OPNET在IP网中的应用

易长庆

摘  要： 针对IP网运行管理过程中面临的分析验证需求和设备经费之间的矛盾，在分析OPNET网络仿真技术引入网络运维的可行性的基础上，通过对IP网的OPNET建模与仿真，实现对IP网的低成本高有效性的维护与管理。

关键词： OPNET;IP网

【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網作为承载网已成为趋势与现实。这就要求岗位人员不仅掌握网络基础知识，并且具备网络性能方面的分析与研究能力。但是，由于设备全天时工作，同时，网络设备价格昂贵等原因，不便于岗位人员在真实环境下通过实验来模拟、分析线路故障及原因，从而影响网络运维水平的进一步提高。为此，将OPNET网络建模仿真技术引入，利用其先进的建模机制、完备的模型库和完善的外部接口，结合其丰富的统计量收集和分析功能，提高岗位人员运用、分析和网络的能力。

1  OPNET概述及可行性分析

1.1  OPNET概述

OPNET软件是仿真真实生活的网络、评估它们的性能并在潜在问题出现之前识别这些问题的一项优秀的工具。其允许使用者依据需要采用简单的或复杂的拓扑，学习和评估多样化的联网系统，形象化地展示各种联网概念，并演示在不同条件下网络性能是如何变化的。

1.2  OPNET应用可行性分析

OPNET具备灵活的层次建模方式，能够支持所有网络研究相关通信、设备与协议。其网络模型架构建立在OSI协议体系模型基础上，包括三层建模域（如图1所示）。该种模型架构符合IP网的架构

体系。同时，OPNET采用模块化、图形化的建模方式，适合非编程专业人员进行快速、准确的建模仿真，可以保证仿真结果的时效性。

OPNET常用的统计量包含误码率、吞吐量、丢包率、负载量、网络延迟等网络性能参数。上述统计量涵盖了IP网的重要测试指标。同时，根据实际需求还可以定义个性化的统计量。通过选择不同的统计量，可以真实、有效地反映出网络性能，为后续分析提供决策。

综上所述，应用OPNET可以从架构、业务和指标等方面全面、真实地模拟业务IP网，反映出网络的局部或整体性能状态，为网络运维提供有效明了的决策辅助手段。

2  在IP网中的应用

2.1  华为系列设备的建模

IP网使用国产化设备（如华为系列），而OPNET模型库自带的设备模型为3COM、Cisco、Sun等厂家设备，两者存在一定的差异。因此，建立华为系列设备模型库是OPNET应用于IP网的难点与基础。

IP网涉及的网络设备主要包括路由器、交换机和网络终端等，分别属于不同层次，均在节点域进行建模。一个设备对应于一个节点，每个节点内部包含多个节点模块。节点模块可以分为处理器类、数据流类和收/发机类三种。处理器功能类的实现在进程域通过Pro-C编程完成，数据流线类和收/发机类则通过管道阶段模型实现。

以路由器为例，对外路由涉及卫星通信路由，需要在基础模块内添加无线模块wlan_port_tx和wlan_ port_rx，分别对应卫星通信的上行和下行路由。

2.2  业务流仿真

在完成设备建模后，就可以建立网络拓扑模型，如图2所示。在此基础上，需要在网络上添加业务以模拟IP网的运行情况。网络拓扑添加应用业务是OPNET应用于IP网的又一难点。

IP网的业务，既有Http、Ftp、Voice、Remote Login和Database等标准应用业务，也有需要自定义的特殊应用业务。定义业务需要使用工具节点，如Application Config、Task Config、Profile Config等。

定义业务主要的主要步骤如下：

（1）使用Task Congfig工具对象，配置定制业务的每一个任务;

（2）使用Application Congfig工具对象，配置定制应用;

（3）指定在仿真过程中要收集的统计量;

（4）使用Profile Congfig工具对象，指定采用被配置定制应用的一个用户概要;

（5）在被仿真的系统中部署所定义的用户概要。

2.3  业务流仿真

在完成网络架构搭建和业务配置的基础上，通过合理假设场景，就可以模拟特定故障。在此基础上，可以查看故障现象，包括丢包情况、误码情况、

网络延迟等。并可以根据预案修改相应网络参数，验证故障是否得以解决。在此过程中，不影响实际设备的使用。

为反映故障现象，需要按需分别勾选节点仿真量和全局仿真量，如图3所示。其中，节点仿真量仅反映单一设备的统计结果，全局仿真量反映整个网络的统计结果。一般来说，观察结果时一般先观察全局统计量发现故障，再观察节点统计量定位故障。

按需设置仿真时间后运行仿真。若软件安装存在问题或其它模型库文件匹配等问题，运行面板会出现红色告警信息，所建网络模型不能运行。若无告警，所建网络模型可以运行，但仍可能出现运行结果不正确的情况。此时需要查看DES日志。一般来说，一次运行产生3条或以下的DES日志，则说明仿真配置正确，且OPNET未识别出异常。否則，就要根据DES日志进行分析修改模型配置参数。

3  结束语

面对IP网日益复杂的网络结构以及繁杂的业务类型，采用OPNET进行网络性能仿真和分析，不失为一次积极且有意义的探索。通过对IP网的建模仿真，可以使岗位人员一方面加深了对网络知识和技术的理解，另一方面提高了对现有网络进行分析、优化和维护管理的能力。

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