OPNET软件介绍

OPNET软件介绍 ( 版本1.0 ) 北京华力创通科技股份有限公司 2010年12月 1 OPNET软件介绍 1.1概述 OPNET产品分为如下几个系列：     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WDMGuru面向运营商。ODK是一个软件开发工具包，由许多丰富成熟的软件组件库构成。ODK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。 当前，在计算机网络仿真领域方面的经验是十分有限的。越来越多的商业公司需要这种类型的咨询，但是由于缺乏经验从而导致了需要大量的海外投入，从海外寻求这种类型的咨询，特别是从一些西方国家。如果这些经验能够从本地获得，则会节约很多资金。OPNET是一个被业界广泛承认而用于该领域的网络仿真工具。 今天的网络设计者尽管经验十分欠缺，但必须为他们的环境选择合适的技术。OPNET的解决MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714050503885_1使得网络设计者可以： ◆ 解决关键的问题例如找到关键业务的端到端性能 ◆ 确定增加新的业务或用户后给网络造成的影响 ◆ 基于定量方法，进行精确的规划和升级分析 ◆ 在购买设备之前，对各种不同的候选方案进行快速的“如果－怎样”的分析。 ◆ 针对网络设计优化性价比 ◆ 针对主要的设备进行基线预算验证 OPNET 公司是全球领先的决策支持工具提供商，总部设在美国华盛顿特区，主要为网络专业人士提供基于软件的预测解决方案。 简单说， 是一种通信网络仿真工具,包括有线网络和无线网络。OPNET仿真模型库为客户提供了一系列的仿真模型。在这些仿真模型的基础上，实现对通信网络的仿真。包括网络拓扑结构、路由设计、业务配置等等。OPNET仿真模型库与其网络仿真引擎是分离的，这种设计方便修改、升级。同时，客户还可以根据自己的要求定制模型。 针对有线网现有的OSI、TCP/IP等 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 簇模型，OPNET拥有完备的网络协议数据库。可以进行通信网络的建设仿真及故障查询。 1.2 OPNET Modeler主要功能 如前所述，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。 虽然OPNET Modeler 的功能集中在以上四项，但是并不局限于以上。它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。 以下列出它的一些典型的应用示例： ◆ 建模并仿真不同业务类型和负荷下的不同网络技术，例如模拟不同战略网络的网络负荷。 ◆ 新的路由算法，业务管理方案，通信网络协议和结构的开发和评价，以使其更稳固和有效。 ◆ 网络基础结构的规划和设计。 ◆ 在转到实验室的测试床之前，在一个灵活快速的原型环境中实现和调整新设计的网络协议。 ◆ 通信网络的培训。 ◆ 从网络中抓取网络信息，并且研究变更将如何影响网络性能。 ◆ 模拟复杂的环境效应所带来的对性能的影响，如无线通信网络中的路径损耗，背景地形和干扰噪声。 ◆ 评估在移动性，覆盖范围，吞吐量，发射频率，带宽，收发机的为止和天线增益方面性能和设计的平衡。 用于很多通信网络应用： ◆ LAN/WAN 技术 ◆ Existing and emerging cellular technologies 当前和未来的蜂窝技术                    ◆ Wireless package messaging services 无线包消息业务 ◆ Wireless paging 无线寻呼 ◆ Tactical battlefield communication networks 战略战场通信网络 ◆ Wireless LAN technologies 无线局域网技术 ◆ Satellite communication 卫星通信 ◆ MPLS 多协议标签交换 ◆ Circuit Switch 电路交换 ◆ PNNI 专用网络节点接口 ◆ IPv6 OPNET 提供： ◆ 向网络增加新的业务和用户的性能影响分析。 ◆ 定量的方法来进行精确的升级和规划分析。 ◆ 在购买设备之前，对各种不同的候选方案进行快速的“如果－怎样”的分析。 ◆ 针对网络设计优化性价比。 ◆ 针对主要的设备进行基线预算验证。 ◆ 将仿真事件可视化的高级动画功能。 ◆ 开发用户定制模块的灵活性。 ◆ 无需网络管理和规划者具有编程经验和能力。 ◆ 在进行原型开发和使用前，预先的成本分析。 ◆ 高级的数据搜集功能。 ◆ 开放型的系统体系结构，和其他系统的灵活集成。 ◆ 模块化，层次画和图形化的仿真环境。 