OPNET对CSMA协议的仿真研究

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1、1•绪论2L10PNET网络仿真器21丄1OPNET软件介绍21.1.2OPNET主要特性21.20PNET层次建模31.2.1进程建模(processmodeling)31.2.2节点建模(nodemodeling)31.2.3网络建模(networkmodeling)31.3OPNETMODELER仿真步骤32.OPNET网络仿真软件应用42.1问题捉出42.2CSMA协议的基本思想43.CSMA/CD模型设计63.1工作站节点模型设计63.2进程模型设计73.3建立网络模型94.运行仿真95•结论10参考文献111绪论在一个使用广播信道的网

2、络屮，当存在多方竞争使用信道时，难免会引起多个用户在同一信道上产生数据冲突，这样就会导致数据帧被破坏，从而使网络的性能也随Z减弱。因此，选择一个完善有效的多路访问协议来解决网络信道冲突的问题是十分必要的。冃前，关于分配一个多路访问信道的I办议有很多，比较有代表性的协议有：Aloha协议、载波检测多路访问协议(CSMA)、无冲突的协议、以及波分多路访问协议(WDMA)o本文主耍介绍了CSMA协议。为了反映和预测网络的性能，网络仿真技术成为对现有网络进行优化设计和规划不可缺少的工具。网络仿真是在计算机中构造虚拟的环境来反映现实的网络环境，通过数学方法

3、来模拟现实屮的网络行为，从而可以有效地提高网络规划和设计的可靠性和准确性，并降低网络投资风险，减少不必要的投资浪费。本文利用OPNET仿真软件来模拟分别使用Aloha和1■持续的CSMA协议的网络，这样有助于仿真和比较不同多路访问协议的性能。仿真时以信道吞吐量作为网络中评价使用不同协议的网络性能的典型参数。1.1OPNET网络仿真器LL1OPNET软件介绍OPNET是一种商业软件,是美国OPNETTechnologiesIns公司的产品。它是一种优秀的网络仿真和建模的丄具。它支持面向对象的建模方式，并提供图形化的编辑界面，更便于用户使用。在新网络

4、项目的设计以及对现有网络的分析方面都有卓越表现，它为通信协议和路由算法的研究提供了与真实网络相同的环境。此外，功能完善的结果分析器为网络性能的分析提供了有效而又直观的工具。1.1.2OPNET主要特性OPNETModeler作为一种主流网络仿真软件，为通信网络和分布式系统的建模提供了全面的模拟仿真开发环境。在网络仿真软件上，它具有丰富的技术、协议、设备模型库和适合各个层次的建模工具以及灵活强大的仿真分析工具。OPNETModeler是一个大型软件包，支持各种网络建模和仿真，具有以下一些主要特性：1、采用面向对象的技术:对象的属性可以任意配置，每一

5、对象属于相应行为和功能的类，可以通过定义新的类来满足不同的系统要求。2、特别适合于通信网络和信息系统的结构化模块：OPNET提供了各种通信网络和信息系统的处理构件和模块，如TCP模块、ATM模块等，用户可以直接调用这些模块。3、图形化：OPNET采用图形化界面建模，为使用者提供三层(网络层、节点层、进程层)建模机制来描述现实的系统，OPNETModeler的儿个编辑器提供了用户编辑模型及OPNET本身内置模型的直观化模型。并且提供了丰富的编程函数供用户调用。4、有限状态机:在过程层次屮使用有限状态机来对其它协议和过程进行建模，用户模型及OPNET

6、内置模型将会口动生成用C语言实现可执行的高效、高离散事件的模拟流程。5、强大的统计性和集成分析功能：OPNET内建了很多性能统计器，它会自动釆集模拟过程的结果数据，同时OPNET也允许用户自定义程序来增强这些统计器的性能。并且对这些采集的数据进行大量的分析，同时以文件和图形的方式输出。1.1OPNET层次建模OPNET中的建模工作在3种不同的环境中完成，提供了3层建模机制。最底层为进程模型，由状态机来描述协议；其次为节点模型，由和应的协议模型构成，反映设备特性；最上层为网络模型。3层模型和实际的网络、设备、协议层次完全对应，全面反映了网络的相关特

7、性。121进程建模(processmodeling)模拟单个对象的行为，使用有限状态机进行建模。每个状态内写人任意的C/C+十代码以及专门为协议编程设计的库函数，用于定义节点内功能模块屮各事件之间的控制流,使用符合工业标准的状态图来描述功能模块内的状态和状态间的控制流。1.2.2节点建模(nodemodeling)建立由相应协议模型构成的节点模型，该层建模将进程建模屮的各个进程互限联成设备，可以反映设备的特性。用于定义网络节点的结构和描述节点中模块间的数据流。通过节点编辑器(nodeeditor)可以描述协议的层次结构，并通过描述功能模块之间的数

8、据流來实现一个网络器件或系统的体系结构。1.2.3网络建模(networkmodeling)负责将节点建模屮建立起来的设备互联成网络，编