آشنایی با نرم افزار OPNET و کاربردهای آن.

1. OPNET شبیه ساز
استاد راهنما:
جناب آقای دکتر میرعابدینی
تهیه کننده:
) فضل اله خدادادی) 920071465
)farzan138283@gmail.com(
دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوشهر
پاییز 1393
1

2. شبیه سازهای شبکه
انواع روشهایشبیه سازی :
-1 شبیه سازی به کمکآنالیز دقیق رویدادها.
مدل های ریاض ی برای حصول نتایج استفاده و شبکه با مجموعه ای از معادلات ریاض ی
.Real مدل می گردد. مانند شبیه ساز
.)Discrete Event( -2 شبیه سازی رویداد گسسته
شبیه سازی در سطح بسته های موجود در شبکهصورت گرفته و نتایج حاصل از شبیه
.NS- سازی رویدادهای گسسته به دستمی آید. مانند شبیه ساز 2
-3 شبیه سازی مرکبیا دورگه.
.OPNet شبیه سازی با ترکیبهر دو روشفوق . مانند شبیه ساز
2

3. 3
OPNET معرفی
و در سال 1987 MIT برای اولین بار در دانشگاه OPNET(OPtimum Network performance) شبیه ساز
میلادی جهت طراحی و مطالعه شبکه ها، تجهیزات شبکه، پروتکل و در نهایت آنالیز آنها به کار گرفته شد. از ویژگی
های منحصر بفرد این نرم افزار می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- طراحیشبکه بهصورتش ئ گرا.
- طرح ریزی مسئله سلسله مراتبی.
- آنالیز عملکرد و رفتار شبکه به روش رویداد
گسسته.
- قابلیت نصب بر روی سیستم عاملهای
.Solaris وWindows
.C++ - بهره گیری از کامپایلر
- پشتیبانی از ابزارها، پروتکلها و انواع مختلفمدل
های کتابخانه ای.
- امکانساختانیمیشن.
- امکان بروزرسانی مدلها.

4. 4
OPNET مراحل شبیه سازی در
برای انجامشبیه سازی می توان 4 مرحله مختلفرا در نظر گرفت: OPNET به طور کلی در
ایجاد
مدل
شبکه
تعیین
آمار
مورد
نیاز
اجرای
شبیه
سازی
نمایش و
تحلیل
نتایج

5. 5
OPNET سطوح طراحی در
دارایسهسطح طراحی استکه عبارتند از: OPNET محیطشبیه سازی
-1 طراحی درسطح شبکه یا پروژه.
توپولوژی کلی شبکه شامل گره ها، لینکهاو ... رسم می شود.
-2 طراحی درسطح گره ها.
رفتار تک تک عناصر شبکه طراحی و ترسیم می شود. برای هر عنصر در شبکه یک
ساختار جداگانه بر مبنای ویژگی های آن عنصر در سطح گره تعریف می شود. در این
سطح ساختار لایه ای هر عنصر شبکه و ارتباط میان لایه ها تعیین می شود. در این
سطح طراحی با ماژولها و دنباله بسته ها سروکار داریم.
-3 طراحی درسطح پروسس.
در اینسطح عملکرد و رفتار هر ماژول را می توان تعریفکرد.
هر پروسس مجموعه ای از دستورالعملهاست که با استفاده از ماشین با حالت
مدل می شود. )FSM( محدود
می باشد. Porto-C نکته: زبان برنامه نویس ی مورد استفاده در این شبیه ساز

6. 6
OPNET ساختار سلسله مراتبی
ویرایشگر
پروژه

7. 7
OPNET ساختار سلسله مراتبی
ویرایشگر
گره
Modules
Packet
Streams
Statistic
Wire

8. 8
OPNET ساختار سلسله مراتبی
ویرایشگر
گره
انواع ماژولها:
:)ProcessorModule( -1 ماژول پردازشگر
انجام پردازشهای کلی بر روی بسته های اطلاعاتی.
:)QueueModule( -2 ماژولصف
امکان تعریفصفهای نامحدود برای بسته ها.
:)ReceiverModule( -3 ماژول گیرنده
رابط بین لینک های فیزیکی)مخابراتی( ورودی و ج ریان
بسته های خروجی.
:)TransmitterModule( -4 ماژول فرستنده
رابط بین جریان بسته های ورودی و لینک های
فیزیکی)مخابراتی( خروجی.
:)AntennaModule( -5 ماژول آنتن
تعیین ویژگی های آنتن به کار رفته در ماژول فرستنده و یا
گیرنده.

