浅析三种常见的网络仿真软件

王全国 刘苓

摘 要：网络仿真是一种通过建立网络设备、链路和协议模型，模拟网络流量的传输，从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。这种技术能以极低的成本实现复杂网络的再现与分析。网络仿真软件是网络仿真的实现技术，在网络仿真中起着关键作用。文章介绍三种网络仿真软件：OPNET、NS和OMNET，分别分析这三种仿真软件的特点和使用情况。

关键词：网络仿真；OPNET；NS；OMNET

中图分类号：TP391. 9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）32-0088-01

1 网络仿真的必要性

随着信息技术的发展，网络也日益复杂化，多种网络趋于融合，网络负载也日益繁重，在这种情况下如论是对现有网络进行优化还是规划新建网络都是个很有挑战性的课题。

随着网络的日趋复杂，规模日趋庞大，对网络仿真的要求也日益强烈。无论文构建网络、改造升级网络还是测试协议，都需要的对网络性能进行评价，网络的性能进行评价，从而提降低投资风险。越来越需要一种新的网络设计手段，在种背景下，网络仿真软件应运而生。网络仿真技术实际上是通过建立网络链路、协议模型并模拟网络流量的传输，从而获得网络优化数据的目的。它能为网络规划设计提供客观、可靠的依据，缩短网络建构周期。

2 三种常见的网络仿真平台及特点

目前用于网络仿真平台有很多种，如：NS-2、OMNET++、 OPNET等。

2.1 NS-2

NS-2（network simulator-2）是一种面向对象的网络仿真器，它最初是由UC Berkeley开发的，主要用于研究的离散事件的仿真。使用的分裂对象模型，是由OTCL（具有面向对象特性的TCL脚本程序设计语言）和C++系统编程语言共同开发的。之所以共同开发是因为具体协议的模拟和实现，需要一种程序设计语言能够高效率的处理字节（Byte），报头（Packet Header）等信息，而网络仿真要围绕网络组件和环境参数的配置进行，需要的时间越短越好，模拟环境的建立和参数信息的配置一次能够完成比较好，脚本语言有很大的优势，面向对象特性的TCL脚本语言可以充分满足需求。它也是致力于OSI模型仿真，包括物理成行为。

NS-2在配置网络仿真过程中，节点的机构和实际环境中的网络节点非常相似，对于一个网络节点来说，对应的就是地址分类器（Address Classifier）和端口分类器（Port Classifier），在数据传送过程中，首先地址分类器判断IP地址是否与本节点相同，如果相同则发送到相应的节点，如果不相同就将数据包重新发送[1]。

总之，NS-2是开放源代码的自由仿真软件，为我们提供了一个很好的试验平台，实体结构也非常清晰，有利于构建新的网络协议和网络实体。对于源代码用户可以自由下载，它的这一特点决定了它与LINUX操作系统更匹配，NS-2虽然的功能很强大，但是学习的时候不容易上手。

2.2 OMNeT++

OMNeT++英文全称是Objective Modular Network Testbed in C++，是近年来在科学和工业领域里逐渐流行的一种基于组件的模块化的开放的网络仿真平台，是一个基于离散事件的的模拟器，最早用于通信系统和分布式网络的仿真。它在网络仿真领域占据重要地位。

2.3 OPNET Modeler

OPNET Modeler作为美国OPNET Technology公司四大网络仿真系列产品中的重要一员，主要针对有大型复杂网络仿真需要的网络设计专业人员而开发，功能十分强大。

其特点如下：

①对相关特征充分反映真实网络，对应于真实的网络在网络层、设备层和层协议状态机建立了为每个协议描述了底层的过程模型；利用协议模型的设备特征模型；上部中间节点网络模型的网络结构。三层来构建一个接一个相应的建模机制，清晰，且容易理解。

②利用的现状仿真软件更强大的模型库，可以充分满足大众需求的用户。同时，用户也可以选择，同时采用OPNET技术公司提供更强大的专用模型库。

③相对于时间驱动机制模拟误差，为了提高计算效率，同时采用OPNET由离散事件仿真机制（离散的事件驱动）。具体地说，只有当事件发生（网络状态改变）模拟器工作，否则，跳过这时间不执行任何计算。

④实现在同一时间，提高效率的模拟可以得到尽可能详细的仿真结果，同时采用OPNET对数学建模方法基于统计和分析方法基于包，一个混合建模机制。

⑤有一个强大的数据收集、统计、分析、仿真结果验证和仿真报告输出功能，可以实现网络层的性能统计数据，用于各种参数直接收集。

⑥使用现有的网络管理系统的流量数据的拓扑和交通监控系统建立仿真模型，同时采用OPNET专门提供相应的数据接口，提高资源的利用效率和劳动。

业务建模的准确性的关键是任何通信系统性能评估。如果你想获得实际的网络设计有指导意义的结果，所以源用于仿真业务必须能够正确地反映统计特征的实际业务，但由于精度和速度的模拟业务的内在矛盾，因为业务是大量的数据，如声音和视频，如果精确的商业模拟方法可以使整个仿真变得非常缓慢，如果每个数据包发送从应用层，模拟一个两个的声音流可能需要30 min，根据简单的业务，同时采用OPNET提供多种业务建模方法。

3 网络仿真的步骤

三种网络仿真的步骤相似，即包含明确仿真任务，选择仿真内容，运行仿真，分析仿真结果等环节。仿真步骤如图1所示.

4 结 语

由于网络在组建的过程中有一定的复杂性，一般还要求网络容易扩展，所以网络仿真有一定的难度。网络仿真软件理论化的网络设计平台，它能够大大的缩减网络的开发时间，提高研究效率。随着社会的发展，网络世界也变得越来越复杂，对网络仿真技术的需求也逐渐提高，网络仿真技术的软件应用也会越来越广泛。

参考文献：

[1] 徐雷鸣，庞博，照耀. NS与网络仿真[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[2] LUCIO G F， FARRERAM P， JAMMEH E，et al. OPNETmodelerand

NS-2： Comparing the accuracy of network simulators for packe-tl-

evel analysis using a network test bed[EB/OL]. http：//privatewww.e-

ssex.ac.uk/fleum/weas.pdf，2003-07-22.

[3] 沈海红，王进，郑宝玉.基于3种主流网络仿真软件的网络仿真探讨 [J].江苏通信技术，2004，（4）.