就可以模擬特定故障。在此基礎上，可以查看故障現象，包括丟包情況、誤碼情況、

網絡延遲等。并可以根據預案修改相應網絡參數，驗證故障是否得以解決。在此過程中，不影響實際設備的使用。

為反映故障現象，需要按需分別勾選節點仿真量和全局仿真量，如圖3所示。其中，節點仿真量僅反映單一設備的統計結果，全局仿真量反映整個網絡的統計結果。一般來說，觀察結果時一般先觀察全局統計量發現故障，再觀察節點統計量定位故障。

按需設置仿真時間后運行仿真。若軟件安裝存在問題或其它模型庫文件匹配等問題，運行面板會出現紅色告警信息，所建網絡模型不能運行。若無告警，所建網絡模型可以運行，但仍可能出現運行結果不正確的情況。此時需要查看DES日志。一般來說，一次運行產生3條或以下的DES日志，則說明仿真配置正確，且OPNET未識別出異常。否則，就要根據DES日志進行分析修改模型配置參數。

3? 結束語

面對IP網日益復雜的網絡結構以及繁雜的業務類型，采用OPNET進行網絡性能仿真和分析，不失為一次積極且有意義的探索。通過對IP網的建模仿真，可以使崗位人員一方面加深了對網絡知識和技術的理解，另一方面提高了對現有網絡進行分析、優化和維護管理的能力。

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