1、重慶郵電大學研究生堂下考試答卷2015-2016學年第 1 學期考試科目通信系統與網絡仿真姓 名年 級學 號 專 業通信與信息工程 2015 年 12 月 10 日 OPNET包交換有線網絡建模與仿真實現 一實驗目的1. 學習并掌握包交換網絡的基本結構。 2.學習并掌握構建擁有子網的包交換網絡。 3. 學習并掌握包交換網絡外圍節點及中心節點的建模方法。 4. 學習并理解外圍節點及中心節點中進程的含義。 5. 學習并掌握鏈路的建模方法 6. 學習并掌握數據包的格式 7. 學習并掌握配置參數收集統計量運行和調試程序并分析結果的能力。二實驗過程1.創建一個基本包交換網絡 1.1創建新的包格式 在新建

2、中創建一個數據包模塊，定義名字為dest_address,大小為2。 1.2 創建鏈路模型 打開包格式編輯器，選擇全雙工方式，在鏈路轉發包格式中選擇自定義 的包數據速率選擇9600，取消鏈路的糾錯功能，選擇鏈路無干擾模式并選擇計算點對點的傳輸時延。 1.3 創建中心交換節點模型 創建節點交換模型需要定義節點模型和進程模型兩步 1.3.1定義節點模型 中心交換節點模型由4對收/發信機以及一個中心處理機組成，然后使用數據 包流連接相應的模塊，為每個收發信機設置與鏈路相同的數據速率9600，并選擇自定義的數據包。 1.3.2 定義進程模型 中心節點進程模塊將接收到的包按照目的地址轉交給正確的發信機，

3、然后通過發信機將包發送目的節點，中心節點進程模塊通過包流與發信機和收信機相連，因為每個包到達都出發中心節點進程的一次中斷，中心節點進程接收到中斷后從休眠狀態激活執行代碼處理包 （1）單擊創建狀態按鈕，然后將光標移到編輯窗口中，單擊鼠標左鍵，放置一個狀態，然后單擊鼠標右鍵，命名該狀態為idle。 （2）建立狀態轉移： (3)在轉移線上單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇Edit Attributes，然后將轉移的condition 屬性改為PK_ARRVL，并且將executive 屬性改為route_pk()。 (4)接下來你需要定義PK_ARRVL 條件的宏單擊編輯頭塊按鈕,輸入定義宏PK_AR

4、RVL 的代碼（5）為idle 狀態創建一個指向自身的轉移線。（6）在轉移線上單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇Edit Attributes，然后將轉移的condition 屬性改為default，右擊鼠標關閉對話框（7）接下來你需要編寫條件執行代碼route_pk(),單擊編輯函數塊按鈕 (8)更改進程的屬性：從Interfaces 菜單中選擇Process Interfaces,把begsim intrpt 屬性的初識值改為enabled。接下來，你需要編譯模塊：（9）單擊編譯進程模型按鈕。 (10)需要將編譯好的進程模型指定給節點模型：從Windows 下拉菜單中選擇Node Edito

5、rs，然后找到<initials>_pksw_hub。這時節點模型編輯器被激活,在hub 進程上單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇Edit Attributes，將process model的屬性值改為pksw_hub_proc,保存節點模型1.4 創建外圍節點 1.4.1定義外圍節點模型 當周邊節點生成一個包時，它必須給這個包指定一個目的地址，然后將它發往中心節點。如果周邊節點接收到一個包時，它必須計算該包的端對端延時。因此周邊節點必須包括一個業務生成模塊、一個進程模塊和一對點對點收發信機來完成這些任務。(1）按下列方向建立包流：rcvproc；procxmt；srcproc。（2

6、）在src 模塊上單擊鼠標右鍵，從彈出地菜單中選擇Edit Attribute。（3）在屬性表中，選中左邊一欄的Packet Interarrival Time（這時該屬性變成藍色），然后單擊Promote 按鈕。（4）單擊Packet Format 屬性對應的右邊Value 欄，將它更改為pksw_format。（5）參考圖，確定你的設置正確，然后單擊OK 關閉屬性對話框。（6）接下來你需要定義收發機模型屬性：（7）在其中一個收信機或收發信機模塊上單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇EditAttributes。（8）單擊channel 屬性右邊的value 欄，在彈出的信道屬性表中將data

7、rate 設置為9600.（9）單擊packet formats 欄，在彈出的對話框中單擊“Supports All Packet Formats”和“Supports Unformatted Packets”復選框，關掉所有默認支持的格式，然后找到pksw_format 包格式，將它屬性改為supported。單擊OK 關閉對話框。（10）重復（7）（8）（9）操作到所有的收發信機。（11）接下來你需要定義節點模型的界面屬性：Interfaces 菜單中選擇Node Interfaces出現節點界面對話框，找到支持的節點類型屬性表，除了fixed 外的節點類型對應的Supported 屬性設

8、置為no，表明該節點只能作為固定節點。（12）重新定義包間隔的命名，點擊Node Interfaces 對話框中選擇Rename/Merge按鈕。（13）在Unmodified Attributes 欄中找到要更名的屬性src.Packet Interarrival Time，然后單擊按鈕。（14）在Promotion Name 文本欄中中輸入新的名字source interarrival time，如圖所示。（15）接下來為source interarrival time 屬性指定預定值：在Node Interfaces 對話框中，選擇新命名的source interarrival time

9、 屬性，這時左邊的Edit Properties 按鈕被激活，單擊它，這時出現Attribute:source interarrival time 對話框，在Symbol Map 表中，將所有Symbol 對應的Status 變為suppress。（16）在Node interface中除了source interarrival time 外的所有屬性的Status 改為hidden。1.4.2定義外圍節點進程模型：（1）從File 菜單中選擇New，從彈出的菜單中選擇Process Model，單擊OK 按鈕。（2）改變狀態的屬性：在第一個狀態上單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇 Set na