9. 9
OPNET ساختار سلسله مراتبی
ویرایشگر
پروسس
UnForced Forced
States
Transitions

10. 1
0
OPNET ساختار سلسله مراتبی
ویرایشگر کد

11. 1
1
روشهای مختلف ایجاد مدل شبکه:
روشهای مختلفی برای مدل سازی شبکه ها و بکارگیری آنها وجود دارد OPNet در شبیه ساز
که بدین شرح می باشند:
.OPNet -1 استفاده از مدل های کتابخانه
-2 تعریفمدلهای جدید شبکه.
-3 تغییر مدلهای کتابخانه ای موجود بهساختار دلخواه.

12. 1
2
OPNET شروع یک شبیه سازی

13. 1
3
OPNET شروع یک شبیه سازی

14. 1
4
OPNET شروع یک شبیه سازی
انتخاب
توپولوژی
اولیه

15. 1
5
OPNET شروع یک شبیه سازی
انتخاب
مقیاس شبکه

16. 1
6
OPNET شروع یک شبیه سازی
انتخاب
اندازه شبکه

17. 1
7
OPNET شروع یک شبیه سازی
انتخاب
تکنولوژی
مورد نیاز
شبکه

18. 1
8
OPNET شروع یک شبیه سازی
مرور
تنظیمات و
تأیید

19. 1
9
OPNET شروع یک شبیه سازی
رسم ساختار شبکه:
سه روشوجود دارد: OPNet برای رسم توپولوژی یکشبکه در
object در روش اول مي توان هر گره يا لينك مـورد نيـاز بـراي طراحـي شـبكه را بـه طـور جداگانـه از پنجـره
انتخابو به محيطويرايشگر وارد كرد. palette

20. 2
0
OPNET شروع یک شبیه سازی
رسم ساختار شبکه:
روش دوم بــــــــراي رســــــــم ســــــــاختار كلــــــــ شــــــــبكه اســــــــتفاده از گزينــــــــه
اسـت. بـا اســتفاده از ايــن گزينــه مــي Rapid Configuration
تـوان در مـواردي كـه شبكه مورد نظر داراي ساختاري منظم )مثـل
و ... با تعداد گـره هـاي زيـاد اســت، در كمتـرين star, tree, bus
زمان ممكن ساختار شبكه را رسـم كـرد. بـراي ايـن منظـور مـي تــوان
را Rapid Configuration گزينــــه Topology از منـــوي
انتخاب كرد.
پساز انتخاب يكي از گزينه هاي مورد نظر بر حسب ساختا ري كـه
بـراي شـبكه در نظـر داريـم و تاييد آن، در مرحله بعدي بايد
پارامترهاي خاصشبكه نظیر تعداد گـره هـا، نـوع گـره هـا و لينكهـا و
همچنین اطلاعاتي راجع به موقيعتمكاني گره ها، را وارد ك رد
انتخاب مدل شبکه

21. 2
1
OPNET شروع یک شبیه سازی
رسم ساختار شبکه:
سومین روش براي رسم سـاختار شـبكه در محـيط ويرايشـگر شـبكه، وارد كـردن توپولــوژ ي شــبكه بــا اسـتفاده از
ايـــن قابليـــت ايجـــاد شــــده اســــت كــــه بتــــوان از يــــك فايــــل خـــارج اطلاعـــات OPNET يـــك فايـــل خـــارج اســـت. در
مربوط به ساختار شبكه را وارد كرد. به طور كل فايلهايي كه براي اين منظور به كـار مي روند عبارتند از :
و ... . Device configuration data ، )ATM text files( ATM فایـل هـای متنـی ، XML فایلهـای
استفاده مي شود. XML كه براي اين منظور بيشتر از فايلهاي

