csma-cd的opnet仿真分析

1、CSMA/CD 的 OPNET 仿真分析1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)課程，利用 OPNET 對(duì) CSMA 這種信道訪問協(xié)議建模。通過在總線型信道上建立 CSMA 模型，來分析 CSMA 協(xié)議的共享信道訪問機(jī)制。掌握相關(guān)理論知識(shí)與學(xué)習(xí)使用 OPNET 軟件。2 OPNET 軟件介紹OPNET 是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)軟件包，它能夠準(zhǔn)確的分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的性能和行為，在網(wǎng)絡(luò)模型中的任意位置都可以插入標(biāo)準(zhǔn)的或用戶指定的探頭，以采集數(shù)據(jù)和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過探頭得

2、到的仿真輸出可以以圖形化顯示、數(shù)字方式觀察、或者輸出到第三方的軟件包去。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有三個(gè)模塊組成，能為用戶提供一系列的仿真模型庫(kù)，在電信、軍事、航天航空、系統(tǒng)集成、咨詢服務(wù)、大學(xué)、行政機(jī)關(guān)等方面被廣泛應(yīng)用。2.1 OPNET 特點(diǎn)●網(wǎng)絡(luò)仿真能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供可靠的定量依據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)能夠迅速地建立起現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的模型，并能夠方便地修改模型并進(jìn)行仿真， 這使得網(wǎng)絡(luò)仿真非常適用于預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的性能，回答“WHAT…IF…“這樣的問題。例如

3、： “如果網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，骨干中繼鏈路帶寬需要擴(kuò)大多少？“ “如果網(wǎng)絡(luò)上增設(shè)新的業(yè)務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有什么影響？網(wǎng)絡(luò)上的哪些鏈路或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要 升級(jí)和改造？“ “如果網(wǎng)絡(luò)擬采用新的技術(shù)升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)有多大幅度的改善？這種改善與投入相比 是否值得？同時(shí)新技術(shù)的引進(jìn)是否會(huì)帶來負(fù)面影響？“●網(wǎng)絡(luò)仿真能夠驗(yàn)證實(shí)際方案或比較多個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案。 在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常出現(xiàn)多個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案，它們往往是各有優(yōu)缺點(diǎn)，很難作 出正確的選擇，因此如何進(jìn)行科學(xué)

4、的比較和取舍往往是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者們感到頭疼的事。網(wǎng) 絡(luò)仿真能夠通過為不同的設(shè)計(jì)方案建立模型，進(jìn)行模擬，獲取定量的網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù) ，為方案的驗(yàn)證和比較提供可靠的依據(jù)。這里所指的設(shè)計(jì)方案可以是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路 由設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)配置等等。2使用 Modele 大體可以分為以下 6 個(gè)步驟：1) 配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?) 配置業(yè)務(wù)；3) 收集結(jié)果統(tǒng)計(jì)量；4) 運(yùn)行仿真；5) 調(diào)試模塊再次仿真；6) 發(fā)布結(jié)果和拓?fù)鋱?bào)告。3 CSMA 協(xié)議的基本思想該協(xié)議是在

5、 Aloha 隨機(jī)信道訪問的基礎(chǔ)上增加了載波監(jiān)聽的功能。當(dāng)站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)；若信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后完成發(fā)送；若產(chǎn)生沖突，該站等待一段隨機(jī)的時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過程。在本協(xié)議中，當(dāng)一個(gè)站發(fā)現(xiàn)信道空閑時(shí)，它傳輸數(shù)據(jù)成功的概率為 1。Carrier Sense Multiple Access，載波偵聽多路訪問。采用分布式控制方法，附接總線的各個(gè)結(jié)點(diǎn)通過競(jìng)爭(zhēng)的方式，獲得總線的使用權(quán)

6、。只有獲得使用權(quán)的結(jié)點(diǎn)才可以向總線發(fā)送信息幀，該信息幀將被附接總線的所有結(jié)點(diǎn)感知。包括以下三個(gè)要點(diǎn)：載波偵聽——發(fā)送結(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息幀之前，必須偵聽媒體是否處于空閑狀態(tài)；多路訪問——具有兩種含義，既表示多個(gè)結(jié)點(diǎn)可以同時(shí)訪問媒體，也表示一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息幀可以被多個(gè)結(jié)點(diǎn)所接收；沖突檢測(cè)——發(fā)送結(jié)點(diǎn)在發(fā)出信息幀的同時(shí)，還必須監(jiān)聽媒體，判斷是否發(fā)生沖突（同一時(shí)刻，有無其他結(jié)點(diǎn)也在發(fā)送信息幀）。IEEE 802.3 或者 ISO 8802/3 定

7、義了 CSMA/CD 的標(biāo)準(zhǔn)。CSMA 是載波檢測(cè)(偵聽)多路訪問，它檢測(cè)其他站的活動(dòng)情況，據(jù)此調(diào)整自己的行為分為以下幾類：1) 1-持續(xù) CSMA（1-persistent CSMA)：當(dāng)信道忙或發(fā)生沖突時(shí)，要發(fā)送幀的站,不斷持續(xù)偵聽，一有空閑便可發(fā)。其中，長(zhǎng)的傳播延遲和同時(shí)發(fā)送幀，會(huì)導(dǎo)致多次沖突，降低系統(tǒng)性能?；舅枷耄涸搮f(xié)議是在 Aloha 隨機(jī)信道訪問的基礎(chǔ)上增加了載波監(jiān)聽的功能。當(dāng)站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