1.3 OPNET 在国内外应用情况 1.3.1 OPNET 国外客户群 OPNET最早是由麻省理工学院信息决策实验室受美国军方委托开发的。1987年以来，OPNET迅速而稳步发展，作为高科技之网络规划、仿真及分析工具，OPNET 在通信、国防及电脑网络领域已经被广泛认可和采用。成千上万的组织使用OPNET软件来优化网络性能、最大限度地提高通信网络和应用的可用性。 OPNET 目前在全球有近4000 客户，其中大约75% 的客户在美国本土, 大约25% 的客户在其他国家。OPNET的全球以及北美部分客户群包括： ◆ 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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，并参与了许多军方项目的开发。 ◆ 电信级运营商（A&T,NTT Docomo, France Telecom等）：这部分客户相对于中大企业，具有更复杂的网络结构和协议配置，因此管理起来更加的复杂。 OPNET利用其极高的网络智能来辅助运营商的网管人员管理其网络，并且OPNET具有很好的开放型和互联性，可以和当前很多流行的网络管理和监控软件一起协同工作，如HP 的OPENview, Tivoli的NETVIEW,CISCO NETFLOW以及Agilent的NetMatrix。 ◆ 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。OPNET的产品可以帮助企业的网管人员以及开发人员很好的设计和管理企业内部网，以及帮助他们进行故障诊断。 1.3.2 OPNET 在国内应用 1998年以前OPNET属限制产品，对中国和其他的社会主义国家是禁运的，近几年才开始进入中国市场。 虽然进入中国的时间不长，但也已经有三十多家用户。这三十多家用户中，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、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。 2 OPNET仿真软件技术指标   2.1OPNET Modeler OPNET Modeler 是当前业界领先的网络技术开发环境，可以以无与伦比的灵活性用于设计和研究通信网络，设备，协议和应用。Modeler 为开发人员提供了建模，仿真以及分析的集成环境，大大减轻了编程以及数据分析的工作量。Modeler被世界各大公司和组织用来加速研发过程。 Modeler 的面向对象的建模方法和图形化的编辑器反映了实际网络和网络组件的结构，因此实际的系统可以直观的映射到模型中。Modeler支持所有网络类型和技术，能够使您自信的回答任何困难的问题。 使用Modeler，将可以给用户带来如下利益： ◆ 提升网络研发的成果：Modeler提供的各种专门的编辑器，以及分析工具和一些最新的模型，使得研发人员可以专注于项目中特定部分的开发，而不用浪费精力在一些没有必要的地方。 ◆ 改善产品质量：Modeler提供测试实际产品的一个虚拟网络环境，可以有效的避免一些设计中的错误。 ◆ 减小从研发到市场的时间：在完成实际产品之前作充分的验证，采用Modeler来向客户以及合作伙伴展示您的解决方案的价值。 2.1.1 Modeler 特性 自从MIT在1987年发布了第一个商用的网络仿真器以来，OPNET的Modeler一直在业界保持技术上的领先地位，主要表现在以下方面: ◆ 高可扩展性和高效率的仿真引擎。快速仿真引擎能对有线和无线模型进行快速运行仿真，比如，以比标准网络速度快得多的速度仿真一个地形环境下的上千个无线节点的动态应用和路由行为。 ◆ 层次化的网络模型：使用无限嵌套的子网来建立复杂的的网络拓扑结构 ◆ 面向对象的建模方式。节点和协议以基类和派生类进行建模。 ◆ 简单明了的建模方法：Modeler 建模过程分为三个层次，过程（Process）层次，节点（Node）层次，以及网络（Network）层次。在过程层次模拟单个对象的行为，在节点层次将其互连成设备，在网络层次将这些设备互连组成网络。几个不同的网络场景组成“项目”，以比较不同的设计。这也是Modeler建模的重要机制，这种机制有利于项目的管理以及分工。 ◆ 有限状态机：在过程层次使用有限状态机来对协议和其它过程进行建模。在有限状态机的状态和转移条件中使用C/C++语言对任何过程进行模拟。您可随心所欲控制仿真的详细程度。有限状态机，加上标准的C/C++，以及OPNET本身提供的400多个库函数构成了Modeler编程的核心。OPNET称这个集合为Proto C语言。 ◆ 对协议编程的全面支持：400多个库函数支持，以及书写风格简洁的协议模型。OPNET的核心已经嵌入了众多协议，因此很多协议无需额外的编程。 ◆ 对无线链路，点对点链路和点对多点链路分别建模。链路行为是开放的，可编程的。精确定义了链路的时延，可用性，误比特率，和吞吐量等特性。