opnet的模块构成、特点及功能介绍

OPNET软件包主要由三个模块组成：

●ItDecisionGuru 适合最终用户，它只有仿真、分析功能。

●Modeler 在ItDecisionGuru基础上增加了建库功能。

●Modeler/radio 在Modeler上又增加了对移动通信和卫星通信的支持。

ITDecisionGuru、Modeler、Modeler/Radio，这三个模块并非相互独立，而是层层嵌套的，采用同一用户界面。

显着特点

●网络仿真能够为网络的规划设计提供可靠的定量依据。 网络仿真技术能够迅速地建立起现有网络的模型，并能够方便地修改模型并进行仿真， 这使得网络仿真非常适用于预测网络的性能，回答"WHAT…IF…"这样的问题。例如： "如果网络扩容，骨干中继链路带宽需要扩大多少？" "如果网络上增设新的业务，对网络性能有什么影响？网络上的哪些链路或网络设备需要 升级和改造？" "如果网络拟采用新的技术升级，网络的性能会有多大幅度的改善？这种改善与投入相比 是否值得？同时新技术的引进是否会带来负面影响？"

●网络仿真能够验证实际方案或比较多个不同的设计方案。 在网络规划设计过程中经常出现多个不同的设计方案，它们往往是各有优缺点，很难作 出正确的选择，因此如何进行科学的比较和取舍往往是网络设计者们感到头疼的事。网 络仿真能够通过为不同的设计方案建立模型，进行模拟，获取定量的网络性能预测数据 ，为方案的验证和比较提供可靠的依据。这里所指的设计方案可以是网络拓扑结构、路 由设计、业务配置等等。

涵盖功能

●OPNET能够准确的分析复杂网络的性能和行为，在网络模型中的任意位置都可以插入标 准的或用户指定的探头，以采集数据和进行统计。通过探头得到的仿真输出可以以图形 化显示、数字方式观察、或者输出到第三方的软件包去。此外，一系列仿真运行的结果 被自动整理到一个单一的OPNET输出文件中，以便于比较分析（比如相对于网络负载的端 对端延迟）。

●OPNET由厂家提供的标准库模块有：x.25、ATM、FDDI、Frame Relay、Ethernet（10M 、100M、1000M）、Token Ring、TCP/IP、UDP、RIP、OSPF、LAPB、TP4、DQDB、HSSB、 J1850、STB、CATV、SNA、AMPS、VSAT、circuit switching、client-sever等。

●第三方提供的库模块有：地形仿真库、大气仿真库、SUN网管接口、HP网管接口等。

●OPNET允许用户使用FSM（有限状态机）开发自己的协议，并提供了丰富的C语言库函数 。OPNET还提供EMA（外部模块访问）接口，方便用户进行二次开发。

●OPNET支持面向对象的调试。对网络拓扑、节点/设备的体系结构、过程逻辑（状态机 ）、传输等不同层次的、不同类型的模型，都有专门的、符合人们习惯的工具来进行编 辑和浏览，而不象某些软件那样从上到下全部用框图表示。

●网络设备厂家（HP、Cisco、3Com、Xylan等）提供的模型参数全部基于哈佛测试实验室（Harvard test lab）的测试结果。

●OPNET可运行在SUN、HP、Windows NT等多种工作站平台上。 到目前为止，全球已有多个单位采用OPNET技术，用于通信网络研究开发以及网络规划， 市场分布包括电信、军事、航天航空、系统集成、咨询服务、大学、行政机关等。

OPNET仿真模型库

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，实现对网络的仿真。OPNET仿真模型库与其网络仿真引擎（OPNET Modeler，ITGuru, Applicat ion DecisionGuru等）是分离的。这种设计方式方便了模型的修改、升级。OPNET的专业 部门负责对模型库进行及时更新。同时，客户还可以根据自己的要求定制模型。OPNET提供的仿真模型库分成两类：

