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第2章 OPNET Moduler 体系结构 知识点：　　 模型简介 　　建模通信机制 　　数据采集和仿真 　　数据分析 本章导读：　　OPNET Modeler为通信网络和分布式系统的建模及性能评估提供了一个综合的开发环境和分析平台。OPNET软件包由许多工具组成，每一个具体工具关注建模任务的一个具体方面。对应于项目建模和仿真流程的三个阶段(规范说明阶段、数据收集阶段、仿真分析阶段)，这些工具也可划分为三个主要类别：规范说明工具、数据收集工具和仿真分析工具。 　　项目建模和仿真流程的三个阶段按序执行，通常形成一个环。注意，在这个环中，规范说明实际上被分为两部分：初始化定义和重定义。初始化定义执行后进入环中循环，经过数据收集和仿真及分析，最后回到规范说明的重定义部分继续循环，如图2-1所示。　　项目建模和仿真流程构成了OPNET Modeler软件仿真的体系结构。本章将围绕这一流程的三个阶段进行深入探讨。通过本章的学习，读者应从整体上把握OPNET Modeler软件的体系结构。 图2-1 项目仿真的流程 　　　　　　2.1 建立模型规范　　建立模型规范是对模型进行一系列预定义和重定义的过程。OPNET支持模型重用，因此大多数模型的开发都可以基于预先定义的底层模型，并将开发后的新模型存储在模型库中。对于一种具体的模型，不论它的模型复杂程度如何，其模型规范的基本概念都是相同的，并且都来源于OPNET仿真环境提供的原始构造模块。 2.1.1 模型规范编辑器　　OPNET支持用多种工具进行模型规范的编辑，这些工具统称为模型规范编辑器。模型规范编辑器捕获被模拟系统的行为特性，不同编辑器描述一个模型的不同方面。为了给模型开发提供一个直观统一的接口，编辑器之间必须用与实际网络系统类似的分层方式来组织。因此，模型规范编辑器是分层结构的，上层编辑器依赖下层编辑器提供的实体进行编辑。例如，位于所有编辑器最上层的项目编辑器，其对象的执行必须依赖于节点编辑器中定义的实体；同样，开发者使用进程编辑器和外部系统编辑器中定义的模型来完成节点编辑器中对象的工作。有的编辑器用于定义不同的数据模型或典型的图标，这些模型、图标将被进程或节点级模型所使用。 　　下面概要介绍OPNET常用的各种模型规范编辑器。　　1. 项目编辑器　　项目编辑器用于开发网络模型(包括子网模型和节点模型)，它是OPNET模型规范编辑器中最上层的编辑器。项目编辑器具有基本的仿真和分析能力。在该编辑器中，用户可以使用标准库中的模型或自定义模型构建一个通信网络，选择相关的统计量，运行仿真并查看仿真结果；可以使用一些方法从项目编辑器中直接访问其他下层相关编辑器。OPNET用户通过从项目编辑器的对象面板上拖拉，单击节点和链路或者使用导入拓扑结构和快速对象配置来建立网络。　　图2-2所示是利用项目编辑器编辑网络模型的一个例子。 图2-2 在项目编辑器中编辑网络模型 　　2. 节点编辑器　　节点是网络模型中的对象，节点编辑器定义网络中的节点模型。节点编辑器使用不同的模块来描述节点对象的不同行为，展示网络设备和系统的体系结构。模块一般代表应用业务、协议层和物理资源，如缓冲区、端口和总线。每个模块都拥有相应的进程模型，因此也称为进程模块。每个进程模块模拟节点行为的一个或几个方面，如节点的数据创建、数据采集、数据存储等。进程模块之间通过数据包流线或统计线进行连接。一个网络节点模型由多个进程模块组成。　　图2-3所示是节点编辑器中编辑一个节点模型的典型例子，这个节点模型由12个进程模块、20条数据包流线和2条统计线组成。 图2-3 在节点编辑器中编辑节点模型 　　3. 进程编辑器　　通常，一个节点模型中包含许多进程模块，进程模块由进程模型描述。进程编辑器用于创建进程模型。进程模型由有限状态机(FSM)表示，它使用强大的有限状态机来支持规范、协议、应用、算法以及排队的策略。可以用图形化的状态和状态转移条件定义一个事件的逻辑。每个状态包括C/C++代码以及专门为协议编程设计提供的丰富库函数。每个有限状态机均可以定义私有状态变量，访问用户自定义库。有限状态机是动态的，并且可以在仿真中对其他有限状态机引起的特定事件进行响应。动态的有限状态机极大地简化了管理可变数量资源或会话的协议标准，例如TCP和ATM。 可以使用进程编辑器开发全新的进程模型，也可以使用OPNET模型库中现有的进程模型。OPNET的进程模型支持真正的多线程和并行计算架构。　　图2-4所示是利用进程编辑器编辑进程模型的一个例子。 图2-4 在进程编辑器中编辑进程模型 　　4. 外部系统编辑器　　外部系统编辑器(如图2-5所示)用于定义和开发外部系统。外部系统的定义和开发对于协同仿真是很有必要的。