10、me 將其改名為init，并且選擇Make State Unforced 使其變為強制的（forced），這時狀態顏色變為綠色。將第二個狀態更名為 idle。（保持它為紅色的非強制unforced 狀態），如圖所示。（3）按下圖所示定義狀態（4）接下來，需要定義狀態變量和臨時變量，單擊編輯狀態變量工具按鈕在狀態變量對話框中輸入以下內容，如圖所示（5）創建一個全局統計探針收集包的端對端延時結果：在進程模型的Interfaces 菜單中選擇Declare Global Statistics（申明全局統計量），將Stat Name 屬性命名為ETE Delay。在探針描述文本欄中輸入Calculat

11、es ETE delay by subtracting packet creation time from current simulation time，從File 菜單中選擇Save 保存描述文件。1.5創建網絡模型（1）從OPNET Modeler 主窗口中的File 菜單中選擇New.，從下拉列表中選擇Project，（2）首先需要創建一個對象模板，它包含你需要用到的模塊，單擊打開對象模板工具按鈕,在彈出的對話框中單擊配置模板按鈕Configure Palette,在Configure Palette 對話框中，單擊Clear 按鈕，（3）單擊Node Models 按鈕找到pksw_

12、hub 和pksw_node 節點模型并單擊右邊的Status 欄使其變為included。然后單擊OK。（4）在Configure Palette 對話框中，單擊Link Models 按鈕。（5）找到pksw_link 并包括include 該鏈路模型。單擊OK。（6）在Configure Palette 對話框中，單擊OK 按鈕，將模板命名為pksw_palette，（7） 在項目編輯窗口中放置一個subnet 模型并命名為pksw1,雙擊這個子網模塊進入它的內部,放置四個周邊節點對象pksw_node,放置一個中心節點對象pksw_hub，并將該節點命名為hub,單擊模板中的鏈路對象p

13、ksw_link，依次（node_0，node_1，node_2，node_3）連接四個周邊和hub 節點，1.5 收集統計量并分析結果選擇要收集的結果：（1）在工程窗口的空白處（任意位置）單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇ChooseIndividual DES Statistics。（2）打開Global Statistics 列表，選中ETE Delay（3）在node_0 與hub 間的鏈路上單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇Choose IndividualDES Statistics。（4） 打開point-to-point 列表，選中上行和下行鏈路利用率1.6 配置仿真（1） 從DE

14、S菜單中選擇Configure /Run Discrete Event simulation（2）將隨機種子Seed 設置為21，仿真時間設為1000 seconds（2） 給source interarrival time 屬性賦值：單擊Object Attributes按鈕，在attribute中 選擇pksw1 source interarrival time 添加間隔時間，這里我們設置成4，40（3） （1）單擊執行仿真按鈕。（4）仿真完畢后關閉仿真消息對話框，并且關閉仿真配置編輯器。2 實驗改進2.1增加baseline節點模型（1） 點擊面板上的Scenarios中的Duplica

15、te scenario 選項，復制baseline的場景，然后命名場景為baseline1。（2） 雙擊hub節點，進入其內部，然后復制收發信機，添加兩對收發信機。（3） 單擊對象面板，添加節點到subnet中，依次連接節點到hub節點。（4） 按照1.5,1.6所示收集統計量及配置仿真。2.2增加子網模型（1） 點擊面板上的Scenarios中的Duplicate scenario 選項，復制baseline的場景，然后命名場景為dual_subnet。（2） 如下圖配置hub節點；（3）增加一個一字節的數據包。（4） 修改hub進程中的init，function block，sv。（5）

16、修改節點模型中的idle的function（6） 修改包的間隔時間為80,8（7） 復制pksw1為pksw2，右擊pksw2在屬性中修改user id為2。（8） 運行仿真。2.3增加子網節點模型（1） 點擊面板上的Scenarios中的Duplicate scenario 選項，復制baseline的場景，然后命名場景為dual_subnet1。（2） 雙擊hub節點，進入其內部，然后復制收發信機，添加兩對收發信機。（3） 單擊對象面板，添加節點到subnet中，依次連接節點到hub節點。（4） 增加子網內部的節點（5）運行仿真3. 仿真結果的分析（1） baseline的仿真，藍線是包間

17、隔時間為4s，紅線是包間隔時間40s，由仿真圖像可知，間隔時間越長，其鏈路的利用率越低。（2）選擇ETE delay，藍線是發包間隔時間為4s，紅色為40s，可以看出二者延遲的平均時間差別不大。（3） 由baseline和baseline1的間隔時間為4s的鏈路利用率比較來看，當間隔時間為4s時，節點為6的模型的鏈路利用率大于節點為4的鏈路利用率。（4） 由baseline和baseline1的間隔時間為4s的延遲時間來看，藍線為4節點的模型，紅線為6節點的模型，節點為6的延遲時間明顯大于節點為4的模型的延遲時間，節點的多少對延遲的時間是有一定的影響。（5）由baseline和dual_subnet的鏈路利用率來看，兩個子網的線路利用率低于一個子網的線路利用率，兩個子網的可能會造成擁塞。（6）由baseline和dual_subnet的延遲來看，紅線是兩個子網的延遲平均時間，明顯高于一個子網的延遲時間。（7）由dual_subnet和dual_subnet1的鏈路利用率來看，節點為6的線路利用率高于線路為4的線路利用率。（8）由dual_subnet和dual_su