标准模型库：

标准模型库可以满足大部分客户的需求。通常，在OPNET的核心产品（Mod eler, ITGuru, Application DecidisionGuru）中，已经包括了标准模型库。因此，购买了OPNET和新产品的客户不需要额外付费就可以得到它们。

标准模型库分成下述几类：

●数据链路层

●网络层

●路由协议

●传输层协议

●物理层

●实用程序

●综合仿真目标

●应用层

●无线模型

●厂商设备模型

特殊模型库：

特殊模型库是针对客户的特殊需求或新的技术或某个厂商专有技术而提供 的模型库。特殊模型库必须额外收费。

目前，特殊模型库包括下述几种模型：

●IP多目广播模型

●基于电路交换模型

●多协议标签交换模型

●通用移动电信系统模型

●私有网间接口模型

OPNET分析环境

●客户-服务器

客户/服务器模型带有多种应用类型（电子邮件、数据库、文件传输、超文本传输协议、远程登陆、视频会议等），统计分析包括处理器、磁盘使用情况、对等协议延迟、事件响应时间、吞吐量、服务器储备等。

●电路交换

电路交换网络（最低费用路由）统计分析由活动呼叫次数、分组呼叫次数、服务等级、业务运载量、业务流（厄朗）。

●SimFusion

该技术直接使用从HP OpenView、HP NetMetrix、Network General Sniffer等工具捕获 的外部数据自动生成OPNET网络模型。

当网络设备和应用增减时，你的OPNET网络模型也自动随之改变。

应用特定模型

●设备模型

网桥、集成器、路由器/网关、工作站/服务器、交换机

●排队服务规范 。

先进先出FIFO 。

后进先出LIFO 。

优先的非抢先排队 。

最短作业优先 。

单服务器的抢先与恢复 。

多服务器的抢先与恢复 。

并行包服务（不分先后的）

●使用工具/接口 。

DTED地图转换程序 。

STK卫星轨道转换程序 。

用户报告生成程序

●业务源

突发的、正本、固定位率、可变位率

●连接模型

点对点、总线、射频（广播）、用户定义（比如：光学的）

●网络结构例子 。

ATM主干网上的TCP/IP 。

超过AAL5的带突发源的ATM WAN 。

带失败/恢复分析的动态路由 。

带管道总线的ATM WAN 。

动态分布的路由（贝尔曼-福特适应） 。

线性光波网络中的错误定位

●射频例子 。

军队20000个移动节点的网络 。

低轨卫星与地球站的连接 。

子网之间的TDMA卫星连接 。

海事卫星通信网络 。

子网请求访问（DA）-TDMA通信连接 。

时间分片的Aloha网络 。

射频以太网：802.3的射频连接 。

RF干扰器 。

侦察卫星网络 。

射频连接比较（Aloha、siotted Aloha、CSMA） 。

无线ATM

●提供设备模型的厂家有

3COM ACC Bay Networks Bytex Cisco CrossComm Grand Junction HP Lannet Novell Proteon Retix UB Networks xylan

