網(wǎng)絡仿真軟件比較

1、.網(wǎng)絡仿真技術是一種通過建立網(wǎng)絡設備和網(wǎng)絡鏈路的統(tǒng)計模型, 并模擬網(wǎng)絡流量的傳輸, 從而獲取網(wǎng)絡設計或優(yōu)化所需要的網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)的仿真技術。由于仿真不是基于數(shù)學計算, 而是基于統(tǒng)計模型，因此，統(tǒng)計復用的隨機性被精確地再現(xiàn)。網(wǎng)絡仿真技術具有以下特點:一, 全新的模擬實驗機理使其具有在高度復雜的網(wǎng)絡環(huán)境下得到高可信度結果的特點。二, 網(wǎng)絡仿真的預測功能是其他任何方法都無法比擬的；三，使用范圍廣, 既可以用于現(xiàn)有網(wǎng)絡的優(yōu)化和擴容,也可以用于新網(wǎng)絡的設計，而且特別適用于中大型網(wǎng)絡的設計和優(yōu)化；四，初期應用成本不高, 而且建好的網(wǎng)絡模型可以延續(xù)使用, 后期投資還會不斷下降。OPNET產(chǎn)品性能簡介：OPNE

2、T產(chǎn)品主要面向?qū)I(yè)人士，幫助客戶進行網(wǎng)絡結構、設備和應用的設計、建設、分析和管理。OPNET的產(chǎn)品主要針對三類客戶，分成四個系列。三類客戶是指：網(wǎng)絡服務提供商；網(wǎng)絡設備制造商和一般企業(yè)。四個系列產(chǎn)品核心包括：1.ServiceProviderGuru：面向網(wǎng)絡服務提供商的智能化網(wǎng)絡管理軟件。是OPNET公司的最新產(chǎn)品。2.OPNET Modeler：為技術人員（工程師）提供一個網(wǎng)絡技術和產(chǎn)品開發(fā)平臺?？梢詭椭麄冊O計和分析網(wǎng)絡、網(wǎng)絡設備和通信協(xié)議。3.ITGuru：幫助網(wǎng)絡專業(yè)人士預測和分析網(wǎng)絡和網(wǎng)絡應用的性能，診斷問題，查找影響系統(tǒng)性能的瓶頸，提出并驗證解決方案。 4.WDM Guru，用于

3、波分復用光纖網(wǎng)絡的分析、評測。我使用的是OPNET Modeler8.1,所以就它和其他的網(wǎng)絡仿真軟件進行比較。OPNET Technology公司的仿真軟件OPNET具有下面的突出特點，使其能夠滿足大型復雜網(wǎng)絡的仿真需要：1. 提供三層建模機制，最底層為Process模型，以狀態(tài)機來描述協(xié)議；其次為Node模型，由相應的協(xié)議模型構成，反映設備特性；最上層為網(wǎng)絡模型。三層模型和實際的網(wǎng)絡、設備、協(xié)議層次完全對應，全面反映了網(wǎng)絡的相關特性；2. 提供了一個比較齊全的的基本模型庫，包括：路由器、交換機、服務器、客戶機、ATM設備、DSL設備、ISDN設備等等；3. 采用離散事件驅(qū)動的模擬機理（di

4、screte event driven），與時間驅(qū)動相比，計算效率得到很大提高。4. 采用混合建模機制，把基于包的分析方法和基于統(tǒng)計的數(shù)學建模方法結合起來，既可得到非常細節(jié)的模擬結果，也大大提高了仿真效率。5. OPNET具有豐富的統(tǒng)計量收集和分析功能。它可以直接收集常用的各個網(wǎng)絡層次的性能統(tǒng)計參數(shù)，能夠方便地編制和輸出仿真報告。6. 提供了和網(wǎng)管系統(tǒng)、流量監(jiān)測系統(tǒng)的接口，能夠方便的利用現(xiàn)有的拓撲和流量數(shù)據(jù)建立仿真模型，同時還可對仿真結果進行驗證。OPNET的缺點：1. 價錢昂貴.OPNET的單使用者授權費超過2萬5千美金. 價格的因素使得盜版猖獗。2. 學習的進入障礙很高，通過專門培訓而達到

