精撰文知名理工高校OPNET实验手册及操作指南.docx
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精撰文知名理工高校OPNET实验手册及操作指南
【5A文】知名理工高校OPNET实验手册及操作指南
实验目录
实验一建立一个简单的网络模拟1
实验二基本进程14
实验三导入和使用SCE服务器数据用WindowsPerfmon表示的特点27
实验四主机工作量特点36
实验五预测主机性能47
实验六部署应用54
实验七TCP窗口大小在文件传送过程中的影响67
实验八用高级逻辑脚本模拟一个应用67
实验一建立一个简单的网络模拟
实验目的:
了解OPNETModeler的特点,熟悉OPNET工作环境,理解OPNET场景的概念,了解进程编辑器、节点编辑器以及工程编辑器的使用方法,认识统计量的收集与分析过程。
实验内容:
1.快速建立一个公司场景下的星型网络;
2.收集网络延迟、负载统计量;
3.在原有网络基础上增加另一星型网络;
4.对原有网络与扩建网络分别进行模拟仿真,比较并分析两者的性能。
实验步骤:
一.建立新的网络工程
1.启动OPNETModeler,出现界面(图1.1)
图1.1OPNET启动
2.点击菜单栏FILE——>NEW…
3.在下拉菜单中选择Project,并点击OK
图1.2新建工程
4.给定项目名称ProjectName和场景名称,在本次实验中,我们将ProjectName取名为My_Sm_Int,将Senarioname取名为first_floor。
图1.3工程和场景命名
5.单击图1.3的OK按钮,进入开始向导,依次设置各个网络属性值如表1.1所示,最后在“Review”对话框中检查每项设置是否正确,之后点击“Finish”完成,出现“ObjectPalette”对话框,如图1.4所示。
表1.1网络属性值设置
属性名称
属性值
InitialTopology
Createemptyscenario
ChooseNetworkScale
Office并选择Usemetricunit
Specifysize
100mG100m
SelectTechnologies
包括Sm_Int_Model_List
Review
检查属性值单击完成
图1.4对象模板
注意:
一个指定大小的工作空间被创建,你指定的对象面板在一个独立的窗体中被打开。
二.建立网络
用来自对象面板的节点和链路在项目编辑器中创建网络模型。
用快捷配置拓扑:
1.选择Topology>RapidConfiguration…,从下拉菜单里面选择Star,然后点击“OK”。
如图1.5所示。
图1.5快速部署
2.将“Centernodemodel”设置为“3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3”,“Peripherynodemodel”设为“Sm_Int_wkstn”,“Number”为30,“Linkmodel”设为“10BaseT”,将该星型网络放置在G为25m,Y为25m的地方,且设置该星型网络的半径设为20m。
如图1.6所示。
图1.6快速部署选项
3.点击“OK”后,出现相应的星型网络,如图1.7所示。
图1.6快速部署结果
添加拓扑之后还要添加服务器:
1.若对象面板没打开,通过单击
按钮或菜单栏上的“Topology->OpenObjectPalette”打开ObjectPaletteTree。
2.在对象面板中找到Sm_Int_server对象,并拖拽到工作场景中。
3.你不需要复制附加的服务器,右击结束节点创建。
需要将服务器连接到星型网络中:
1.在对象面板中找到10BaseT链路并双击。
2.移动鼠标从对象面板到项目场景,在服务器上单击画一个链路的终点,然后在交换机对象中心单击在这个星形网中完成连接。
到此网络结构定义完成如图:
3.右击结束链路创建。
增加配置业务:
1.在对象面板中找到Sm_Application_Config对象拖拽到工作场景。
2.右击结束对象创建。
3.在对象面板中找到Sm_Profile_Config对象拖拽到工作场景并右击。
4.关闭对象面板。
到此网络结构定义完成如图:
图1.7最终网络拓扑
现在可以准备去搜集统计量了。
三.搜集相关统计量
既然你已经创建了网络,你应该决定你需要搜集什么统计量去解决下面的问题:
1.服务器将要有能力处理增加负载的第二个网络吗?