OPNET应用

●OPNET用于仿真 。

End-to-end性能分析 。

确定增加应用和用户对网络的影响 。

准确的规划和伸缩性分析 。

快速的"what if"（如果···将会怎样）分析 。

使网络设计得到最优的性价比 。

对主要设备完成基线预算调整

●OPNET用于网管 。

业务量增长 。

新的服务，新的客户 。

识别网络设备的瓶颈 。

识别服务器的瓶颈 。

识别网络拥塞 。

故障通信说明定义表 。

新网络的部署 。

服务器重定位 。

租用线路的需求及使用情况 。

Qos（服务质量）要求

●海事卫星系统例子 。

每个卫星的轨道可以使用OPNET轨道编辑器定义或从STK工具包得到 。

仿真之前可用轨道浏览器分析卫星的覆盖 。

当船舶作为中继站时，用户可定义其移动速度和轨迹 。

当分组站或船舶处于覆盖范围内时，信息包将被传送

●ECM系统例子 。

干扰源发射的信号移动轨迹可由用户定义 。

一个发射站和三个接收站，每个接收站的信号都可分析 。

可采用的ECM措施 。

-增加发信机功率 。

-使用高指向性天线 。

-支持天线跟踪

●ATM仿真

支持25M、155M、622M的连接速度 。

ATM固有或集成的应用 。

支持不同的Qos类型 。

用户可定义或自动分配虚拟路径 。

允许用户研究蜂窝损耗、延迟变化 。

允许用户识别网络瓶颈

●Aloha 协议开发例子 。

允许用户制定包的内部到达率 。

允许用户描述总的包传送 。

允许用户描述收信机接收到的包 。

用户可以： 。

-在开始仿真时，对变量进行初始化 。

-在包到达时，对包进行统计 。

-在仿真结束时，报告收集的统计信息

●OPNET仿真无线通信网络的一些重要参数 。

无线电天线图（长、段、车载天线的增意图等） 。

天线方位 。

发射功率 。

传输及传播延迟（包大小、通道率、收发信机之间的距离） 。

节点的轨迹（三维空间） 。

收信机噪声图 。

调节类型（fsk、bpsk等） 。

收信机灵敏度 。

纠错力 。

外部接口（ECM、干扰源、大气电离层影响等） 。

卫星轨道 。

天线覆盖 。

覆盖分析（卫星相对于地球移动的组合） 。

卫星盲区（由于地形及地表曲面引起） 。

卫星和地面站之间的距离引起的传播延迟 。

大气影响

●OPNET基于地形的仿真提供 。

在给定地形条件下最佳频率预测 。

在给定方案中，各种战术部署、调遣时的通信状态的预测 。

在给定地形条件时，给出通信节点的部署位置的可行建议 。

对通信偶然性计划的建议 。

技术要求的建议

在今天的信息技术时代，企业需要开展电子商务、ERP、办公自动化等诸多业务，基于网络开展的业务和提供的服务越来越多，而与此同时，声音、视频和数据网络日益走向融合。因此，当今网络发展的特点是：

● 多种类型（声音、视频、数据、无线网络）的网络日益走向融合；

● 规模日趋庞大，结构更趋复杂；

● 业务增加，数据量加大，网络流量大。 对于新上网的企业或组织来说，在建设网络、开展网上业务之前，需要对采用的网络技术、网络结构、网络设备、网络应用、投资等进行综合分析和评估，提出性能、价格比最优的解决方案。

对于正在运营中的网络，面对网络用户的增加、新的业务和应用的推出以及新的网络技 术的出现，技术人员和网络管理人员往往需要知道：

● 网络中可能的瓶颈在什么地方？

● 如果网络扩容，骨干中继链路带宽需要扩大多少？

● 如果网络上增设新的业务，对网络性能有什么影响？网络上的哪些链路或网络设备需 要升级和改造？

● 如果拟采用新的网络技术对网络进行升级，网络的性能会有多大幅度的改善？这种改善与投入相比是否值得？同时新技术的引进是否会带来负面影响？

因此，无论是建设新的网络，还是改造或升级现有网络，都需要对网络进行可靠地规划和设计。传统上，主要是依靠经验来完成。这种方式不容易抓住问题的要害，尤其是对复杂的大型网络。网络仿真作为一种新的网络规划和设计技术，以其独有的方法为网络 的规划设计提供客观、可靠的定量依据，缩短网络建设周期，提高网络建设中决策的科学性，降低网络建设的投资风险。网络仿真技术已经逐渐成为网络规划、设计和开发中的主流技术。

ITGuru（又称为ITDecision Guru或简称ITDG）是OPNET公司开发的一个核心网络仿真软件包。专门为网络专业技术人员和管理人员进行网络规划、设计、建设以及运营提供决策支持。ITGuru是一个功能齐全、性能优良的网络预测及分析工具软件包。它的主要作 用是快速预测网络上的任何变化（如增加新的用户、向新的网络技术转移、推出新的网络应用等），对网络服务等级（如性能）等的影响，指出可能存在的瓶颈之处并提出解决多种方案。