5、較為熟練程度至少需一個多月的時間.3. 仿真網(wǎng)絡規(guī)模和流量很大時, 仿真的效率會降低。目前解決方法：采用分層的建模方法，匯聚網(wǎng)絡流量，簡化網(wǎng)絡模型；背景流量和前景流量相配合；流量比例壓縮方法；優(yōu)化調(diào)整仿真參數(shù)設計；路由流量的簡化；結果分析；如何針對不同的統(tǒng)計參數(shù)，選擇合適的結果收集和處理方法。來源：（廣東省電信科學技術研究院）4. 軟件所提供的模型庫是有限的，因此某些特殊網(wǎng)絡設備的建模必須依靠節(jié)點和過程層次的編程方能實現(xiàn)。（A.網(wǎng)絡仿真軟件提供的標準的結果參數(shù)，往往不能滿足實際用戶的全部需要，如果用戶需要收集網(wǎng)絡設備的某些特殊參數(shù)時，必須通過過程層次上的編程來收集自己感興趣的網(wǎng)絡參數(shù)。B.一般

6、，廠家提供的網(wǎng)絡協(xié)議的模型都滯后于標準頒布之日數(shù)月甚至一年，如果急需使用廠家模型庫中沒有提供的新協(xié)議、新標準時，就只有通過編程的方法，開發(fā)自己的協(xié)議模型。C.對于大型網(wǎng)絡的仿真，有時需要根據(jù)實際情況，通過編程改變模型的某些特性來提高仿真計算效率。）涉及底層編程的網(wǎng)元建模具有較高的技術難度，因為需要對協(xié)議和標準及其實現(xiàn)的細節(jié)有深入的了解、并掌握網(wǎng)絡仿真軟件復雜的建模機理。因此，一般需要經(jīng)過專門培訓的專業(yè)技術人員才能完成。編程的難度限制了OPNET的普及與推廣。此外，建立在OPNET上的仿真平臺當前無法脫離OPNET環(huán)境，也是OPNET的一個局限性。5. OPNET對路由協(xié)議的仿真比較適合，但是對

7、鏈路的仿真好想就只能通過Pipeline stage來做。例如有用戶試了把pipeline stage中radio的propagation delay model的傳輸速度（default值是光速）改為聲波在海水中的速度1500m/s，但是仿真出來的propagation delay結果居然沒太大的改變。而根據(jù)使用經(jīng)驗matlab或者spw就比較合適做鏈路層的仿真。NS (NETWORK SIMULATOR)簡介NS是一個由UC Berkeley開發(fā)的用于仿真各種IP網(wǎng)絡的為主的優(yōu)秀的仿真軟件。該軟件的開發(fā)最初是針對基于UNIX系統(tǒng)下的網(wǎng)絡設計和仿真而進行的。Tcl（Tool Command

8、Language）與Tk是安裝在UNIX/Linux環(huán)境下的兩個包，他們一起構成了一套開發(fā)系統(tǒng)應用程序和圖形用戶界面接口（GUI）應用程序的環(huán)境。Tk是Tcl在X Window環(huán)境下的擴展，它包含了Tcl的全部c庫函數(shù)，以及支持X Window的窗口，控件等c庫函數(shù)，為用戶開發(fā)圖形用戶界面提供了方便。NS的設計實現(xiàn)了使用兩種程序設計語言，C+和Otcl。這兩種程序設計語言都是面向?qū)ο蟮?。C+程序模塊的運行速度非?？?，是強制類型的程序設計語言，容易實現(xiàn)精確的，復雜的算法，但是修改和發(fā)現(xiàn)，修正bug所花費的時間較長，因為它比較復雜。Otcl是腳本程序編寫語言，是無強制類型的，比較簡單，容易實現(xiàn)和修

9、改，容易發(fā)現(xiàn)的修正bug，雖然它的運行速度和C+的模塊相比要慢很多。NS的仿真原理-網(wǎng)絡組件。NSobject是所有基本網(wǎng)絡組件的父類它本身的父類是TclObject類。這個類的對象有一個基本功能，就是處理數(shù)據(jù)包（PACKET）。所有的基本網(wǎng)絡組件可以劃分為兩類，分類器（Classifier）和連接器(Connector)。它們都是NSobject、的直接子類，也是所有基本網(wǎng)絡組件的父類。分類器的派生類組件對象包括地址分類器和多播分類器等。連接器的派生類組件對象包括隊列，延遲，各種代理，和追蹤對象類。應用程序是建立在傳輸代理上的應用程序的模擬。NS2中有兩種類型的“應用程序”，數(shù)據(jù)源發(fā)生器和模

