opnet针对aloha和CSMA的仿真报告.doc

OPNET仿真报告
一、实验目的
1.掌握OPNET最基础的入门方法
2.验证不同条件下网络的特性
3.利用OPNET提供的网络设备，信道组件等构造期望的网络拓扑结构，最终达到灵活组合运用OPNET的目的。
二、实验步骤
1> 首先，仿真一个星形网络，因为星形网络是最基本的几种网络结构之一，从最基本的入手，由简到难，可以深入了解OPNET。下面介绍一下我仿真星形网络的步骤。
打开OPNET，新建一个工程，给工程和场景分别命名。
设置向导。设置一个office的Network scale, 再选择Technologies，使Sm_Int_Model_List后面的include变为yes。
设置拓扑结构。选择星形网络，确定此拓扑的中心节点，节点数目，位置等参数。
添加服务器。添加完服务器，用传输线连接。
选择要测量的参数。例如星形网络是测整体的延迟。
运行，仿真，查看结果。
再利用同样的方法建立一个15个节点的网络，同样测量延迟和负载情况。
下图为最后得出的仿真图形

比较仿真结果，得出结论。
结论为： 当节点数增加时延迟变大，负载量变小。
2>然后再来仿真一个Aloha 和CSMA模型。
首先，仿真Aloha模型。
创建Aloha发射机进程模型
创建一个通用发射机节点模型
创建一个通用接收机进程模型
创建一个通用接收机节点模型
构建网络模型
下面分别描述各个模型的仿真步骤。
A创建发射机进程模型：
新建process model，在工作区添加三个状态，给每个状态命名，并改变状态。
3个状态之间用传输线连接，从idle到tx_pkt之间的连接可以通过改变condition 来实现，如图所示

打开Header Block输入代码并保存。
打开State Variable Block改变Type，Name和Comments。
双击init上部打开Enter Executives输入代码并保存，同样对tx_pkt操作，只是程序段不同。
定义global attribute。选择Interfaces > Global Attributes，作如下处理

选择Interfaces > Process Interfaces，把begsim intrpt的初值变为enabled，把所有的状态都改为hidden，也可以添加comment。
7.编译这个进程模型，并以initials_aloha_tx这个名称保存。
B. 创建一个通用发射机节点模型：
1.新建节点模型，在工作区创建2个进程模型和1个总线发射机模型，给每个模型重命名，并用传输线连接。
2.确认src stream被设置为src stream [0]，dest stream被置为dest stream [0]
3.打开gen，设置相应的参数。
4.新增1个进程模型和节点模型，并用传输线连接，如图：
5.打开statistic wire的对话框，把上升沿河下降沿触发器改为disabled。
6．查看tx_proc的connectivity。
7.选择Interfaces> Node Interfaces,将mobile和satellite的supported值改为no，除了promoted其他的状态都改为hidden，保存此model并命名initials_cct_tx。
C．创建通用接收机节点模型
1．创建节点模型，在工作区添加1个进程模型和1个总线接收模型，重命名，并用传输线连接.
2.选择Interfaces > Node Interfaces，在节点类型中将mobile和satellite的类型改为no，所有状态改为hidden。

3.打开Header Block，输入程序代码，保存。
4.打开状态变量，定义变量

5.打开功能模块，输入程序代码，保存
6.双击init上部，输入程序段，保存
7.选择 Interfaces > Process Interface，将begsim intrpt和endsim intrpt
的初值改为enabled，所有状态改为hidden。
8编译此进程模型，保存为initials_cct_rx。
D.创建通用接收机节点模型
1.新建一个进程模型，在工作区添加两个状态，分别命名，改变状态，并用传输线连接，如图所示

2. .选择Interfaces> Node Interfaces,将mobile和satellite的supported值改为no，所有状态改为hidden，保存为initials_cct_rx。
E．创建一个新的链路模型
1.创建一个新的链路模型，在Supported link types中将ptsimp和ptdup的类型修改为no。如图
2保存为initials_cct_link，并关闭链路模型编辑器。
3.创建网络模型
4新建一个工程，分别用initials_cct_network和aloha为工程和场景命名，然后按下图设置参数

5．弹出对话框，选择，Configure Palette...，然后Clear
按link models添加initials_cct_link；按node models添加initials_cct_rx和initials_cct_tx。
6.按Save As...键保存文件，命名为initials_cct，按ok关闭Configure Palette对话框。
7.选择Topology > Rapid Configuration，选择Bus，并进行配置，如下图所示

