网络仿真工具的比较分析

熊 辉

(四川职业技术学院 计科系，四川 遂宁 629000)

1 引言

各种网络仿真工具在此背景下应运而生。本文就常见的三种网络仿真工具(OPNET、NS2及MATLAB)，从它们的运行环境、主要模块及功能、工作流程及应用领域进行了分析比较。

2 Opnet，Ns2，Matlab 简介

OPNET对于网络的设计和管理，一般分为3个阶段：设计阶段、发布阶段，实际运营中的故障诊断、排错和升级优化，能面向网络研发的不同阶段，既可以作网络的设计，也可以作为发布网络性能的依据，还可以作为已投入运营的网络的优化和故障诊断工具。

NS2可以对无线、有线网、卫星网，局域网和广域网等不同的网络形式进行仿真。可以支持HTTP、TCP，UDP协议，支持FTP，Telnet，Web，，CBR and VBR 等高层业务;对无线网络，支持DSR、AODV、DSDV等协议。NS2是一种可扩展易配置和编程的事件驱动网络仿真工具。

MATLAB主要用于概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现的理想的集成环境。由于其完整的专业体系和先进的设计开发思路，使得MATLAB在多种领域都有广阔的应用空间，特别是在MATLAB的主要应用方向— —科学计算、建模仿真以及信息工程系统的设计开发上已经成为行业内的首选设计工具。

3 三种工具的异同之处

3.1 运行环境比较

(1)OPNET 运行环境。平台：Windows、Linux、Unix等各种平台;系统装有C++编译器。

(2)NS2 运行环境。平台：Windows、Linux、Unix、machitosh，还要求系统装有 C++编译器;两种语言：C++、OTcl。

(3)Matlab运行环境。平台：主要是Windows平台。

3.2 主要模块及功能比较

3.2.1 OPNET模块及功能

若固守男女授受不亲之礼，则不应施以援手救嫂子；此时施以援手，则是权的体现。而孟子懂得通权达变，用权变思维处理嫂溺问题。在孔子看来，当处在道德两难的特殊境遇时，道德主体可以暂时牺牲乃至违背较低层次的道德规范，以保证更高层次的道德规范的实现，而这种行为仍具有真正的道德价值，这就是“权”。在处理两难问题时，就需要灵活变通，不能固守于经。权变是人的道德选择，也是道德实践的前提。

(1)OPNET模型分为Network、Node和Process三个层次，分别在图形界面的Project Editor、Node Editor和Process Editor工具中建立。

(2)OPNET提供了一个比较齐全的的基本模型库，主要包括：Ethernet，FDDI，TR，TCP/IP，ATM，FR，PSTN，Cellular phone，wireless network，Client/Server

(3)OPNET采用基于包的建模机制，模拟实际物理网络中packet的流动，包括在网络设备间的流动和网络设备内部的处理过程，模拟实际网络协议中的组包和拆包的过程，可以生成、编辑任何标准的或自定义的packet格式，利用DEBUG功能，还可以在模拟过程中察看任何特定的 packet的包头(Header)和净荷(Payload)的内容。

(4)OPNET采用离散事件驱动的模拟机理，计算效率得到很大提高。

3.2.2 NS2模块及功能

Nam，动态显示网络仿真过程。如：包的传输等等;Xgraph，显示仿真过程的数值特征。如：流量/时间图等;拓扑图生成器：Gt-itm;节点移动生成器：Setdest;传输事件生成器：cbrgen.tcl、tcpgen.tcl。

3.2.3 MATLAB的主要功能

数值计算功能;符号计算功能;数据分析和可视化功能;文字处理功能;SIMULINK动态仿真功能。

3.3 工作流程比较

3.3.1 OPNET的工作流程

理解系统、仿真目的;选择需要的建模方面;定义输入和输出;确定系统模型、输出;运行仿真;系统结果是否准确，验证结果的容错性和精确性;结果是否足够详细和统计可用。

3.3.2 NS2的工作流程

定义网络结构、输出文件、退出过程和网络事件，配置响应的硬件参数，确定拓扑图和传输事件文件以及节点移动文件，在运行过程中，打开输出文件，按照定义的事件，运行拓扑图，同时将过程数据写入输出文件，调用退出过程，接着调用Nam或Xgraph显示并关闭输出文件。

3.3.3 MATLAB的工作流程

MATLAB及其丰富的Toolbox资源的支持，可以方便地进行具有开创性的建模与算法开发工作，并通过MATLAB强大的图形和可视化能力反映算法的性能和指标。所得到的算法则可以在Simulink环境中以模块化的方式实现，通过全系统建模，进行全系统的动态仿真以得到算法在系统中的动态验证。

3.4 应用领域比较

MATLAB主要应用于控制器及控制对象、信号处理系统、通信系统、机电液一体化设计开发。OPNET、NS2能够较好的对通信系统进行仿真，MATLAB一般是高端应用，OPNET和NS2主要用于通信系统设计开发的网络仿真方面。OPNET和NS2支持底端应用和硬件接口。

4 小结

网络仿真技术是一种全新的网络规划设计方法，该技术以其独特的技术手段，成为一种经济、有效和其他传统方法不可替代的网络设计的有力工具。随着数据网络的日趋复杂、网络规模的日渐庞大，对网络仿真技术的需求必将越来越迫切，网络仿真的应用也将越来越广泛，网络仿真技术将成为数据网络规划设计不可缺少的工具。

［1］http：//www.china-ns.com

［2］http：//www.ns.nl

［3］http：//www.opnet.com

［4］http：//www.matlab-world.com