網絡仿真工具的比較分析

熊 輝

(四川職業技術學院 計科系，四川 遂寧 629000)

1 引言

各種網絡仿真工具在此背景下應運而生。本文就常見的三種網絡仿真工具(OPNET、NS2及MATLAB)，從它們的運行環境、主要模塊及功能、工作流程及應用領域進行了分析比較。

2 Opnet，Ns2，Matlab 簡介

OPNET對于網絡的設計和管理，一般分為3個階段：設計階段、發布階段，實際運營中的故障診斷、排錯和升級優化，能面向網絡研發的不同階段，既可以作網絡的設計，也可以作為發布網絡性能的依據，還可以作為已投入運營的網絡的優化和故障診斷工具。

NS2可以對無線、有線網、衛星網，局域網和廣域網等不同的網絡形式進行仿真?？梢灾С諬TTP、TCP，UDP協議，支持FTP，Telnet，Web，，CBR and VBR 等高層業務;對無線網絡，支持DSR、AODV、DSDV等協議。NS2是一種可擴展易配置和編程的事件驅動網絡仿真工具。

MATLAB主要用于概念設計、算法開發、建模仿真、實時實現的理想的集成環境。由于其完整的專業體系和先進的設計開發思路，使得MATLAB在多種領域都有廣闊的應用空間，特別是在MATLAB的主要應用方向— —科學計算、建模仿真以及信息工程系統的設計開發上已經成為行業內的首選設計工具。

3 三種工具的異同之處

3.1 運行環境比較

(1)OPNET 運行環境。平臺：Windows、Linux、Unix等各種平臺;系統裝有C++編譯器。

(2)NS2 運行環境。平臺：Windows、Linux、Unix、machitosh，還要求系統裝有 C++編譯器;兩種語言：C++、OTcl。

(3)Matlab運行環境。平臺：主要是Windows平臺。

3.2 主要模塊及功能比較

3.2.1 OPNET模塊及功能

若固守男女授受不親之禮，則不應施以援手救嫂子；此時施以援手，則是權的體現。而孟子懂得通權達變，用權變思維處理嫂溺問題。在孔子看來，當處在道德兩難的特殊境遇時，道德主體可以暫時犧牲乃至違背較低層次的道德規范，以保證更高層次的道德規范的實現，而這種行為仍具有真正的道德價值，這就是“權”。在處理兩難問題時，就需要靈活變通，不能固守于經。權變是人的道德選擇，也是道德實踐的前提。

(1)OPNET模型分為Network、Node和Process三個層次，分別在圖形界面的Project Editor、Node Editor和Process Editor工具中建立。

(2)OPNET提供了一個比較齊全的的基本模型庫，主要包括：Ethernet，FDDI，TR，TCP/IP，ATM，FR，PSTN，Cellular phone，wireless network，Client/Server

(3)OPNET采用基于包的建模機制，模擬實際物理網絡中packet的流動，包括在網絡設備間的流動和網絡設備內部的處理過程，模擬實際網絡協議中的組包和拆包的過程，可以生成、編輯任何標準的或自定義的packet格式，利用DEBUG功能，還可以在模擬過程中察看任何特定的 packet的包頭(Header)和凈荷(Payload)的內容。

(4)OPNET采用離散事件驅動的模擬機理，計算效率得到很大提高。

3.2.2 NS2模塊及功能

Nam，動態顯示網絡仿真過程。如：包的傳輸等等;Xgraph，顯示仿真過程的數值特征。如：流量/時間圖等;拓撲圖生成器：Gt-itm;節點移動生成器：Setdest;傳輸事件生成器：cbrgen.tcl、tcpgen.tcl。

3.2.3 MATLAB的主要功能

數值計算功能;符號計算功能;數據分析和可視化功能;文字處理功能;SIMULINK動態仿真功能。

3.3 工作流程比較

3.3.1 OPNET的工作流程

理解系統、仿真目的;選擇需要的建模方面;定義輸入和輸出;確定系統模型、輸出;運行仿真;系統結果是否準確，驗證結果的容錯性和精確性;結果是否足夠詳細和統計可用。

3.3.2 NS2的工作流程

定義網絡結構、輸出文件、退出過程和網絡事件，配置響應的硬件參數，確定拓撲圖和傳輸事件文件以及節點移動文件，在運行過程中，打開輸出文件，按照定義的事件，運行拓撲圖，同時將過程數據寫入輸出文件，調用退出過程，接著調用Nam或Xgraph顯示并關閉輸出文件。

3.3.3 MATLAB的工作流程

MATLAB及其豐富的Toolbox資源的支持，可以方便地進行具有開創性的建模與算法開發工作，并通過MATLAB強大的圖形和可視化能力反映算法的性能和指標。所得到的算法則可以在Simulink環境中以模塊化的方式實現，通過全系統建模，進行全系統的動態仿真以得到算法在系統中的動態驗證。

3.4 應用領域比較

MATLAB主要應用于控制器及控制對象、信號處理系統、通信系統、機電液一體化設計開發。OPNET、NS2能夠較好的對通信系統進行仿真，MATLAB一般是高端應用，OPNET和NS2主要用于通信系統設計開發的網絡仿真方面。OPNET和NS2支持底端應用和硬件接口。

4 小結

網絡仿真技術是一種全新的網絡規劃設計方法，該技術以其獨特的技術手段，成為一種經濟、有效和其他傳統方法不可替代的網絡設計的有力工具。隨著數據網絡的日趨復雜、網絡規模的日漸龐大，對網絡仿真技術的需求必將越來越迫切，網絡仿真的應用也將越來越廣泛，網絡仿真技術將成為數據網絡規劃設計不可缺少的工具。

［1］http：//www.china-ns.com

［2］http：//www.ns.nl

［3］http：//www.opnet.com

［4］http：//www.matlab-world.com