8.点击ok，出现network如图所示

9.点击并拖动接收节点initials_cct_rx到工作区左边，点击initials_cct_link，确定使用这个
10.画一个从总线到接收节点的tap，如图

11将此模型保存为initials_cct_network，执行aloha仿真
12.选择Scenarios > Scenario Components > Import...；Simulation Sequence然后选择cct_network-CSMA，并确定，保存此工程。
13.选择DES > Configure/Run Discrete Event Simulation (Advanced)有12个序列如图

14．右击scenario中选择Edit Attributes，扩展Execution tree node，扩展Advanced tree node，选择Application，点击Application节点。
15.确认网络模型被设置为initials_cct_network-aloha.点击Outputs和Statistics Collection，设置Probe file 为NONE，用op_stat_scalar_write()代替probe file，确认Vector file被置为initials_cct_network-aloha.
16.点击Inputs，然后Global Attributes，确认最大包得书目为1000，点击Object Attributes，点ok保存这些变化，关闭Simulation Sequence对话框，选择File > Save.
17.运行，并确认。结果如图

18仿真完成关闭DES Execution Manager对话框。
19．点击View Results，选择DES Parametric Studies，扩展Scalar Statistics，右击Channel Throughput S，选择Set as Y-Series，结果如下：

右击Channel Traffic G，选择Set as X-Series，点击show，如图;

F.Adding Deference
1.选择File > Recent Files > Process Model,选择initials_aloha_tx，选择File > Save As...，把进程模型重命名为initials_csma_tx，然后新建一个状态，命名为wt_free，用传输线将各个状态之间连线，并改变condition，如图所示：

2.在HB中添加程序，并保存，编译其，然后关闭进程编辑器。
3.选择File > Recent Files > Node Model>initials_cct_tx,选择File > Save As...，重命名节点模型为initials_cct_csma_tx，右击statistic wire，选择Edit Attributes，将falling edge trigger设置为enabled，点ok。
4.打开tx_proc 进程模型的Attributes，将process model命名为initials_csma_tx，点ok关闭对话框。
5.在工程编辑器中选择Scenarios > Duplicate Scenario...，重命名为CSMA，右击其中一个发射节点选择Select Similar Nodes。右击选中的节点，选择Edit Attributes (Advanced)，选择Apply，重命名为initials_cct_csma_tx，点Yes，保存此工程。
6.选择DES > Configure/Run Discrete Event Simulation，将Seed变为11，运行此工程。点击查看结果。在结果浏览器中选择DES Parametric Studies。扩展Scalar Statistics，右击Channel Throughput S，选择Set as Y-Series；选择Channel Traffic G，选择Set as X-Series，点show。

在Results Browser中，选择Current Project，选择aloha场景，右击Series，选择Add Scenario Name as Parameter。点击show。

G.增加拥塞检测和补偿
1.选择File > Open，选择project，在install_dir目录下选择release>models>std> tutorial_req>modeler，打开ethcoax_net，选择File > Save As…,保存为initials_ethcoax_net。选择DES > Run Discrete Event Simulation。
2.在工程编辑器中选择DES > Results > View Results...，
选择Object Statistics > ethcoax_net > bus_0 [0] > utilization，将As Is改为 average，点击show，在Results Browser，选择bit_thruput，点击show，现实活动窗口如图所示：

选择Show Statistic Data，如图所示：

在utilization中选择average，如图所示;

三、结果分析
理论上，ALOHA系统的信道吞吐量S和信道流量G之间的关系是：S = Ge-2G ，当G=1/2是，S大约是0.18。低流量时冲突很少发生，高流量时信道发生拥塞，大量冲突使得数据包丢失难以被成功接收。由仿真图可以看出在G=0.5左右，S=0.18左右，在误差允许的范围内理论结果与实际结果相符合。
由上图红线知道CSMA协议能到达的最大吞吐量大约是S=0.53在G=1左右发生。
四、实验中遇到的问题及解决办法
第一次在编译CSMA的时候通过，但是在run的时候出错，如图所示

查看错误报告，如图：

仔细观察发现Multiple default transitions from state <state>，错误可能是由于进程模型中某状态之间传输线连接错误，认真检查发现
，从idle到tx_pkt的condition为改变，重新改变为之后，成功仿真。所以，我们在仿真的时候必须严格按照步骤，仔细读懂每一句话，否则，可能一步错，满盘皆输！