22. 2
2
OPNET شروع یک شبیه سازی
تعیین پارامترهای مورد نیاز:
بعد از رسم ساختار شبكه در محيط ويرايشگر نوبت به اجراي شبيه سازي مي رسد. براي اين منظور بايد ابتدا پارامتر يا
پارامترهايي كه مي خواهيم تغيیراتآنها را درشبكه بررس ي كنيم تعيین كنـيم.
بـه عنـوان مثال اگر در يك مسئله با توسعه يك شبكه كوچك مواجه باشيم بايد ديد آيا با زياد كـردن بـار شـبكه در اثر
گسترشآن سرور عملكرد مورد قبول خواهد داشت و يـا خيـر و همچنـین تـاخیري كـه در اثـر توسعه شبكه تحميل مي شود
قابل قبول خواهد بود.
اين قابليت را دارد كه به طـور همزمان نتايج حاصل از شبيه سازي قبل و بعد از يك رويداد مختلفرا OPNET نرم افزار
بيان كرده و با يكديگر مقايسـه كند.
پارامترهايي كه قصد مشاهده میزان تغيیرات آنها در شبكه را داريم به دو دسته تقسيم مـي شوند )به اين OPNET در
گفته مـي شـود(: statistics پارامترها اصطلاحا
و در مورد همه ادوات شبكهصدق مي كند. )global( دسـته اول عمـومي بـوده
و فقط بايد اطلاعات از آن )object statistics( دسـته دوم پارامترهـايي هسـتند كه مربوط به يك وسيله خاصبوده
جمع آوريشده و نتايج گزارششود.

23. 2
3
OPNET شروع یک شبیه سازی
تعیین پارامترهای مورد نیاز:
Choose individual در هرصورتبراي تعيین و تنظـيم ايـن پارامترهـا مـي تـوان بـا انتخـاب گزينـه
اقدام به تعيین اين پارامترها كرد. DES از منوي Statistics
Choose روش ديگر اين است كـه بـر روي وسيله مورد نظریا محیط خالی در ويرايشگر كليك راست كرده و گزينه
را انتخاب كرد. individual statistics

24. 2
4
OPNET شروع یک شبیه سازی
اجرای شبیه سازی :
را Configure/Run Discrete Event Simulation… گزینه DES برای اجرای شبیه سازی می توان از منوی
انتخاب و یا در نوار ابزار بر روی آیکن با همین نام وشکل کلیکنمود.

25. 2
5
OPNET شروع یک شبیه سازی
اجرای شبیه سازی :
سپس می بایست از پنجره نمایش داده شده تنظیمات جانبی شبیه سازی نظیر مدت زمان شبیه سازی رفتار شبکه را انجام
داد.
مدت زمان اجرای
شبیه سباذزری – جهت اعداد
مقتاصدایدرف یب رداقیی قهترر
فاصله زمانی بینآ مار
تنظیمات هستمهق اشدبییره بروز شده
ساز
اجرای
شبیه سازی

26. 2
6
OPNET شروع یک شبیه سازی
اجرای شبیه سازی :
پساز اجرای شبیه سازی پنجره ای نمایشداده شده و وضعیتشبیه سازی را نمایشمی دهد.