使用增强TIREM模型，Longley-Rice模型和Free Space等传播模型库整合描述物理层特性和环境的共同影响。 ◆ 最先进的建模平台，具有高度优化的串行和完全并行离散事件仿真，混合仿真和数值仿真，以及HLA和协同仿真技术。 ◆ 系统的完全开放性：API, 所有模型和结果文件全部开放。用户可以轻松的将原有的代码库中的代码用于自定义仿真。用户可以对模型加密以保护自己的知识产权。 ◆ 高效的仿真引擎：使用Modeler 进行开发的仿真平台，仿真的效率相当的高。 ◆ 集成的调试器：快速的验证仿真或发现仿真中存在的问题。 ◆ 集成的分析工具：Modeler显示的仿真结果界面十分友好，轻松刻画和分析各种类型的曲线，也可将曲线导出到电子表格中和XML。 ◆ 动画：Modeler可以在仿真中或仿真后显示模型行为的动画，使得仿真平台具有很好的演示效果。同时具有3D显示的接口。 ◆ 从文本文件,XML和流行的软件导入数据，比如Cisco，HP，NetScout，BMC，Concord，Sniffer，Infovista，MRTG，cflowd，tcpdump等。 ◆ 为每一个设备提供了成本选项。可以将网络成本导出至报表。 ◆ 丰富的模型库，提供了详细的协议模型和应用模型。其中包括多层应用，语音，TCP, IP, OSPF,BGP, EIGRP, RIP, RSVP, 帧中继, FDDI, 以太网,ATM,802.11 无线 局域网, MPLS, PNNI, DOCSIS, UMTS, IP Multicast, Circuit Switch, MANET, Mobile IP, IS-IS, 等等。以上模型都以开放源码的有限状态机形式给出。 ◆ 丰富的网络模型库，标准模型库包含了数百个制造商的专有模型和通用模型，包括路由器，交换机，工作站和包生成器。使用“设备制造器”，您可以快速地创建属于 自己的设备模型，并且从局域网模型或者云图模型中汇聚流量。 ◆ 地理和移动建模。对于无线小区，移动 Ad hoc 网络，无线局域网和卫星网络或者任何带有移动节点的网络都进行了建模。可以动态控制或者预定义每一个节点的移动轨迹。可以通过添加地图或者背景图片来增强可视效果。如果选择了地形建模模块(TMM)，就可以导入DTED或者USGS 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 的数据，在仿真中考虑地形对无线传播的影响。 ◆ 模型可以在不同操作系统和硬件体系结构的Windows NT,2000,XP 和UNIX之间透明共享(无需修改)。 ◆ 方便的License管理，增强的浮动License系统能够通过Internet自动下载密钥，图形化的界面更利于license管理。 ◆ Modeler提供的十几个编辑器大大加快了建模的进程。Modeler提供的编辑器为：项目编辑器，节点编辑器，过程编辑器，链路编辑器，路径编辑器，包编辑器，天线模式编辑器，接口控制信息编辑器，调制曲线编辑器，概率分布函数编辑器，探针编辑器，图标编辑器，源程序编辑器等等。每个编辑器完成一定的功能，使得原先需要书写很长代码的程序，只需要通过图形化的界面进行一些设置就可以完成。 2.1.2 标准模型库 Data Link Layer Technology       Asynchronous Transfer Mode ATM ATM Forum Specification (UNI 3.1/4.0, TM 4.0) Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet (coaxial, 10BaseT, 100BaseT, 1000BaseX) IEEE 802.3u, IEEE 802.3x, IEEE 802.3z EtherChannel   Cisco Public Documentation Fiber Distributed Data Interface FDDI ANSI X3.139 Frame Relay FR ANSI T1.513, ANSI T1.606, ANSI T1.618, RFC-1490     ATM Forum Specification LAN Emulation LANE (LANE v1.0), Spanning Tree     Bridge Protocol (IEEE 802.1d) Link Access Procedure-Balanced LAPB 1988 CCITT Blue Book Spanning Tree Bridge STB IEEE 802.1d Spatial Reuse Protocol SRP Cisco Public Documentation System Network Architecture SNA IBM Token Ring TR IEEE 802.5 Virtual