ITGuru的特点是：

● 能够为网络的规划设计提供可靠的定量依据

● 能够验证实际方案或比较多个不同的设计方案。通过为不同的设计方案建立模型，进 行模拟，获取定量的网络性能预测数据，为方案的验证和比较提供可靠的依据

● 可视化的用户界面，易于使用

● 价格合理

● 可以在NT和多种流行的UNIX平台上运行

企业业务的发展依赖于正确的IT决策

企业的发展对IT的依赖程度正在迅速增加。网络的作用已经不再只是企业的一个组成部份，而是企业业务活动的基础。当前，企业的生产率和竞争力都极大地依赖于其IT系统是否能够平稳地运行。企业业务发展的需要推动了信息技术的发展。对IT的要求不仅体现在功能方面而且体现在性能方面。对性能的需求以服务等级SLAs（Service Level Agreements）的形式定义。为了提供与所定义的服务等级（SLA）一致，且代价合理的服务，需要做出正确的设计并得以合理实现。为此，需要做出的决策包括：

● 网络技术的选择

● 应用的设计和实施

● 应用响应时间的优化

● 服务器的配置

● 协议构造

● 拓扑结构设计

● 容量计划

通常，IT决策的几个环节有：

● 设计：评估技术选择

● 实施：评估可能的变化带来的影响

● 运营：保持服务等级

● 优化：分析如何改进服务

● 计划：使IT的建设符合改变了的需求

ITDecisionGuru - 具有预测功能的网络管理软件目标：优化网络性能，提高网络可用性

无论是做采购或做网络规划和设计时，决策的基础在于对所涉及的系统的深入分析。考虑到现在网络系统的复杂性，用传统的"纸和笔"的方式已经难堪此任。IT业界的分析大师如Gartner Group 和META Group等组织发现：最有经验的IT组织已经把注意力集中到用软件仿真的方法来支持其决策，而领先的网络和应用分析仿真工具是IT DecisionGuru。它提供了最先进的预测能力，并且有一个友好的图形界面。

为什么要用IT DecisionGuru

因为它是第一个集成各种功能特性的产品，使可预测性的网络管理功能成为中、大型IT 组织的主流。IT DcisionGuru定义了可预测性的网络管理，并可成为整个网络管理工具中的一部分。

精制的协议模型是得到有价值的、准确的分析结果的关键协议行为是影响网络性能的基础因素，需要被模型化，以便得到精确的分析结果。ITDG 的客户经常发现，依据仿真得到的结果来调整TCP行为，可以极大地提高关键应用的响应时间。只用纯粹的分析模型而不完整地模拟TCP及底层协议的复杂行为，是不可能做到这一点的。由于有大量的R&D程序的支持，只有IT DecisionGuru可以用快速的分析技术来 制作详细的协议模型和平台业务模型。

IT DecisionGuru的高明之处

●与传统网络管理软件巧妙地集成在一起，以建立业务和拓扑结构基准，并可以周期性 地同步进行。 ●最完备的库，其中包括设备、链路及详细的协议模型。

●直观的工作流方式以支持各种方案的设计和比较。

●独一无二的仿真技术，将离散事件仿真（packet by packet）和分析技术仿真（基于计算）集成为一个单一工具，并且速度快，精度高，适应性广。

●非常好用，一天可精通IT DecrisionGuru。

●价格合理。

IT DecisionGuru - 在计划实施前预测未来的唯一途径 ITDecisionGuru可以根据设备、协议、应用和链路技术来镜像真实的网络世界，从而为用户在各种方案中进行决策提供了一个直观的环境。在不影响网络正常运转的前提下，ITDecisionGuru可以帮助用户预先审查和比较各种改变对网络的影响，这些改变包括：