2.一旦第二个网络被增加进去,总的网络延迟能被接受吗?
回答这些问题,需要一个当前性能的快照为了比较。
得到这个基线,你将要搜集一个对象统计量服务器负载和一个全局统计量网路延迟。
服务器负载是一个关键的统计量反映整个网路性能。
搜集和服务器负载有关的统计量步骤如下:
1.右击在服务器节点(node_31)并选择ChooseIndividualDESStatistics从服务器对象下拉菜单中。
弹出ChooseResults对话框。
2.搜集在服务器上的网络延迟。
3.展开树形Ethernet在ChooseResults对话框中可以看到分层次的以太网统计量。
4.选中靠近Load(bits/sec)的复选框使其有能力搜集统计量。
5.单击OK关闭对话框。
至此服务器负载统计量搜集配置结束如下:
图1.8服务器负载配置
全局统计量可以被用于搜集关于整个网络的信息,例如你可以找出整个网络的时延通过搜集全局时延统计量:
1.右击工作场景(而不是对象)并选择ChooseIndividualDESStatistics从工作场景下拉菜单。
2.展开GlobalStatistics层次。
3.展开Ethernet层次。
4.选中靠近Delay(sec)的复选框使其有能力搜集数据。
5.单击OK关闭ChooseResults对话框。
到此全局变量配置完成如下:
图1.9网络时延配置
6.养成频繁的保存你的项目的好习惯。
选择File>Save,然后单击Save。
四.运行仿真前设置
既然你已经指定要搜集的统计量并保存了项目,你准备运行你的仿真。
首先,校验你的NetworkSimulationRepositories参数被适当地设置:
1.选择Edit>Preferences。
2.在Searchfor字段键入networksim并单击Find按钮。
图1.10查找参数NetworkSimulationRepositories
3.若NetworkSimulationRepositories参数Value字段不是stdmod,单击该字段,NetworkSimulationRepositories对话框被打开。
图1.11设置NetworkSimulationRepositories参数
4.单击Insert按钮然后在字段中键入stdmod。
图1.12设置参数值
5.单击OK两次关闭NetworkSimulationRepositories和Preferences对话框
五.运行仿真:
1.选择DES>Configure/RunDiscreteEventSimulation...或者通过单击Configure/RunDiscreteEventSimulation(DES)按钮
打开配置离散时间仿真对话框。
2.如果它是现行,单击按钮Detailed...。
3.在Duration:
字段键入0.5,该字段表示仿真半个小时的网络活动。
4.在Updateinterval:
字段键入10000,表示明确说明多么经常仿真计算事件/秒数据。
5.设置仿真核到Optimized。
如下图:
图1.13配置离散仿真对话框
6.单击Run按钮开始仿真。
如下图:
图1.14仿真进程对话框
7.当仿真完成时候,信息标签出现在仿真序列对话框中单击Close按钮。
8.若仿真没完成,若没有结果被搜集,或者结果相当大程度不同于那些展示的结果,你将要不得不去检修你的仿真。
六.查看仿真结果
仿真执行完之后,你将要想去看看搜集的每一个统计量的信息,有一些方法去观看结果,在此你将要用ViewResults选项在工作场景的下拉菜单。
1.在服务器节点(node_31)右击选择ViewResults从服务器对象下拉菜单中。
打开结果浏览器:
图1.15结果浏览器
2.展开Officenetwork.node_31>Ethernet层次。
3.选中靠近Load(bits/sec)复选框去表明你想要观看的结果。
4.单击Show按钮在结果浏览器中。
图1.16服务器负载图
注意:
在它的高峰在服务器上的负载大约是7000bits/second。
在你添加第二个网络之后,你将需要这条基线作为比较。
下面看看全局网络时延:
1.在工作场景右击从下拉菜单中选择ViewResults。
2.选中靠近GlobalStatistics>Ethernet>Delay(sec)复选框。
图1.17以太网延迟图
3.选中靠近ObjectStatistics>OfficeNetwork.node_31>Ethernet>Load(bits/sec)复选框,并单击Show按钮去查看整个网络的时延。
