OPNET仿真平台系统层次化建模方法研究

2019-12-01史晶咸阳职业技术学院电子信息学院

数码世界 2019年12期

史晶咸阳职业技术学院电子信息学院

关键字：OPNET 建模网络仿真

引言

OPNET是Optimum Network的缩写，是一种先进的主流网络仿真软件，可以为通信网络，包括分布式体系的构建，提供良好的开发环境，利用离散事件仿真，对模拟系统的性能进行全方面分析。OPNET Modeler能够将仿真研究阶段，所使用的各类工具，进行有效的整合，最终形成模型设计工具与数据分析工具有效结合的仿真系统。

1 系统层次化建模方法

1.1 系统结构建模分析

在建模过程之中，其核心理念是同等性，建模的整个过程，主要是将实际直接映射到仿真环境之中，仿真环境和具体系统之间的相似度，对最终的仿真结果影响较大。但是，因为建模自身较为复杂，仿真系统进能够从某一个方面，有效模拟具体的系统行为。所以，在当前的仿真环节当中，同等性并不能够单纯的表示仿真系统与真实系统之间的完全等同，主要指的是某个方面与真实系统具备等同性。

真实系统当中的每个层面，均可进行建模，在具体建模的过程当中，无需将系统当中的全部放入到模型之中，所以，选择某个层面进行建模，或者将某个层面直接简化，是一个特别重要的问题，在一定程度上增加建模的难度。由于系统当中的不同层次，其建模难度不同，无法知道哪个层次，对系统性能影响较大，因此，在实际建模环节，有关人员需要进行建设，通过对不同方面的影响因素进行分析，并做好相应的架设工作，以此为基础，构建完整模型，将那些不重要的问题直接忽略。

1.2 三层建模机制

OPNET当中的建模工作，通常可以在三种不同环境之中进行，也常被人们称作三个域，此种建模方法和采用单一层次，针对系统当中的各个层面进行建模方法不同。一般情况下，在分布式系统之中，底层通信硬件和高层应用软件，所采用的技术不同。要想保证系统性能得到更好的模拟，在系统建模环节，要全面反映出各项子系统的具体特性，包括子系统的交互行为。由于各个子系统，与各层之间存在一定的差别，对于通信网络当中的各个子系统，OPNET可以将具体的建模工作，直接分为三个层次。

上述三个层次自高到低分别是：网络层次、节点层次与进程层次。其中，网络层次也被称作网络模型，自高层设备对系统进行有效的规范，并主动模拟网络具体行为，以及各个节点对象与连接对象。然后的节点层次，在构建节点模型的过程当中，自应用、建成与通信接口对节点功能，进行有效的调整与规范，并制定成相应的模型。最后是进程模型，能够对系统当中的各个节点进行规范处理，选择决策进程算法，利用状态机，模拟各个对象的具体行为。

2 离散事件仿真机制

通过模型状态变化，模拟机能够有效的仿真，如果状态没有发生任何的变化，则无需进行仿真。仿真时间具有离散特点，若出现某个事件之后，会逐渐伴随之间向前推进，通俗来讲，时间会跳跃前进。在某个仿真时间点之上，可能会在同一时间内发生多个事件，而事件发生具有顺序性。

仿真中的各个模块之间通过事件中断方式传递事件信息。所谓中断，是指要求一个进程做出某些反应的事件，是一种发生了一个外部的事件时调用相应的处理程序的过程。中断相当于触发了一个事件，离散事件仿真将仿真时间分为多个独立的点，事件发生按时间的先后顺序排列并在这些点上出现。事件出现，意味着发起任务的请求，此时程序将在这个时间点上对这个事件进行处理，仿真时间则停止计数，犹如中断产生。每当出现一个事件中断时都会触发一个描述通信网络系统行为或者系统处理的进程模型的运行。通过离散事件驱动的仿真机制实现了在进程级描述通信的并发性和顺序性，再加上事件发生时刻的任意性，决定了可以仿真计算机和通信网络中的任何情况下的网络状态和行为。

通过对离散事件进行有效驱动，合理利用仿真机制，能够保证进程级描述更加科学，事件发生具有任意性特点，在仿真计算机当中，通信网络的运行状态与行为更加科学。在OPNET当中，采用基于事件列表的调整机制，有序的安排各项调度事件，保证进程仿真网络系统更加安全，调度的顺利完成，需要利用仿真软件，包括一系列仿真工具模块来完成。