LANs VLAN IEEE 802.1d, IEEE 802.1q X.25 X.25 X.25 Recommendation (CCITT　 Blue Book), ISO/ IEC Std. 8208           Network Layer Protocols Internet Protocol                      IP    RFC-791, RFC-792, RFC-826 Internetworking Packet Exchange        IPX                  Novell Inc. documents (IPX Router Specification, Netware System Interface Overview) Resource reSerVation Protocol       RSVP          RFC-2205, RFC-2209,RFC-2210, and RFC-2211 Routing Protocols Open Shortest Path First              OSPF        RFC 2328 Border Gateway Protocol              BGP        　RFCs 1771-1774, 1997-1998, 2796,and 3065 Interior Gateway Routing Protocol      IGRP        　Cisco Public Documentation Routing Information Protocol     　RIP        　RFCs 2453, 1058 and 2091 Enhanced Interior Gateway Protocol  EIGRP        Cisco Public Documentation Physical Layer Technologies Synchronous Optical Networks     SONET      　Textbooks Asynchronous Digital Subscriber Loop 　xDSL        ITU?s G-Lite,           　 Integrated Services Digital Network  　ISDN        Standard ITU Standards Transport Layer Protocols Transmission Control Protocol     TCP        　RFC-793, RFC-1122, RFC-1323, RFC-2018 Netware Control Protocol       　NCP　       　Textbook òProgramming Guide to NCPó by Comer, User Datagram Protocol      　 UDP          RFC-768, RFC-1122 Utilities Failure-Recovery Memory Usage Packet Discarder Device Creator Hybrid Simulation Objects Local Area Network Nodes       LAN Cloud Nodes Application Layer Models Custom Application Database E-mail File Transfer Protocol         　FTP Hypertext Transfer Protocol      HTTP HTTP 1.0 Remote Login Print Voice Application Video Conferencing Radio/Wireless Models Ad hoc On Demand Distance Vector   AODV        IETF RFC-3561 Advanced Mobile Phone Service     AMPS Dynamic Source Routing         DSR         　Internet Draft: Manet-DSR Temporally-Ordered RoutingAlgorithm  TORA Wireless LANs             　WLAN         IEEE 802.11 Vendor Device Models 3Com　ADC　AMD　Alteon　Ascend　Avici　Bay Networks　Brocade　Cabletron　Cisco Compaq　Coyote Point　Dell　Equipe　Extreme　Marconi(Fore)　F5　Foundry　HP　IBM Intel　Juniper　Lucent　McData　Motorola　NEC　NET　Newbridge　Nortel　Radware　Sun 2.1.3 附加模块\特殊模型 OPNET Modeler 为可独立运行的核心软件，而下面介绍的附加模块\特殊模型需要核心软件Modeler的支持才能运行。 