10、擬的應用程序。NS是離散事件驅(qū)動的網(wǎng)絡仿真器。它使用Event Scheduler對所有組件希望完成的工作和計劃該工作發(fā)生的時間進行列表和維護。NS的工作平臺可以是Windows,Linux,Uinx,machitosh,還要求系統(tǒng)裝有C+編譯器。NS的工作流程：NS代碼使用OTCL語言編寫，通過OTCL語言解釋器解釋，使用NS仿真庫進行編譯和仿真，輸出仿真結果，根據(jù)仿真結果記錄，可進一步進行相關內(nèi)容分析，生成網(wǎng)絡拓補圖或者得到數(shù)據(jù)的可視化的圖表。使用輔助的NAM工具，在NS中可以清晰顯示網(wǎng)絡拓補圖，使用X Graph工具，可以將NS的仿真結果用圖表形式表示，NS設計的出發(fā)點是基于網(wǎng)絡仿真，它

11、集成了多種網(wǎng)絡協(xié)議，業(yè)務類型，路由排隊管理機制，路由算法。此外，NS還集成了組播業(yè)務和應用于局域網(wǎng)仿真有關的部分、MAC層協(xié)議。其仿真主要針對路由層，傳輸層，數(shù)據(jù)鏈路層展開，因此NS可以進行對固定，無線，衛(wèi)星以及混合等多種網(wǎng)絡的仿真。但它最適用于TCP層以上的模擬。NS的特點是源代碼公開；可擴展性強；速度和效率優(yōu)勢明顯。NS與OPNET優(yōu)缺點比較：1. OPNET與NS2的關系有點象windows和linux的關系。而它們也分別是在這兩個環(huán)境下（OPNET在win，NS2在linux）安裝使用最匹配。2. OPNET是商業(yè)軟件，所以界面非常好。功能上很強大，界面錯落有致，統(tǒng)一嚴格。操作也很方便

12、，對節(jié)點的修改主要就是對其屬性的修改。是優(yōu)點也是其缺點，如果你需要特殊的節(jié)點或很適合自己的節(jié)點就不如NS2方便。同時，由于是商業(yè)軟件所以版本推出不如NS2快。3. NS2是自由軟件，免費，這是與OPNET相比最大的優(yōu)勢，因此它的普及度較高，是OPNET強有力的競爭對手。4. NS2界面不如OPNET，雖然功能也很強大，但有很多零散的東西，剛學的時候很麻煩，不容易上手。操作上比較方便，但由于不是同一公司開發(fā)的，所以格式上不是很統(tǒng)一，說明手冊的條理也不是很好。沒有現(xiàn)成的節(jié)點什么的你可以自己用C+編，可以按照自己的意圖來構造你想要的節(jié)點。MATLAB軟件MATLAB軟件是由美國Mathworks公司

13、推出的用于數(shù)值計算和圖形處理的科學計算系統(tǒng)環(huán)境。MATLAB是英文MATrix LABoratory(短陣實驗室)的縮寫。在MATLAB環(huán)境下，用戶可以集成地進行程序設計、數(shù)值計算、圖形繪制、輸入輸出、文件管理等各項操作。 MATLAB提供了一個人機交互的數(shù)學系統(tǒng)環(huán)境，該系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)結構是矩陣，在生成矩陳對象時，不要求作明確的維數(shù)說明。與利用c語言或FoRTRAN語言作數(shù)值計算的程序設計相比，利用MATLAB可以節(jié)省大量的編程時間。MATLAB的良好的開放性和運行的可靠性使原先控制領域里的封閉式軟件包（如英國的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MAT

14、LAB為平臺加以重建。MathWorks公司于2001年推出MATLAB6.0版本，6.x版在繼承和發(fā)展其原有的數(shù)值計算和圖形可視能力的同時，出現(xiàn)了以下幾個重要變化：（1）推出了SIMULINK。這是一個交互式操作的動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。它的出現(xiàn)使人們有可能考慮許多以前不得不做簡化假設的非線性因素、隨機因素，從而大大提高了人們對非線性、隨機動態(tài)系統(tǒng)的認知能力。（2）開發(fā)了與外部進行直接數(shù)據(jù)交換的組件，打通了MATLAB進行實時數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開發(fā)的道路。（3）推出了符號計算工具包。1993年MathWorks公司從加拿大滑鐵盧大學購得Maple的使用權，以Maple為“引擎”開

