基于OPNET的局域网拓扑建模仿真

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1 引言

网络拓扑类似于路线图，它详细描述了关键的网络构件，诸如节点和链路是如何互连的。目前，常用的互连方案有点到点网络、广播网络和多点网络。其中点到点网络由仅能与相邻设备通信的节点组成(相邻节点是指相互邻接的节点)，它包括数千个相邻节点间互连的节点，这些相邻节点再连接到其他相邻节点，以此类推。如果一个节点需要与不相邻的节点通信，则可通过其他相邻的节点间接地完成通信。源节点先将消息传输到相邻节点，然后按顺序在各中间节点传输直到最终达到目的节点。从相邻节点传输数据到另一节点的过程称为桥接或路由。目前最常见的点到点拓扑有星形、环形和树形3种类型。

2 基于OPNET的局域网拓扑建模

优化网络工程工具(Optimized Network Engineering Tool，简称OPNET)是OPNET公司开发的商用仿真平台，支持各类通信网络和分发系统的模拟与仿真，可通过离散事件仿真分析模型化系统的行为和性能，是目前较为流行的网络建模仿真工具。它涉及到仿真研究的各阶段，如模型设计、仿真、数据搜集和数据分析。OPNET Modeler仿真模型分为网络、节点和进程3个层次，分别在界面的Projeet Editor、Node Editor和Process Editor工具中建立。

2．1 星形拓扑

星形网络的关键特征是存在一个连接节点的线路中心。一旦建立了通道连接，就能无延迟地在连通的两个节点之间传输数据。要说明的是：工作站到中央节点的线路是专用的，不会出现拥挤的瓶颈现象。图1给出在OPNET Modeler中建立的星形拓扑。其优点是：①容易诊断并隔离故障。如果网络中的节点或通信介质出现问题，只会影响到该节点或通信介质相连的节点，不会涉及到整个网络，因而比较容易判断故障的位置。②方便服务。中央节点和中间接线都有一批集中点，可方便提供服务和网络重新配置。③控制简单。其存在的不足是：①对中央节点的依赖性强。星型拓扑网络中的外围节点对中央节点的依赖性强，如果中央节点出现故障，则全部网络不能正常工作。②扩展困难、安装费用高。增加网络新节点时，无论有多远，都需要与中央节点直接连接，布线困难且费用高。③各站点的分布处理能力较低。星形拓扑的OPNET建模模型由10个工作站、1个交换机和1个服务器组成。为便于分析，环形和树形拓扑的建模也取10个工作站和1个服务器。

2．2 环形拓扑

环形网络是星形网络的修改版本。在环形网络中，节点通过专用的线路连接。一种可靠昂贵的环形网络设计是将每个节点都连接到其他节点上，通常称为完全环形，也称全网状设计，部分环形网络一般称为不完全网状设计。图2给出在OPNET Modeler中建立的环形拓扑，该模型由10个工作站和1个服务器组成。