27. 2
7
OPNET شروع یک شبیه سازی
نمایش نتایج:
را انتخاب و یا با کلیک راست View Results… گزینه Results زیر منوی DES برای نمایش نتایج می بایست از منوی
را انتخابنمایید تا نتایج نمایشداده شود. View Results گزینه
نحوه
نمایش
نتایج

28. 2
8
OPNET شروع یک شبیه سازی
نمایش نتایج:

29. 2
9
نمایش نتایج شبیه سازی به صورت صفحات وب
پساز اجرای شبیه سازی کاربر قادر خواهد بود نتایج حاصله را مطابق قالب بکار رفته درصفحات وب دریافت
را Generate Web Reports… گزینه Results زیر منوی DES نماید. برای این کار می بایست از منوی
انتخابنمود. در این حالتپنجره ای مطابق زیر نمایشداده خواهد شد.
پساز نامگذاری و انتخاب نتایج مورد نیاز و تأیید، صفحات وب مورد نیاز ساخته می شود. برای نمایشنتایج
را انتخاب نمایید تا نتیجه به Lunch Last Web Report کافی استاز همان مسیر اشاره شده در بالا گزینه
شکلی که درصفحه بعد مشاهده می نمایید در پنجره مرورگر اینترنتپیشفرضبه نمایشدر آید.

30. 3
0
نمایش نتایج شبیه سازی به صورت صفحات وب

31. 3
1
شبکه های بیسیم
انواع شبکه بی سیم
:)Infrastructure Wireless Networks( -1 شبکه های بی سیم دارای ساختار
هــا بســته هــا بــین گــره هــای تبــادل مــی شــوند و گــره هــا بــه ت هــایی قــادر بــه Access Point در ایــن نــوع ســاختار بــه کمــک
ارسال و یا دریافت اطلاعات نخواهند بود.
:)Ad Hoc Wireless Networks( -2 شبکه های بی سیم موردی
در ایـــن نـــوع شـــبکه، گـــره هـــا بـــه ت هـــایی قـــادر بـــه تبـــادل اطلاعـــات مـــا بـــین خـــود و دیگـــر تجهیـــزات جـــانبی هماننـــد روترهـــا و ...
خواهند بود.

32. 3
2
شبکه های بیسیم:
-1 رسم ساختار شبکه بی سیم به روش دستی:
اشـیاه مـورد نظـر را از شـاخه هـای تعریـف شـده حـاوی اشـیا مـورد نیـاز بـرای Object Palette در ایـن روش بـا اسـتفاده از
ارتباطات بی سیم انتخاب و شبکه مورد نظر را طراحی می نماییم.

33. 3
3
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
را انتخـاب تـا پنجـره ای مشـابه شـکل زیـر بـه نمـایش در Deploy Wireless Network گزینـه Topology ابتـدا از منـوی
را فشرده و در 6 مرحله ساخت شبکه بی سیم را به پایان می رسانیم. Continue آید. سپس کلید

34. 3
4
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
وارد مـی Location Specifications مختصات محدوده مورد نظر برای ساخت شـبکه بـی سـیم را در قسـمت
نمایید.

35. 3
5
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
تکنولـــوژی مـــورد اســـتفاده در شـــبکه بـــی ســـیم )مـــوردی،دارای ســـاختار و یـــا وایمکـــس( و ســـپس جزتیـــات تنظیمـــات
تکنولوژی انتخاب شده را انتخاب می کنیم. بسـته بـه تکنولـوژی انتخـابی، جزتیـات)هماننـد نـرد داده، مـد عملیـاتی،
قدرت سیگنال
گره، پروتکل مسیریابی و ...( می-
تواند متفاوت باشد.

36. 3
6
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
در مرحله بعد وضعیت قرار گیـری گـره هـا در شـبکه و همپوشـانی آنهـا را انتخـاب مـی کنـیم. در ایـن حالـت گـره هـا مـی
تواند به صورت سلولی )شش ضلعی، چهارگوش یا بدون نظم( قرار گرفته و تعداد سلولها یا شعاع پراکندگی و نیز
نحوه چیدمان گره ها قابل تغییر
خواهد بود.

37. 3
7
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
ها و نیز نوع و نام هر کدام یک از آنها را انتخاب می نماییم. Access Point ، در مرحله چهارم تعداد گره ها

38. 3
8
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
در مرحله پنجم نیز نحوه حرکت نودهای متحرک)منحنی حرکت( آنها را انتخاب می نماییم.

