OPNET与QualNet比较.ppt

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1、OPNET与QualNet介绍,演讲：吴小川,2012-12-06,目录,五、总结,四、模型开发对比,三、软件功能对比,二、客户群对比,一、软件介绍,目录,五、总结,四、模型开发对比,三、软件功能对比,二、客户群对比,一、软件介绍,1.1 QualNet介绍,QualNet是美国Scalable Networks Technologies公司的产品，前身是GloMoSim，根源于美国国防部高级研究计划署(DARPA)的全球移动通信计划，主要对无线移动通信网络进行了优化处理，从仿真速度上得到了很大的提升，同时通过对无线信道和射频技术的建模也保证了较高的仿真精度。QualNet基于已经过验证的PA

2、RSEC并行仿真内核。每个结点都独立进行运算，这也和现实相符合。允许用户在真正的并行仿真环境当中优化并行仿真性能。对小规模同种复杂度的网络模型仿真，QualNet仿真速度是其它仿真器的几倍，对于大规模网络，QualNet仿真速度是其它仿真器的几十倍，如果QualNet采用并行仿真机制，能达到比其它仿真器快千倍的速度。 97-00，DARPA投资给UCLA研发GloMoSim。 2000年，SNT推出GloMoSim商业化版本QualNet。 2004年5月通过美国国防部和商务部批准，对中国开放。,1.1 QualNet介绍,QualNet的协议模块更加独立，更加模块化，可以方便屏蔽、增加、删除

3、某些协议模块。支持TCP/IP协议栈的标准层间接口，用户无需自己开发这种类型(绝大多数的协议都满足，包括大量军方数据通信联网设备)的层间接口；同时支持非标准协议栈的开发，即跨层交互(Cross Layer Interaction)。QualNet具有Batch功能，一次可以选择某些参数的不同取值，只需执行一次，就可以得到同一仿真场景下的不同协议或者同一参数的不同取值情况下的网络性能，进行比较。QualNet仿真结果的数据统计和分析包支持side-by-side 参数逐一比较、直方图和基于文本的统计存储。基于仿真时刻的数据记录由Animator存储。基于文本的统计存储支持后续的各种工具进行数据处

4、理。,1.2 OPNET介绍,OPNET公司起源于麻省理工学院，成立于1986年。1987年OPNET公司发布了它的第一个商业化的网络性能仿真软件，提供了具有重要意义的网络性能优化工具，使得具有预测性的网络性能管理和仿真成为可能。至今OPNET已经发行到了10.0以上版本。它的产品线除了Modeler外，还包括IT Guru、SP Guru、OPNET Development Kit(ODK)和WDM Guru等。 不同的产品针对不同的市场和客户。Modeler主要用于研发，面向研发单位，设备制造商，以及一些大学。ITGuru主要针对大型企业对其内部网络进行管理和分析。SPGuru和WDMGu

5、ru面向运营商。ODK由许多丰富成熟的软件组件库构成，主要用于开发定制的应用程序，用于网络建模、仿真、分析与优化。,1.2 OPNET介绍,OPNET Modeler主要面向于研发，主要功能体现在以下四个方面： 设备的研发：一些设备制造商，如3com,Cisco等，在新的设备投入市场之前，需要将其模型放到OPNET的虚拟网络环境中进行验证。 协议的研发：用于开发用户需要的，或者下一代的通信协议，如IPV6，并且仿真其性能。 网络的研发：用于分析有线/无线设备组网以后的整体性能与特定参数。 业务的研发：开发新型的业务模式。 OPNET Modeler 的功能集中在以上四项，但是并不局限于以上。它

6、可以很灵活的应用于各种网络（有线，无线，卫星以及混合网络）的仿真。,目录,五、总结,四、模型开发对比,三、软件功能对比,二、客户群对比,一、软件介绍,2.1 QualNet客户群,QualNet客户群： 美国陆军电气通信中心、DARPA FCS、雷神、阿拉莫斯实验室、波音、微软、美国航天局、美国空军、丰田等，主要是美国政府部门、军方承包商及世界五百强公司。,2.2 OPNET客户群,OPNET国外客户群： 军方客户：OPNET由于其仿真的精确性，友好的界面以及具备HLA体系接口，成为军方客户进行和网络有关开发时的首选产品。OPNET从1987年产生起，一直被美国军方作为网络建模和仿真的标准，并

