探析一种面向网络系统设计的网络设计仿真器nds-2的设计与实现

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1、中国科学院研究生院博士学位论文一种面向网络系统设计的网络设计仿真器NDS-2的设计与实现姓名：解永良申请学位级别：博士专业：计算机系统结构指导教师：王行刚20030701中国科学院计算技术研究所博士学位论文摘要网络仿真是网络系统设计的重要方法。由于现有的一些网络仿真软件不能满足网络系统设汁的要求，因此我们设计、开发了一种新的面向网络系统设计的网络设计仿真器NDS一2并开展了相关的研究工作。本文针对系统仿真技术、网络仿真技术、信息网络系统设计与性能评价方法、高性能交换结构及其调度算法等方面进行了重点研究，并开展了

2、网络设计仿真器NDS一1、NDS．2的系统设计与实现工作。现将工作总结如下：1．研究了系统仿真技术、离散系统仿真、网络仿真技术的基本过程、实现方法、具体应用，并着重对网络仿真的基本方法、存在问题及现有的网络仿真软件进行比较详细地研究，指出现有网络仿真软件不能适应网络系统设计的需要，确立了本课题的研究依据。对网络仿真软件NS．2进行了详细地分析与研究，为网络设计仿真器NDS一1、NDS．2的设计与实现打下了很好的基础。2．讨论了信息网络系统设计与性能评价的基本内容、研究方法，并对几种主要的研究方法进行了分析与比较

3、，指出不同方法的特点以及网络仿真技术在辅助网络系统设计和性能评价方面所具有的优势。3．研究了高性能交换结构中输入排队、输出排队、组合输入输出排队的实现方法。并着重对输入排队及组合输入输出排队调度算法的吞吐量、稳定性、公平性、延迟控制、组播支持等方面进行了研究。4．在NDS一1的设计与实现工作中，提出建立一个开放式的、模块化的、面向对象的、可视化交互的一体化网络建模与仿真平台，为网络研究和设计人员提供一个直观的、灵活的、易操作的网络图形化建模与仿真数据分析界面。完成了NDS一1的系统设计并实现了可视化编辑器、仿真

4、脚本生成器、网络仿真核心选择、仿真数据分析器，并给出了应用NDS一1进行多媒体网络性能评价的系统实例。5，在NDS．2的设计与实现工作中，提出了面向网络系统设计的网络设计仿真器应包括网络协议仿真、网络设备仿真、网络应用仿真。协议仿真主要是协议建模与仿真；设备仿真主要是通过仿真反映设备不同的体系结构和性能指标；应用仿真主要是仿真不同应用的统计特性。NDS一2具有如下特点：TCP／IP协议仿真基于真实的TCP／IP协议栈、物理网络仿真基于网络协议模型、设备仿真基于网络设备模型、应用仿真基于网络应用的统计特性模型、采

5、用事件驱动方式来进行网络仿真、采用脚本语言和面向对象语言相结合。完成了NDS一2的系统设计并实现了绝大部分功能模块和功能，包括：FTP、Telnet、Http、TCP、UDP、IP、PPP、Ethemet、DDN、SDH、IPRouter、EthernetSwitch、EthernetHub、Host、Pareto、Exponential、ConstBitRate。V种面向网络系统设计的同络设计仿真器NDS．2的设计与实现关键词：网络仿真，网络系统设计、网络性能评价，高性能交换结构、网络设计仿真器NDS一1、N

6、DS．2VI!里坠兰堕竺兰塞查!塞竺竺圭兰堡丝兰ABSTRACTNetworkSimnlationisaimportantmethodofnetworksystemdesign．Becausesomeexistingnetworksimulationsoftwarecan’tbesatisfiedforrequirementofnetworksystemdesign，IhavedesignedandimplementatedanewkindofnetworkdesignsimulatorNDS一2oriente

7、dfornetworksystemdesign，andIhavedonemanyrelativeresearchconcurrently．Inthispaper，1willmainlydiscussaboutsystemsimulationtechnology，informationnetworksystemdesign，highperformanceswitchingarchitectureanditsschedulingalgorithmAndwehavedesignedandimplementedforN

8、DS-1，NDS一2Firstly，wewillsummerizealltheworklistedasbelow：1．Ihavestudiedaboutthebasicprocedure，implementationmethod，mainapplycationofsystemsimulationtechnology，discreteeventsimulation，andnetworks