● 推出新的应用

新的应用在网络上的运行效果如何？反过来，又会对已有的应用产生什么影响呢？

● 新的技术评估

用户对新的网路技术（例如ATM，帧中继，千兆以太网）的投资会得到什么回报呢？

● 业务增加

随着网络流量的不断增加，如何对网络进行升级？

● 评估实施代价

基础设施的建设可能意味着重组数据中心、替换或升级现有设备。在此情况下，网络和应用会受到什么影响呢？是否值得为此投入相应的财力、人力和付出所需的宕机时间？

● 关键业务应用

你能不能保证提供与已经建立的SLA相一致的、可信的网络服务？

工作流方式----简单、直观的分析手段

IT DecidionGuru的工作流程自动支持"what_if"分析方式：

首先，针对问题或要做的改变，利用Network Startup Wizard定义一个项目。

其次，通过多种手段（网络管理工具或手工方式或两者结合）输入拓扑结构和业务，从 而创建多个"脚本"（方案），以表示各种选择或改进和增长。

第三，对每种原始方案作出修改。运行仿真工具并分别保存结果。

第四，查看结果并进行比较，以评估每种改变的影响。

第五，提交报告。

智能输入----确保分析与预测的基准准确

在使用IT DecisionGuru来支持IT决策时，要依据网络拓扑结构和业务来定义方案。拓扑结构包括整个网络的基础结构或相关的部分。业务包括应用于基础结构之上的负荷。业务？quot;所定义的应用"或"平台业务"（用单位时间内的业务量来定义）的形式来描述。 IT DecisionGuru使用最先进、实用的方法从网络中获取/输入拓扑结构和业务属性（基准）。从这个基准出发，通过缩放业务、增加用户和基础设施，或者做出任何其它你所能够想到的变动来预测网络今后的性能。

IT DecisionGuru - 独一无二的输入/获取能力 IT DecisionGuru提供了输入/获取全部和部分网络属性的能力，并保持其层次结构不变，与用户在传统的网络管理工具中所看到的结构完全相同。IT DecisionGuru也可以协调拓扑结构和业务的输入，很方便地把指定的业务"分配"给网络中合适的实体。采用其它工具完成类似工作可能需要花费数周的时间，因而可以大大节省时间。

ITGuru V7.0系统运行环境

硬件平台

● Hewlett-Parkard 9000/7xx & 9000/8xx CPU:PA7000 V1.1c or higher ● Sun Microsystems Sun-4 CPU: SPARC

● PC兼容机 CPU: Intel 奔腾系列

操作系统

● HP公司的HP-UX 10.20；HP-UX 11.0

● Sun Microsystems 的Solaris 2.5.1 和Solaris 2.6 和Solaris 7

● Microsoft公司的Windows NT V4.0和Windows2000 系统补丁包

● HP公司的HP-UX 10.20: PHCO 17187, PHSS 17225, PHSS 17872, PHCO 15453; HP-UX 11.0: PHSS 16587

● Microsoft公司的Windows NT: Service Pack3 系统配置

● 最低配置：64M内存； 220M以上可用磁盘空间

● 建议：128M内存；450M以上可用磁盘空间 其它支撑软件

● TCP/IP网络软件 兼容的软件和模块

● 与HP OpenView Network Node Manager version B.05.01, B.06.00 for both UNIX and Windows兼容。可以从其获取/读入网络拓扑结构。

● 与Agilent NetMetrix （NMX） version: 5.02, 6.00兼容。可以从中获取网络流量数 据。网络流量数据可以有两种格式表示：NetMetrix ASCII （TR1） 和 NetMetrix Flexi ble CSV （TR2）。

● 与第三方软件的兼容（MVI模块）：与Network Associates Sniffer Analyzer 5.50 等兼容。Sniffer Analyzer的数据文件组织成如下两种格式提交给ITGuru：Sniffer An alyzer Packet Trace CSV< 和Sniffer Analyzer Expert Data CSV