2.1.3.1 Wireless 无线模块提供了对无线局域网，蜂窝电话网、卫星、无线链路、移动通信节点和其他现代通信方式进行建模的能力。该模块包含了并行仿真模块，提供了并行仿真的功能。可以很好的模拟节点的移动性，并通过过收发信机的管道来刻画无线信道。 Wireless模块包括： ◆ 移动节点和子网 ◆ 卫星节点和子网 ◆ 天线模式编辑器 ◆ 调制曲线编辑器 ◆ 收发信机管道阶段 ◆ 并行仿真能力 2.1.3.2 TMM Modeler的TMM附加模块增强了无线模块对真实环境中各种效应的无线网络仿真能力。TMM可以将DTED(Digital Terrain Elevation Data)和USGS DEM(US Geological Survey Digital Elevation Maps)格式的地形数据导入，使信号强度的计算更加精确。与无线模块一样，TMM也是开放的，允许用户将任何专有的传输模型集成入仿真。 地形建模模块的功能： ◆ 地形建模模块提供了开发代码的Lonley-Rice 模型，并且可以通过编写代码仿真任何 大气和地形情况，以及它们对信号传播的影响。 ◆ 创建地势图。 ◆ 视距传输剖面图。 ◆ 无线网络模型的信号功率比较。 ◆ 读取DTED，USGS DEM 地形数据。  ◆ 地形建模模块十分灵活和开放，得到收发信机管道的全面支持，使得很容易创建定制的传播模型。 2.1.3.3 IPv6 IPv6模型能够用来建模仿真下列属性：地址扩展，dual stack功能，RIPng路由协议和IPv6 静态路由，IPv6 tunnel，ICMPv6和邻居发现。我们可以利用这些属性进行IPv6技术融合规划和协议特性研究。 2.1.3.4 Circuit Switch 电路交换技术用于在电话网中建立连接。借助电路交换模块，你能对电路交换网在任何假定场景下的性能进行分析。电路交换模块的典型应用包括：用于一个电路交换网的语音业务的容量规划；在7号信令网中，用于估算一条链路或者交换对连接失败的影响；用于找出造成性能下降甚至拒绝服务的资源瓶颈（比如PBX或者SSP）；用于研究网络拓扑变化的影响和链路/节点故障/恢复。 2.2 ODK 2.2.1 ODK 特性 ODK 是一个软件开发工具包，由许多丰富成熟的软件组件库构成。ODK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。 ODK（OPNET Development Kit）是面向网络的应用程序开发平台。任何涉及到创建、可视化以及分析网络性能的应用都将能从ODK内在特色中得到极大的受益，同时也将加速定制软件解决方案的开发。 与由OPNET Modeler 开发的仿真程序特征类似，ODK应用程序可以定义自己的对象及行为特性，并能够包含由C、C++或别的高级语言所写的逻辑模块。另外，ODK使得用户能够很容易的改变图形用户接口（GUI）以实现特定的工作流程和功能。用户可以替代或扩展当前OPNET应用程序如Netbiz的GUI接口，创建完全定制的应用程序。 ODK也包括了对当前流行的程序语言Python的解释器（编译器）。Python是一种快速原型语言，由于它是解释型的，用户可以迅速编写代码并立即测试其性能，而不用先编译。用户可以混合Python和C/C++以实现ODK应用程序的不同部分。 ODK提出的初衷就是为用户建立属于自己的网络仿真，分析，优化以及管理的软件。ODK为您去建立这些软件提供了极大的便捷，它提供了对话框编辑器，图表编辑器以及ETS文件可以很轻松的建立用户自己的界面，另外ODK还提供了大量的API和优化函数来协助用户设计自己的软件。使用ODK后，用户可以利用ODK 提供的便捷的条件建立属于自己的IT Guru， SP Guru 等等。用ODK 编写出来的软件相对于Modeler, IT Guru, SP Guru 来说，具有更强的针对性。 2.2.2 ODK 的组成 下图1 显示了ODK 的组成，包括ODK 库和ODK 的工具两大类。ODK 的库里包含了十几个大类的API，这些API有用户界面方面的，图形图象方面的，导入/导出方面的，以及优化算法方面的等等。在ODK的编辑器里，除了包含Modeler的一些通用的编辑器之外：如项目编辑器，节点编辑器，过程编辑器之外，还包括一些特别的编辑器，如对话框编辑器。图2为用对话框编辑器以及对话框编辑器最终设计出来的对话框。另外ODK提供了大量的优化算法函数用于设计优化软件。 图1 ODK 的组成 图2 ODK 中的对话框编辑器