图1.18整个以太网延迟图
注意:
在网络达到稳恒态之后最大延迟大约是0.4毫秒。
七.扩展网络
将原有网络进行扩建,分析比较扩建前后的网络性能变化。
1.为了与原有网络进行对比,扩建网络时采用复制场景的方法保持原有网络的全部特性。
选择“Scenario->DuplicateScenario…”,并将新场景命名为“EGpansion”。
2.采用前面讲述的“快速配置”方法快速建立一个星型网络来建立扩建的网络部分。
选择“Topology>RapidConfiguration”,“Star”类型,并对新的星型网络配置如图1.19所示。
点击“OK”,完成新增网络的快速配置。
配置如下:
CenterNodeModel:
3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3;PeripheryNodeModel:
Sm_Int_wkstn;Number:
15;Linkmodel:
10BaseT;G:
75,Y:
62.5,Radius:
20。
图1.19扩展拓扑配置图
3.下面需要将新增网络与原有网络相连接。
打开对象面板,从对象面板中将“Cisco2514”交换机对象拖入到工作空间。
之后用“10BaseT”连接交换机与网络,构成如图1.21所示的网络拓扑结构,并保存。
图1.20选择路由器
图1.21更新后拓扑结构
4.运行场景“EGpansion”网络仿真。
选择“DES->Configure/RunDiscreteEventSimulation…”,或者点击工具栏中的运行仿真按钮
,仿真时间仍设为0.5小时
5.若想切换场景,可选择“Scenarios->SwitchToScenario->…”,如图1.22所示。
图1.22场景切换
八.比较、分析仿真结果
1.在服务器节点(node_31)右击在显示的下拉菜单中选择ViewResults.
2.从Resultsfor下拉菜单中选择CurrentProject。
3.靠近场景清单的复选框都选中,
4.从下拉菜单中选择OverlaidStatistics为了描述。
当比较结果的时候,选择一在一场景中统计量生产一图,在所有的场景中展示那统计量的值。
看结果:
1.选择OfficeNetwork.node_31>Ethernet>Load(bits/sec)统计量并单击Show按钮。
结果应该相似和图1.23:
图1.23服务器负载比较
2.选择Time-Averaged比较服务器平均负载如图1.24.
图1.24服务器平均负载比较
注意的是,虽然平均负载为扩展场景更高(如预期的那样),负载作为一个整体,似乎是平整的(就是说,不单调增加),标志着一个稳定的网络。
最后一步是看到了多少网络的迟延是受添加一个二层网络的影响。
比较这两种场景的以太网路延迟
1.关闭服务器的图表和ResultsBrowser。
2.在工作场景右击从下拉菜单选择ViewChoose。
3.在展示的结果下面选择GlobalStatistics->Ethernet->Delay(sec).。
4.单击Show按钮显示图表。
如图1.25
图1.25以太网延迟比较
这张图表显示并无重大变化在以太网延迟在网络上。
虽然服务器的负载增加了,延迟也不会改变。
5.关闭图表和ResultsBrowser
6.选择File>Close并保存改变关闭之前。
从图1.23-图1.25中,我们可以看到,在原有节点数为30的网路上增加另一个节点数为20的星型局域网后,其网络延迟并没有太大的变化,但服务器负载的增加比较剧烈。
如果需要对网络硬件进行改进,网络管理员可将改进重点放在更新服务器上。
实验二基本进程
实验目的:
了解进程模型的各个状态以及如何定义状态改变条件;了解一个网络模型的组成,熟悉节点编辑器、进程编辑器并利用该编辑器进行建立网络模型;了解进程模型并利用进程模型定义模块的行为和建设节点的规范。
实验内容:
1.利用进程、节点编辑器创建进程、节点模型;
2.定义变量、宏指令和过渡状态;
3.学习建设一个带有包计数器记录接受包数量的一个模块;
4.运行仿真并分析仿真结果;
实验步骤:
一、设计模型
将要创建的包计数器进程模型包含三个状态:
一个初始态、一个静止态、一个到达态。
这个模块有两个最初的状态:
1.等待包到达状态;
2.包到达之后对包进行处理的状态。
二、执行进程模型
1.启动OPNETModeler;