● 与ESP模块兼容。为了启动自动仿真功能，需要如下特权：

·在UNIX平台上，创建CRON作业的权利

·在Windows NT平台上，访问"at"命令的权利

产品性能简介：OPNET产品主要面向专业人士，帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理。OPNET的产品主要针对三类客户，分成四个系列。三类客户是指：网络服务提供商；网络设备制造商和一般企业。

四个系列产品核心包括：1.ServiceProviderGuru：面向网络服务提供商的智能化网络管理软件。是OPNET公司的最新产品。2.OPNET Modeler：为技术人员（工程师）提供一个网络技术和产品开发平台。可以帮助他们设计和分析网络、网络设备和通信协议。3.ITGuru：帮助网络专业人士预测和分析网络和网络应用的性能，诊断问题，查找影响系统性能的瓶颈，提出并验证解决方案。 4.WDM Guru，用于波分复用光纤网络的分析、评测。

OPNET Technology公司的仿真软件OPNET具有下面的突出特点，使其能够满足大型复杂网络的仿真需要：

1.提供三层建模机制，最底层为Process模型，以状态机来描述协议；其次为Node模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性；最上层为网络模型。三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性；

2.提供了一个比较齐全的的基本模型库，包括：路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备、ISDN设备等等；

3.采用离散事件驱动的模拟机理（discrete event driven），与时间驱动相比，计算效率得到很大提高。

4. 采用混合建模机制，把基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，既可得到非常细节的模拟结果，也大大提高了仿真效率。

5. OPNET具有丰富的统计量收集和分析功能。它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数，能够方便地编制和输出仿真报告。

6.提供了和网管系统、流量监测系统的接口，能够方便的利用现有的拓扑和流量数据建立仿真模型，同时还可对仿真结果进行验证。

OPNET的缺点：

1价钱昂贵。OPNET的单使用者授权费超过2万5千美金。 价格的因素使得盗版猖獗。

2.学习的进入障碍很高，通过专门培训而达到较为熟练程度至少需一个多月的时间。

3.仿真网络规模和流量很大时， 仿真的效率会降低。目前解决方法：采用分层的建模方法，汇聚网络流量，简化网络模型；背景流量和前景流量相配合；流量比例压缩方法；优化调整仿真参数设计；路由流量的简化；结果分析；如何针对不同的统计参数，选择合适的结果收集和处理方法。：（广东省电信科学技术研究院）

4.软件所提供的模型库是有限的，因此某些特殊网络设备的建模必须依靠节点和过程层次的编程方能实现。（A.网络仿真软件提供的标准的结果参数，往往不能满足实际用户的全部需要，如果用户需要收集网络设备的某些特殊参数时，必须通过过程层次上的编程来收集自己感兴趣的网络参数。B.一般，厂家提供的网络协议的模型都滞后于标准颁布之日数月甚至一年，如果急需使用厂家模型库中没有提供的新协议、新标准时，就只有通过编程的方法，开发自己的协议模型。C.对于大型网络的仿真，有时需要根据实际情况，通过编程改变模型的某些特性来提高仿真计算效率。）涉及底层编程的网元建模具有较高的技术难度，因为需要对协议和标准及其实现的细节有深入的了解、并掌握网络仿真软件复杂的建模机理。因此，一般需要经过专门培训的专业技术人员才能完成。编程的难度限制了OPNET的普及与推广。此外，建立在OPNET上的仿真平台当前无法脱离OPNET环境，也是OPNET的一个局限性。

5.OPNET对路由协议的仿真比较适合，但是对链路的仿真好想就只能通过Pipeline stage来做。例如有用户试了把pipeline stage中radio的propagation delay model的传输速度（default值是光速）改为声波在海水中的速度1500m/s，但是仿真出来的propagation delay结果居然没太大的改变。而根据使用经验matlab或者spw就比较合适做链路层的仿真。