39. 3
9
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:
در مرحله آخر نیز می توان تنظیمـات اعمـال شـده را مشـاهده و نسـبت بـه سخیـره سـازی آن اقـدام نمـود. در نهایـت بـا
شبکه مورد نظر با تعداد گره ها و تنظیمات اعمال شده نمایش داده می شود. Finish فشردن کلید

40. 4
0
شبکه های بیسیم:
-2 رسم ساختار شبکه به کمک ویزارد:

41. 4
1
ضبط و پخش انیمیشن:
این امکان فراهم گردیده تا بتوان در هنگام شبیه سازی از جریان بسته های تبادل شده در شبکه و نیز OPNet در
حرکتگره ها انیمیشن تهیه و به نمایشدر آورد.
برای این کار می بایست قبل از
اجرای شبیه سازی و از منوی
گزینه های مورد نظر را DES
مطابق شکل روبرو انتخاب نموده
وسپسشبیهسازی را اجرا نمود.
ضبط جریان بسته
ها
ضبط حرکت گره
ها

42. 4
2
ضبط و پخش انیمیشن:
از OPNet پس از اجرای شبیه سازی انیمیشن مورد نظر آماده پخش می باشد. برای نمایش انیمیشن نرم افزار
استفاده می نماید. Animation Viewer یکپلیر خاصبه نام
برای دسترس ی به این پلیر و نمایش
گزینه DES انیمیشن از منوی
را Play 2D Animation
انتخابنمایید.
پخش انیمیشن

43. 4
3
ضبط و پخش انیمیشن:
در این اسلاید 2 نمونه از انیمیشنضبطشده به نمایشدر می آید.

44. 4
4
ضبط و پخش انیمیشن:
در این اسلاید 2 نمونه از انیمیشنضبطشده به نمایشدر می آید.

45. 4
5
شبیه سازی صف
با استفاده از ویرایشگر گره می توان صفهای مختلفی را پیاده سازی و شبیه سازی نم ود. در این OPNet در
صورت پارامترهای مختلفی نظیر نرد رسیدن بسته ها، سایز بسته ها، ظرفیت سرویس، نحوه پردازشمحتویات
صفو ... وجود دارد.
شبیهسازی صفدر طی 3 مرحلهصورتمی گیرد:
-1 مرحله طراحیصف.
-2 مرحله بکارگیری صفو تعیین آمار مورد نیاز.
-3 مرحله اجرایصفو نمایشنتایج شبیهسازی .
را بیان می کنیم. MM در این مقاله نحوه شبیهسازی یکصف 1

46. 4
6
شبیه سازی صف
طراحی صف
را انتخابنمایید. Node Model و از لیستموجود گزینه New… گزینه File -1 برای شروع از منوی
دو ماژول پردازشگر و یک ماژول صف را به ترتیب شکل قرار Node Model -2 در پنجره
می دهیم.

47. نام ماژول
قالب بسته
تابع
توزیع
اندازه
زمباسنت هش رهواع
پایان کار
4
7
شبیه سازی صف
طراحی صف
را انتخابنمایید. Edit Attributes -3 بر روی اولین ماژول پردازشگر راستکلیکنموده و گزینه
-4 در پنجره ظاهرشده گزینه ها را مطابقشکل زیر تغییر می دهیم.
مدل
پردازشی
شکلک
ماژول
تهاابع
توزیع
تولید
بسته ها
کار
زمان
نکته: تابع توزیع مربوط به تولید بسته ها و اندازه آنها هم با مقادیر ثابت و هم با توابع استاندارد قابل تنظیم
است.

48. 4
8
شبیه سازی صف
طراحی صف
از تعداد زیادی تابع توزیع استاندارد همانند تابع برنولی، OPNet همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید
گاما، لاپلاس، نرمال، پواسون و ... برای تولید و یا پردازشبسته ها پشتیبانی می کند.