2.选择File>New...并从下拉菜单选择ProcessModel;
3.点CreateState按钮
在工作场景置入三个状态,如图2.1;
图2.1置入三个状态
注意:
你创建第一个状态是自动的成为初始态,这个被用一个深的箭头表明。
4.在初始态右击从下拉菜单选择SetName重命名为init如图2.2;
图2.2重命名
5.重复步骤4给余下的两个状态命名分别重命名为:
st_1:
idle;st_2:
arrival;
6.通过在对象上右击,从下拉菜单选择MakeStateForced改变初始态到强制态,初始态变为绿色;
7.重复步骤6改变arrival状态为强制状态,如图2.3;
图2.3状态设置
三、创建状态的过渡
1.点击CreateTransitiontoolbutton按钮
;
2.画过渡线通过在nitstate点击然后在idlestate点击;
3.通过在idle状态单击,然后再idle和arrival之间单击最后在arrival单击,画一个弯曲的状态改变;
4.右击结束然后左击在工作场景中不选择任何的改变线。
设置状态改变是否是有条件的:
5.右击idle和arrival之间的过渡线,在下拉菜单选择EditAttributes;
6.改变Condition属性为ARRIVAL然后OK,如图2.4;
图2.4修改Condition属性
7.单击CreateTransitiontoolbutto画一个从arrival到idle.转变;
8.画一个转变从idle到其自身的转变;
9.右击结束;
10.右击idle到自身的过渡线选择EditAttribute并改变Condition属性为default单击OK,如图2.5;
图2.5最终状态设置
四、定义条件和变量
宏定义:
1.点击EditHeaderBlock按钮
;
2.在编辑面板中输入以下代码:
#defineARRIVAL(op_intrpt_type()==OPC_INTRPT_STRM)
3.选择File>Commit保存并关闭。
声明两个状态变量:
1.单击EditStateVariables按钮
;
2.键入以下的值;
表2.1属性值设置
Type
Name
Comments
int
pk_count
Countstotalpackets
Stathandle
pk_cnt_stathandle
Statistictorecordpacketcount
3.点击OK关闭。
为这个进程创建一个统计量:
1.选择Interfaces>LocalStatistics;
2.键入packetcount作为第一个字段StatName,如图2.6;
图2.6统计量设置
3.点击Description字段打开packetcount;
4.键入描述:
Numberofpacketsreceived;
5.选择File>Commit保存改变并关闭面板;
6.关闭DeclareLocalStatistics。
五、创建状态执行
1.在init状态上半部分双击
;
2.键入下面的代码去初始化状态变量pk_count和pk_cnt_stathandle;
pk_count=0;
pk_cnt_stathandle=op_stat_reg("packetcount",
OPC_STAT_INDEG_NONE,OPC_STAT_LOCAL);
3.选择File>Commit关闭编辑面板。
然后定义arrival状态:
1.在arrival状态上半部分双击打开编辑面板;
2.通过键入以下代码增加pk_count变量;
++pk_count;
op_pk_destroy(op_pk_get(op_intrpt_strm()));
op_stat_write(pk_cnt_stathandle,pk_count);
3.选择File>Commit关闭编辑面板。
编辑进程接口:
1.选择Interfaces>ProcessInterfaces,ProcessInterfaces对话框打开,如图2.7;
图2.7ProcessInterfaces设置
2.改变字段InitialValue值begsimintrpt为enabled
3.校验初始值为每一个属性被设置为disabled:
endsimintrpt,failureintrpts,intrptinterval,recoveryintrpts,和superpriority;
4.检验priority属性是0;
5.对所有的属性改变Status值为hidden,如图2.8;
