史晶 咸陽職業(yè)技術學院 電子信息學院

關鍵字：OPNET 建模 網絡仿真

引言

OPNET是Optimum Network的縮寫，是一種先進的主流網絡仿真軟件，可以為通信網絡，包括分布式體系的構建，提供良好的開發(fā)環(huán)境，利用離散事件仿真，對模擬系統(tǒng)的性能進行全方面分析。OPNET Modeler能夠將仿真研究階段，所使用的各類工具，進行有效的整合，最終形成模型設計工具與數(shù)據(jù)分析工具有效結合的仿真系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)層次化建模方法

1.1 系統(tǒng)結構建模分析

在建模過程之中，其核心理念是同等性，建模的整個過程，主要是將實際直接映射到仿真環(huán)境之中，仿真環(huán)境和具體系統(tǒng)之間的相似度，對最終的仿真結果影響較大。但是，因為建模自身較為復雜，仿真系統(tǒng)進能夠從某一個方面，有效模擬具體的系統(tǒng)行為。所以，在當前的仿真環(huán)節(jié)當中，同等性并不能夠單純的表示仿真系統(tǒng)與真實系統(tǒng)之間的完全等同，主要指的是某個方面與真實系統(tǒng)具備等同性。

真實系統(tǒng)當中的每個層面，均可進行建模，在具體建模的過程當中，無需將系統(tǒng)當中的全部放入到模型之中，所以，選擇某個層面進行建模，或者將某個層面直接簡化，是一個特別重要的問題，在一定程度上增加建模的難度。由于系統(tǒng)當中的不同層次，其建模難度不同，無法知道哪個層次，對系統(tǒng)性能影響較大，因此，在實際建模環(huán)節(jié)，有關人員需要進行建設，通過對不同方面的影響因素進行分析，并做好相應的架設工作，以此為基礎，構建完整模型，將那些不重要的問題直接忽略。

1.2 三層建模機制

OPNET當中的建模工作，通?？梢栽谌N不同環(huán)境之中進行，也常被人們稱作三個域，此種建模方法和采用單一層次，針對系統(tǒng)當中的各個層面進行建模方法不同。一般情況下，在分布式系統(tǒng)之中，底層通信硬件和高層應用軟件，所采用的技術不同。要想保證系統(tǒng)性能得到更好的模擬，在系統(tǒng)建模環(huán)節(jié)，要全面反映出各項子系統(tǒng)的具體特性，包括子系統(tǒng)的交互行為。由于各個子系統(tǒng)，與各層之間存在一定的差別，對于通信網絡當中的各個子系統(tǒng)，OPNET可以將具體的建模工作，直接分為三個層次。

上述三個層次自高到低分別是：網絡層次、節(jié)點層次與進程層次。其中，網絡層次也被稱作網絡模型，自高層設備對系統(tǒng)進行有效的規(guī)范，并主動模擬網絡具體行為，以及各個節(jié)點對象與連接對象。然后的節(jié)點層次，在構建節(jié)點模型的過程當中，自應用、建成與通信接口對節(jié)點功能，進行有效的調整與規(guī)范，并制定成相應的模型。最后是進程模型，能夠對系統(tǒng)當中的各個節(jié)點進行規(guī)范處理，選擇決策進程算法，利用狀態(tài)機，模擬各個對象的具體行為。

2 離散事件仿真機制

通過模型狀態(tài)變化，模擬機能夠有效的仿真，如果狀態(tài)沒有發(fā)生任何的變化，則無需進行仿真。仿真時間具有離散特點，若出現(xiàn)某個事件之后，會逐漸伴隨之間向前推進，通俗來講，時間會跳躍前進。在某個仿真時間點之上，可能會在同一時間內發(fā)生多個事件，而事件發(fā)生具有順序性。

仿真中的各個模塊之間通過事件中斷方式傳遞事件信息。所謂中斷，是指要求一個進程做出某些反應的事件，是一種發(fā)生了一個外部的事件時調用相應的處理程序的過程。中斷相當于觸發(fā)了一個事件，離散事件仿真將仿真時間分為多個獨立的點，事件發(fā)生按時間的先后順序排列并在這些點上出現(xiàn)。事件出現(xiàn)，意味著發(fā)起任務的請求，此時程序將在這個時間點上對這個事件進行處理，仿真時間則停止計數(shù)，猶如中斷產生。每當出現(xiàn)一個事件中斷時都會觸發(fā)一個描述通信網絡系統(tǒng)行為或者系統(tǒng)處理的進程模型的運行。通過離散事件驅動的仿真機制實現(xiàn)了在進程級描述通信的并發(fā)性和順序性，再加上事件發(fā)生時刻的任意性，決定了可以仿真計算機和通信網絡中的任何情況下的網絡狀態(tài)和行為。

通過對離散事件進行有效驅動，合理利用仿真機制，能夠保證進程級描述更加科學，事件發(fā)生具有任意性特點，在仿真計算機當中，通信網絡的運行狀態(tài)與行為更加科學。在OPNET當中，采用基于事件列表的調整機制，有序的安排各項調度事件，保證進程仿真網絡系統(tǒng)更加安全，調度的順利完成，需要利用仿真軟件，包括一系列仿真工具模塊來完成。

3 結束語

在本篇文章當中，詳細介紹OPNET仿真平臺系統(tǒng)層次化建模流程，主要包含了三層建模機制和離散事件仿真機制。在當前階段，此項方法仍然處于探索環(huán)節(jié)，仿真的有效實現(xiàn)，仍然存在較多問題，需要進行進一步的研究與分析。