基于OPNET的組播仿真研究.pdf

1、如今，組播技術的應用越來越廣泛，網(wǎng)絡應用的要求也越來越強烈，再加上組播技術相對于單播與廣播技術的巨大優(yōu)勢，人們?nèi)找嬲J識到組播技術所帶來的優(yōu)點和好處，組播技術必將成為人們工作和生活中不可缺少的網(wǎng)絡技術之一，其研究價值越來越凸現(xiàn)出來。然而在組播技術的研究過程中，人們面對已經(jīng)出現(xiàn)的種種網(wǎng)絡技術難題，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)上直接進行部屬和研究組播是一件十分困難而且不現(xiàn)實的事。而在將協(xié)議、算法部署到網(wǎng)絡上之前，必須評測出協(xié)議或算法的現(xiàn)實有效性，并且獲

2、取客觀、可靠的性能參數(shù)，所以網(wǎng)絡仿真作為一種新的網(wǎng)絡規(guī)劃和設計手段成為組播技術研究中必不可少的重要環(huán)節(jié)。 網(wǎng)絡仿真技術就是一種通過建立網(wǎng)絡設備、鏈路和協(xié)議模型，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。它以其獨有的方法對網(wǎng)絡的規(guī)劃設計提供客觀、可靠的定量依據(jù)，縮短網(wǎng)絡建設周期，提供網(wǎng)絡建設中決策的科學性，降低網(wǎng)絡建設的投資風險。OPNET是當今最著名的網(wǎng)絡仿真軟件，其優(yōu)秀的用戶界面、合理有效的三

3、層建模機制與基于包的通訊機制為研究人員進行網(wǎng)絡結構、設備和協(xié)議等的設計與分析提供了非常好的研究平臺。本文使用OPNET對組播技術研究中的若干問題進行仿真研究，并提出了新的算法與方案。 PIM-SM是目前應用最廣泛的組播路由協(xié)議。在PIM-SM中，共享樹的使用使組成員的加入和離開變得簡單，擴展性很好，由于只有樹上的路由器才需要維持組成員信息，在路由器所需存儲的狀態(tài)信息的數(shù)量和路由樹的總代價兩個方面都具有較好的性能。如何確定共享樹的

4、根的位置，稱為中心(RP)選擇問題，最早由Wall提出。中心選得不好會帶來高耗費、高延遲、高擁塞等網(wǎng)絡性能問題，但中心選擇問題是一個NPC問題，需要一種啟發(fā)式算法?，F(xiàn)有的算法存在的主要問題是采用貪婪思想進行搜索，容易陷入局部最優(yōu)而錯過全局最優(yōu)解。另一方面，隨著組成員的動態(tài)加入與離開，組播樹的結構也會逐漸發(fā)生改變，僅憑預選的中心點無法始終保證良好的組播性能，需要適時調(diào)整中心位置并重建組播樹，這稱為中心遷移問題。這種要求隨著網(wǎng)絡和組的規(guī)模以

5、及網(wǎng)絡連通性的增加而增強。 理想的RP遷移算法應該在減少費用或延遲的同時，減少冗余數(shù)據(jù)和避免丟失數(shù)據(jù)，并盡可能地對組成員透明。本文提出了一種基于禁忌搜索的RP動態(tài)重定位方法，包括一個RP選擇算法和一個RP遷移算法。仿真表明算法具有良好的性能。 隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，組播逐漸從單層拓撲的域內(nèi)向多層拓撲的域間擴展。目前域間組播的研究還不夠成熟，某些方案還處于草案階段。PIM-SM協(xié)議從域內(nèi)向域間的擴展需要借助于組播源發(fā)現(xiàn)協(xié)議M

6、SDP交互域間的源信息，同時借助于MBGP獲取域間路由以構造域間組播樹。PIM-SM/MSDP/MBGP方案是域間組播的近期解決方案。本文在OPNET上對此方案進行了建模與仿真。另一方面，隨著網(wǎng)絡仿真技術的發(fā)展，利用網(wǎng)絡仿真軟件逼真地再現(xiàn)真實網(wǎng)絡，構建對用戶透明的仿真模型的需求愈來愈迫切。在網(wǎng)絡仿真的運行中，我們希望參與其運行過程、獲取相關數(shù)據(jù)，并進行分析、處理和實施必要的操作。事實上，缺少了與用戶交互的接口的網(wǎng)絡仿真軟件作用非常有限，

7、僅限于對一個固定的網(wǎng)絡模型建模仿真，靈活性和通用性都不夠。而增加了與用戶交互的接口后，網(wǎng)絡仿真軟件可以模擬一個拓撲不斷變化、參數(shù)任意設置、與真實網(wǎng)絡非常接近的模擬網(wǎng)絡。本文利用OPENT軟件提供的HLA(高層體系結構)接口，將上述建立的域間組播模型擴展為一種可以進行聯(lián)機交互式仿真的域間組播模型，并描述了一個聯(lián)機交互實例。一方面考查了模型的準確性，一方面為今后進行規(guī)模更大、更靈活的仿真系統(tǒng)建模提供了新的思路。 在動態(tài)網(wǎng)絡中，由于網(wǎng)