图2.8属性设置
6.点击Ok关闭ProcessInterfaces对话框。
编译模型:
1.单击CompileProcessModel按钮
;
2.若没保存,另存为对话框会弹出来保存你的模型;
3.编译时一个对话框提示编译状态,如图2.9;
图2.9编译状态
4.单击Close关闭对话框;
5.关闭进程编辑器。
六、执行节点和网络模型
创建节点模型:
1.选择File>New...-》NodeModel;
2.用CreateProcessortoolbutton
建三个进程;
3.用按钮CreatePacketStreamtoolbutton连接模型用数据包流,如图2.10;
图2.10初始节点模型
4.改变第一个处理器属性,右击在图标上选择EditAttributes
5.改变name字段属性src1;
6.改变processmodel字段属性为simple_source,如图2.11;
图2.11第一个处理机属性
7.点OK关闭。
第二个处理机p_1进行数据包计数:
1.打开属性对话框;
2.改变name属性为count;
3.改processmodel字段属性为
图2.12第二个处理机属性
4.点击OK关闭对话框。
设置第三个处理机属性:
1.打开属性对话框;
2.改变name字段为src2;
3.改变processmodel属性为simple_source;
4.右击PacketInterarrivalTime字段属性选择PromoteAttributetoHigherLevel
5.点击OK关闭。
如图2.13
图2.13第三个处理机属性
提升节点层次并重命名:
6.选择Interfaces>NodeStatistics;
7.选择第一个字段Orig.Name从下拉菜单选择count.packetcount点击Promote;
8.改变theProm.Name到nodepacketcount;
9.改变Desc.字段到Numberofpacketsreceivedatthenodelevel;
10.选择File>Commit保存文本并关闭编辑面板;
11.通过单击OK按钮关闭StatisticPromotion对话框;
12.选择File>Save以
13.关闭节点编辑器。
七、创建网络模型
首先,创建新项目:
1.选择File>New...并打开一个新项目;
2.命名项目为
3.选择Quit在下一步。
然后创建定制的对象面板:
1.打开对象面板通过点击按钮
2.转换图标显示通过单击按钮
3.单击ConfigurePalette...按钮
4.单击Clear移除除了默认的图标所有的对象,子网图标仍然保留
5.点击NodeModels按钮并设置Status属性
6.依次点击OK关闭对话框
7.在提示下以
下一步,在工作场景中置入节点并选择合理的统计量去搜集:
1.置入
2.在节点上右击打开下拉菜单并选择ChooseIndividualDESStatistics,如图2.14
图2.14选择统计量
3.选择Animations>NodeAnimation和NodeStatistics>nodepacketcount复选框;
4.在NodeStatistics>nodepacketcount右击从下拉菜单中选择RecordStatisticAnimation;
5.点击OK关闭。
现在,具体指定属性的分派:
1.在节点上右击然后选择EditAttributes;
2.单击在promoted上面这个是src2.PacketInterarrivalTime属性列的值,具体分派对话框出现如图2.15;
图2.15属性分派
3.校验Distribution字段是constant和MeanOutcome字段是1.0.
4.点击OK依次关闭对话框。
配置仿真:
1.选择DES>Configure/RunDiscreteEventSimulation...;
2.设置下面字段的值在ConfigureDES对话框中:
Duration:
100seconds;Seed:
1471;Valuesperstatistic:
100
3.展开Output树形元素,然后展开Animation,单击2D并且校验Sendanimationtohistoryfile复选框被选中;
4.单击Apply保存改变,然后点Cancle关闭对话框。
创建新的场景作对比:
1.选择Scenarios
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