7、参与了许多军方项目的开发。 电信级运营商（AT&T,NTT Docomo, France Telecom等）,2.2 OPNET客户群,大型的通信设备制造商（如3COM, Cisco,Nortel Networks,Lucent等）：这部分客户需要OPNET作为其网络设备，协议以及应用开发的工具。 中大型企业（如汇丰银行、Beoing等等）：这部分客户一般具有比较庞大的内部网络，企业的业务依靠网络来进行，一些应用对网络的可靠性以及有效性具有较强的依赖性。,2.2 OPNET客户群,OPNET国内客户群： 国内用户中，有一定影响力的客户较多，如总参通信部，电子部54所，海军自动化所、电子部7所、

8、10所、29所、30所等。在民用方面OPNET在我国的应用也越来越广泛，如信息产业部传输所、大唐电信、中兴通信、华为、MOTOROLA等设备制造商用OPNET进行设备、协议等的开发；中国电信广州研究院、中国电信规划设计院等单位用OPNET进行网络规划、优化。,目录,五、总结,四、模型开发对比,三、软件功能对比,二、客户群对比,一、软件介绍,3.1 QualNet软件功能,QualNet软件包含如下五个部分： QualNet Scenario Designer QualNet Animator QualNet Analyzer QualNet Packet Tracer QualNet File

9、 Editor,QualNet Scenario Designer,QualNet Scenario Designer QualNet Scenario Designer是一个模型设置工具，它允许用户设置地理上分布的物理链接和网络节点的功能参数。通过简单的拖放操作，用户还可以定义每个节点的网络层协议和业务流量特征。,QualNet Scenario Designer,QualNet Animator,QualNet Animator QualNet Animator 向用户提供了深度可视化及分析功能。当仿真运行的时候，用户可以利用动态可视窗口观察通过网络的业务流量及其统计结果。用户还可以进行批

10、量仿真，在仿真结束后观察动态数据。,QualNet Animator,QualNet Analyzer,QualNet Analyzer QualNet Analyzer 是一个图形化工具，它可以显示上百个统计指标。用户可以直接观察预设的参数，或者自定义需要查看的指标。用户还可以使用多实验报表。所有的图表可以导出到电子表格里面。,QualNet Analyzer,QualNet Packet Tracer,QualNet Packet Tracer QualNet Packet Tracer 是一个分组级的可视化工具，用以查看分组经过协议栈的内容变化情况。这是一个有用的调试工具 。,QualN

11、et Packet Tracer,QualNet File Editor,QualNet File Editor QualNet File Editor 是一个文本编辑器，用以对系统文件进行手工编辑，系统大部分文件都支持用文件编辑器打开，如拓扑.config文件、包追踪.trace文件和统计结果.stat文件。输入三个字符，具有自动提示功能 。,QualNet File Editor,3.2 OPNET软件功能,对照QualNet，OPENT也提供了类似但又有区别的功能，包括Project Editor，Node Editor，Process Editor，Link Editor，Path E

12、ditor，Demand Editor，Probe Editor，Simulation Sequence Editor，Antenna Pattern Editor，Filter Editor，ICI Editor，Modulation Curve Editor，Packet Format Editor，PDF Editor等Editor。可以看出，OPNET尽可能的可视化开发。对比介绍下面的部分： 场景设计 动画模拟 数据统计与分析,OPNET场景设计,网络拓扑图：,OPNET场景设计,设备模型库：,OPNET模拟动画,2D Animation,OPNET模拟动画,3D Animation,

13、OPNET统计与分析,Probe model 探针模型用来收集统计量。我们选择统计量的第一种方式是在工程上右点键，在Node Statistics 中有一系列已经分好组的统计量可供选择，其实它们原本的名字99%是从进程模块衍生出来，后来被提升到节点模块中来。如图所示，首先我们选择统计量组别，例如全部有关TCP 的统计都归为同一类，它们所属的类别是在节点模型中定义的，在统计量选择中看到的名字是提升后的名字。,OPNET统计与分析,目录,五、总结,四、模型开发对比,三、软件功能对比,二、客户群对比,一、软件介绍,4.1 QualNet开发新协议,以运输层协议UDP为例说明 udp的头文件和源文件在

14、QUALNET_HOME/libraries/developer/src目录下的transport_udp.h和transport_udp.cpp。 添加新的运输层协议，需要完成以下步骤： 创建头文件和源文件。 修改transport.cpp，包含该协议头文件。 包含这个协议到运输层协议和trace协议列表中。 定义协议的数据结构。 确定特定协议的配置参数格式。 在路由初始化函数（IpRoutingInit）里面调用协议初始化函数。,4.1 QualNet开发新协议,编写协议初始化函数，它应该完成如下任务： 读取并存储配置参数 初始化状态变量和路由表 在IP处注册协议的回调函数 初始化计时器

