基于OPNET的CSMACD协议研究与仿真(5)
网络仿真技术能够以其独有的方法为网络的规划设计提供客观和可靠的定量依据，缩短网络建设的周期，提高网络建设决策的科学性，降低网络建设投资风险[3]。近年来网络仿真技术逐渐开始应用于军事、电信、手机等各行各业中。
3.2 OPNET软件介绍
OPNET是1986年麻省理工大学的两个博士创建的，然后他们发现网络仿真巨大的商业价值，进而于1987年将OPNET发展成为一个商用的网络仿真软件。目前OPNET用户涉及到企业、网络运营厂商、仪器配备商以及军事、银行、教育、保险等各个领域。OPNET也不断赢得的各种大量奖项，这也是对其对网络仿真精确模拟及其呈现的结果的充分肯定。在OPNET产品中，Modeler是其最初的产品。在其不断发展中又推出了SP Guru、IT Guru和WDM Guru三种针对不同的领域的新产品[6]。
OPNET于1998年才进入中国，但是目前在国内的应用也只处于起步阶段。近几年来OPNET客户群迅猛增加，有清华、北大等各大院校，中国电信科学研究院、信息产业部电子规划研究院等各大网络研究与开发中心，华为、中兴等各大手机及软件开发企业。而且现在OPNET网络仿真技术也逐渐开始应用于计算机网络知识教学和实践中。
OPNET拥有很多特点：（1）层次化的网络模型；（2）简单明了的建模方法；（3）系统的完全开放性；（4）集成的分析工具；（5）动画；（6）集成的调试器；（7）Modeler提供多个编辑器可简化建模的难度。
3.3 OPNET建模机制
OPNET最鲜明的特点是层次化的建模技术，从网络物件层次关系看，提供了进程、节点、网络三层建模机制。在进程层中完成各个对象行为的模拟和建模，用状态机描述协议；在节点层中将各个协议行为封装成设备；在网络层中将各个设备互联为网络[7]。
OPNET应用于网络建设和规划的主要步骤[8]：
(1) 收集分析网络工程设计的相关文档
主要是为了在网络仿真前对网络有一个较深入和全面的了解，了解网络拓扑结构，其中涉及的网络设备、协议以及相关标准，以及网络链路特性、应用和流量特性。
(2) 建立网元模型
可以在已有网元模型的基础上进行修改，也可以开发新的网络设备模型，也可以通过某些网管软件导入网路设备模型。
(3)建立网络模型
建立网元模型之间的有机连接，网元模型互联为网络结构，也可以按照软件步骤简单的建立各种形式的网络拓扑结构。
(4)建立网络流量模型
根据实际需要可在网络模型中加入背景路由流量、前景业务流量和背景利用率流量。
(5)仿真设计和计算
选择需要收集的性能统计参数，选择适当的仿真参数，然后运行仿真。
(6)查看结果分析及提交仿真报告
仿真结束后，可使用快捷菜单中的“view results”查看仿真结果，也可以进行不同背景下的仿真结果比较，也可以调用动画程序观察动态数据。
(7)比较仿真结果与理论结果
这是为了验证模型和仿真方法的正确性，也通过比较不同设计方案的仿真结果来确定较合适的设计方案。
4. CSMA/CD的研究与仿真
本章主要是利用网络软件仿真OPNET对随机接入协议ALOHA、CSMA和CSMA/CD进行建模和仿真分析。
4.1 ALOHA与CSMA模型的比较
首先分析一下两个模型的层次结构。ALOHA协议和CSMA协议是运行于相同结构的网络模型上。它们可以使用通用的发信机节点模型发送数据包和采用一个通用的收信机节点模型作为网络检测。模拟仿真ALOHA与CSMA协议可以通过改变节点的进程模型属性来实现。两种协议的发信机节点的进程模型略有差别，但是收信机节点的进程模型是相同的。两种协议模型结构的比较如图4所示。