49. 4
9
را انتخابنمایید. Edit Attributes -5 بر روی دومین ماژول پردازشگر نیز راستکلیکنموده و گزینه
-6 در پنجره ظاهرشده گزینه ها را مطابق شکل زیر تغییر می دهیم.
نام ماژول
مدل
پردازشی
شکلک
ماژول
شبیه سازی صف
طراحی صف

50. 5
0
را انتخابنمایید. Edit Attributes -7 بر روی ماژولصفنیز راستکلیکنموده و گزینه
-8 در پنجره ظاهرشده گزینه ها را مطابقشکل زیر تغییر می دهیم.
نام ماژول
مدل پردازشی
شکلک ماژول
نرخ سرویس
دهی
تعداد زیر
صفها
ظرفیت بیتی
ظرفیت بسته
ای
شبیه سازی صف
طراحی صف

51. 5
1
شبیه سازی صف
طراحی صف
Sink را به Queue و ماژول Queue را به Source ها ماژول Packet Stream -9 در ادامه به کمک
متصل می کنیم.
شبیهشکل زیر به نظر می رسد. NodeModel -10 اکنون پنجره
نقش صف و Queue نقش تولید کننده بسته ها، ماژول Source -11 همانگونه که متوجه شدید ماژول
نیز نقشازبین برنده بسته ها را برعهده دارند. Sink ماژول

52. 5
2
Node Interfaces گزینه Interfaces -13 در نهایت تنظیمات گره ایجاد شده را با استفاده از منوی
مطابقشکل زیر انجام می دهیم.
-14 حال می توان گره فوق را تحتیکنام
ا
سخیره نمود. MM مثلا 1
شبیه سازی صف
طراحی صف

53. 5
3
شبیه سازی صف
بکارگیری صف و تعیین آمار مورد نیاز
ش یصفی را که قبلا ایجاد Object Palette جهتبکارگیری صفکافی است پروژه جدیدی را ایجاد و از پنجره
کرده اید جستجو و پساز یافتن بر رویصفحه خالی پروژه بکشید.

54. 5
4
شبیه سازی صف
بکارگیری صف و تعیین آمار مورد نیاز
جهت تعیین آمار مورد نیاز بر روی گره
ساخته شده کلیک راست MM1
Choose نموده و گزینه
را Individual DES Statistics
انتخاب و از پنجره ظاهر شده آمار
مورد نیاز را انتخابمی کنیم.
به عنوان مثال، ما گزینه ها را بدین
شرح انتخابنمودیم:
-1 اندازهصف.
-2 متوسطزمان انتظار بسته ها.
-3 تعداد بسته های دریافتی.
-4 تعداد بسته های ارسالی.
1
2
3
4

55. 5
5
شبیه سازی صف
اجرای صف و نمایش نتایج شبیه سازی
Configure/Run گزینه DES اکنون زمان اجرا و نمایش نتایج شبیه سازی فرا رسیده است. از منوی
را انتخاب و یا در نوار ابزار بر روی آیکن با همین نام و شکل کلیک Discrete Event Simulation…
نمایید.
را بفشارید.)سعی کنید مدت شبیه سازی چند ساعتدر نظر گرفته شود.( Run تنظیمات اجرا را انجام و کلید
تا شبیهسازی شما به پایان برسد.

56. 5
6
را انتخابو یا با View Results… گزینه Results زیر منوی DES حال می توان برای نمایشنتایج از منوی
را انتخابنمود. View Results کلیکراستگزینه
ا
احتمالا نتایج حاصله همانند شکل زیر خواهد بود.
شبیه سازی صف
اجرای صف و نمایش نتایج شبیه سازی
همانگونه که ملاحظه
میشود اندازه و متوسط
زمان انتظار بسته ها پس
از گذشت چند ساعت به
یک حالت پایدار خواهد
رسید.

57. 5
7
شبیه سازی صف
اجرای صف و نمایش نتایج شبیه سازی
و هر چند میزان بسته های ورودی صفابتدا بیشتر از بسته های خروجی از صفاست ولی در همان ساعات
اولیه تعادل بین ورودی و خروجی نیز به وجود می آید.