15、發(fā)了Symbolic Math Toolbox 1.0。MathWorks公司此舉加快結束了國際上數(shù)值計算、符號計算孰優(yōu)孰劣的長期爭論，促成了兩種計算的互補發(fā)展新時代。（4）構作了Notebook 。MathWorks公司瞄準應用范圍最廣的Word ，運用DDE和OLE，實現(xiàn)了MATLAB與Word的無縫連接，從而為專業(yè)科技工作者創(chuàng)造了融科學計算、圖形可視、文字處理于一體的高水準環(huán)境。MTALAB系統(tǒng)由五個主要部分組成，下面分別加以介紹。 (1)MATALB語言體系MATLAB是高層次的矩陣數(shù)組語言具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結構、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z言特性。利用它既可以進行小規(guī)模端程，

16、完成算法設計和算法實驗的基本任務，也可以進行大規(guī)模編程，開發(fā)復雜的應用程序。 (2)MATLAB工作環(huán)境 這是對MA丁LAB提供給用戶使用的管理功能的總稱包括管理工作空間中的變量據(jù)輸入輸出的方式和方法，以及開發(fā)、調(diào)試、管理M文件的各種工具。 (3)圖形句相系統(tǒng) 這是MATLAB圖形系統(tǒng)的基礎，包括完成2D和3D數(shù)據(jù)圖示、圖像處理、動畫生成、圖形顯示等功能的高層MATLAB命令，也包括用戶對圖形圖像等對象進行特性控制的低層MATLAB命令，以及開發(fā)GUI應用程序的各種工具。 (4)MATLAB數(shù)學函數(shù)庫這是對MATLAB使用的各種數(shù)學算法的總稱包括各種初等函數(shù)的算法，也包括矩陣運算、矩陣分析等高

17、層次數(shù)學算法。 (5)MATLAB應用程序接口(API) 這是MATLAB為用戶提供的一個函數(shù)庫，使得用戶能夠在MATLAB環(huán)境中使用c程序或FORTRAN程序，包括從MATLAB中調(diào)用于程序(動態(tài)鏈接)，讀寫MAT文件的功能。 可以看出MATLAB是一個功能十分強大的系統(tǒng)，是集數(shù)值計算、圖形管理、程序開發(fā)為一體的環(huán)境。除此之外，MA丁LAB還具有根強的功能擴展能力，與它的主系統(tǒng)一起，可以配備各種各樣的工具箱，以完成一些特定的任務。在國際學術界，MATLAB已經(jīng)被確認為準確、可靠的科學計算標準軟件。在許多國際一流學術刊物上，（尤其是信息科學刊物），都可以看到MATLAB的應用。 在設計研究單位

18、和工業(yè)部門，MATLAB被認作進行高效研究、開發(fā)的首選軟件工具。如美國National Instruments公司信號測量、分析軟件LabVIEW，Cadence公司信號和通信分析設計軟件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB為主要支撐。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各種硬卡、儀器等都接受MATLAB的支持。MATLAB的缺點：1. MATLAB的缺點是它和其他高級程序相比，程序的執(zhí)行速度較慢。由于MATLAB的程序不用編譯等預處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序為解釋執(zhí)行，所以速度較慢。2. MATLAB另一個缺點是不能實現(xiàn)端口操作和實時控制，但結合C+Builder運用,實現(xiàn)優(yōu)勢互補就可以克服這一缺點。3. MATLAB還有一個缺點就是這個軟件太大，按現(xiàn)在流行的版本5.2，自身有400多兆，占硬盤空間近1個G，一般稍早些的計算機都安裝不下。價格：在網(wǎng)上，MATLAB 6.5.1正版軟件1900人民幣可以買到。其他仿真軟件CASSAP仿真軟件對于設計擴頻數(shù)字移動通信這樣復雜龐大的系統(tǒng)，依靠過去傳統(tǒng)的設計方法是無法完成的，美國Synopsys（新思科技）公司提供的設計工具cossap能幫助設計人員在算法概念級建立一個系統(tǒng)模型，可定義并可隨時改變系統(tǒng)的參數(shù)，模擬系統(tǒng)信號處理流程來研究系統(tǒng)的算法性能、指標。COSSAP的設計思想