15、在IP事件dispatcher（分发器）里面调用协议的事件dispatcher。 在QUALNET_HOME/include/api.h里面声明所有新协议用到的事件类型。 编写协议事件dispatcher。 修改IP层函数NetworkRoutingGetAdminDistance。,4.1 QualNet开发新协议,实现协议的routing packet handler。 为协议定义一个IP协议号 写一个函数来处理路由数据包 在IP函数DeliverPacket里面调用路由包处理函数 编写路由器函数及其他协议用到的回调函数。 包含相应代码来完成统计。 声明统计变量 在协议初始化函数里面初始化

16、这些统计变量 适当时候更新这些变量 输出这些变量 如果需要，可以添加动态的统计,4.1 QualNet开发新协议,在IP终结函数NetworkIpFinalize里面调用协议的终结函数。 编写协议终结函数，在它里面调用输出函数（输出变量）。 包含协议头文件和源文件到QualNet文件结构中，编译。 为了使协议在QualNet GUI里面有效，修改GUI设置文件。,4.2 OPNET模型开发,OPNET Modeler采用了层次化的模拟方式（Hierarchical Network Modeling），从协议间关系看，节点模块建模完全符合OSI 标准，业务层-TCP 层-IP 层-IP 封装层-

17、ARP 层-MAC 层-物理层；从网络对象层次关系看，提供了三层建模机制，最底层为进程（Process）模型，以状态机来描述协议；其次为节点（Node）模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性；最上层为网络（Network）模型，反映整个网络拓扑组成。三层模型和实际的协议、设备、网络完全对应，全面反映了网络的相关特性。 同时，Modeler采用面向对象的思路表示网络设备，通过界面设置其属性。 下面介绍网络、节点、进程模型和外部系统模型：,网络模型,网络模型（ Network Model）表示需要模拟的全局网络拓扑。这里面涉及网络拓扑中的子网、节点、链路和地理环境。 网络域中可以包含逻辑上的子域

18、，子域间通过不同类型的通信链路连接。子域的划分可以在多个层次上实现。子网可以被任意深度嵌套。,网络模型全局,网络模型逻辑子域,节点模型,节点模型：节点内部结构，包括功能元素及它们之间的数据流。 节点表示全部的网络设备模型。节点可以包含任意数量不同类型的模块，提供三种类型的连接支持模块间的交互，即包流、统计线、逻辑关联。 包流：模块间数据包的传递。 统计线：模块间提供数字信号或控制信息，一般用于一个模块监视另一个模块的性能和状态。 逻辑关联：标识一个模块间的绑定。当前只用于表示发射机和接收机的成对出现。,节点模型,OPNET的节点域选择通用节点的模型，它特别适用于层次化或协议栈的通信协议模型，协

19、议栈的每一层用一个处理器对象表示，并在相邻层之间定义包流。如下图的TCP/IP协议栈，,进程模型,进程模型：通过有限状态机和扩展的高级语言指定的过程行为（协议、算法、应用）。 进程定义节点域里面的模块需要执行的行为。运行开始后，每个模块只有一个进程，成为根进程，它可以创建新的进程，成为子进程，循环下去。 进程模型使用称为Proto-C的语言表达，Proto-C是状态转换图（STD），高级命令库（内核过程KP）及C/C+一般功能的组合。 进程模型可以定义参数，称为属性，这样就扩大了这些进程模型的更广范围的重用。,进程模型,这些状态转换图参考RFC官方文档。,进程模型,进程模型编程：,外部系统模型,外部系统域：与其他并行运行的离散事件模拟器之间的接口。 节点内部模块需要完成的功能由一个外部的模拟器代替。 此外，模型允许派生，即在已有的模型的基础上进行自定义修改而不用改变它的内部结构或行为。节点和链路模型属性接口可以通过模型派生的机制来修改。目的是避免不必要的重复或重建模型核心功能。,目录,五、总结,四、模型开发对比,三、软件功能对比,二、客户群对比,一、软件介绍,总结,两种软件都是可视化仿真系统，都具有面向对象特性，但也有一些突出的区别，如下：,总结,Thank You !,文档资料整理有不全面或表述不准确的地方，欢迎批评指正，文档仅供参考。,