OPNET仿真平臺系統層次化建模方法研究

史晶 咸陽職業技術學院 電子信息學院

關鍵字：OPNET 建模 網絡仿真

引言

OPNET是Optimum Network的縮寫，是一種先進的主流網絡仿真軟件，可以為通信網絡，包括分布式體系的構建，提供良好的開發環境，利用離散事件仿真，對模擬系統的性能進行全方面分析。OPNET Modeler能夠將仿真研究階段，所使用的各類工具，進行有效的整合，最終形成模型設計工具與數據分析工具有效結合的仿真系統。

1 系統層次化建模方法

1.1 系統結構建模分析

在建模過程之中，其核心理念是同等性，建模的整個過程，主要是將實際直接映射到仿真環境之中，仿真環境和具體系統之間的相似度，對最終的仿真結果影響較大。但是，因為建模自身較為復雜，仿真系統進能夠從某一個方面，有效模擬具體的系統行為。所以，在當前的仿真環節當中，同等性并不能夠單純的表示仿真系統與真實系統之間的完全等同，主要指的是某個方面與真實系統具備等同性。

真實系統當中的每個層面，均可進行建模，在具體建模的過程當中，無需將系統當中的全部放入到模型之中，所以，選擇某個層面進行建模，或者將某個層面直接簡化，是一個特別重要的問題，在一定程度上增加建模的難度。由于系統當中的不同層次，其建模難度不同，無法知道哪個層次，對系統性能影響較大，因此，在實際建模環節，有關人員需要進行建設，通過對不同方面的影響因素進行分析，并做好相應的架設工作，以此為基礎，構建完整模型，將那些不重要的問題直接忽略。

1.2 三層建模機制

OPNET當中的建模工作，通常可以在三種不同環境之中進行，也常被人們稱作三個域，此種建模方法和采用單一層次，針對系統當中的各個層面進行建模方法不同。一般情況下，在分布式系統之中，底層通信硬件和高層應用軟件，所采用的技術不同。要想保證系統性能得到更好的模擬，在系統建模環節，要全面反映出各項子系統的具體特性，包括子系統的交互行為。由于各個子系統，與各層之間存在一定的差別，對于通信網絡當中的各個子系統，OPNET可以將具體的建模工作，直接分為三個層次。

上述三個層次自高到低分別是：網絡層次、節點層次與進程層次。其中，網絡層次也被稱作網絡模型，自高層設備對系統進行有效的規范，并主動模擬網絡具體行為，以及各個節點對象與連接對象。然后的節點層次，在構建節點模型的過程當中，自應用、建成與通信接口對節點功能，進行有效的調整與規范，并制定成相應的模型。最后是進程模型，能夠對系統當中的各個節點進行規范處理，選擇決策進程算法，利用狀態機，模擬各個對象的具體行為。

2 離散事件仿真機制

通過模型狀態變化，模擬機能夠有效的仿真，如果狀態沒有發生任何的變化，則無需進行仿真。仿真時間具有離散特點，若出現某個事件之后，會逐漸伴隨之間向前推進，通俗來講，時間會跳躍前進。在某個仿真時間點之上，可能會在同一時間內發生多個事件，而事件發生具有順序性。

仿真中的各個模塊之間通過事件中斷方式傳遞事件信息。所謂中斷，是指要求一個進程做出某些反應的事件，是一種發生了一個外部的事件時調用相應的處理程序的過程。中斷相當于觸發了一個事件，離散事件仿真將仿真時間分為多個獨立的點，事件發生按時間的先后順序排列并在這些點上出現。事件出現，意味著發起任務的請求，此時程序將在這個時間點上對這個事件進行處理，仿真時間則停止計數，猶如中斷產生。每當出現一個事件中斷時都會觸發一個描述通信網絡系統行為或者系統處理的進程模型的運行。通過離散事件驅動的仿真機制實現了在進程級描述通信的并發性和順序性，再加上事件發生時刻的任意性，決定了可以仿真計算機和通信網絡中的任何情況下的網絡狀態和行為。

通過對離散事件進行有效驅動，合理利用仿真機制，能夠保證進程級描述更加科學，事件發生具有任意性特點，在仿真計算機當中，通信網絡的運行狀態與行為更加科學。在OPNET當中，采用基于事件列表的調整機制，有序的安排各項調度事件，保證進程仿真網絡系統更加安全，調度的順利完成，需要利用仿真軟件，包括一系列仿真工具模塊來完成。

3 結束語

在本篇文章當中，詳細介紹OPNET仿真平臺系統層次化建模流程，主要包含了三層建模機制和離散事件仿真機制。在當前階段，此項方法仍然處于探索環節，仿真的有效實現，仍然存在較多問題，需要進行進一步的研究與分析。