opnet的qos队列策略机制仿真研究
摘 要当今社会，由于Internet的发展越来越迅速，互联网在世界掀起了大规模的浪潮，人们对使用单一网络实现的各种多媒体实时业务和非实时数据业务等多其他业务的共同传输的迫切需要日益增加。在单一的网络上实现多种业务调度需要提供有效可靠的手段实现对网络的QOS的控制，其中，实现了一个服务质量的控制是核心部件是分组调度队列的策略机制。显而易见，近几年来，在分组网络中随着服务质量控制的队列调度算法日益成为下一代分组网络研究的一个热点。在分组网络中，所有用户可以共同享有各种各样的网络资源，诸如缓存区和链路网络带宽等。但是，一些新的问题与此同时也会由此产生。为此，本文主要针对服务质量中的区分服务机制的原理、构造及建设过程进行了研究，同时，利用OPNET Modeler这一网络仿真软件搭建Diff—Serv环境，来进行仿真试验。分别针对几种排队机制的丢包率、平均延迟等性能指标进行模拟仿真试验，然后针对仿真结果进行进一步分的析研究和比较。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究内容与结构安排 2
第二章 QOS技术的研究及进展 4
2.1 QOS技术概述 4
2.2 QOS中的参数设置 4
2.3 QOS中的服务类型 4
2.4 DiffServ队列策略机制 5
第三章 OPNET网络仿真平台 6
3.1 OPNET网络仿真简介 6
3.2 OPNET仿真平台简介 6
3.3 0PNET网络环境 7
3.4 OPNET编辑器简介 11
3.5 OPNET的通信仿真机制 12
第四章 网络仿真模拟实验 14
4.1 网络仿真实验目的 14
4.2 网络模型设计 14
4.3仿真参数设置 15
第五章 网络仿真队列策略 17
5.1 FIFO队列策略仿真模拟实验 17
5.1.1 丢包率 18
5.1.2 端到端延迟 20
5.2 PQ队列策略仿真模拟实验 20
5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.2.1 丢包率 22
5.2.2 端到端延迟 23
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
当今社会，由于IP网络与Internet的日渐广泛的应用，越来越多的人们也开始接受基于IP网络的视频会议系统。在现有企业，将语音通讯、视频通讯和数据通讯融合在一起，能够减少很多公司商务开支[1]。在这之中，起着最为重要的关键内容就是VoIP和视频会议。然而，融合通信有时会引发一系列的网络性能问题[1]。对于大多数的企业网来说，不光是要能提供多个种类的网络服务，而且还要能够使得该网络服务的端到端的良好性能得到一定的保证。但是，对音频和视频的质量能起到一定的保障则是在网络视频会议的召开中最需要解决的一个重要问题[2]。现如今不容轻视的问题就是如何使得用户信息在网络上传输的信息质量得到一定的保证。传统IP技术对传输的数据包的转发是有局限性的，它只能在自身的能力范围内让传输进行的尽可能的迅速，却无法对数据的延迟、抖动和丢包率等缺陷进行控制，而传输损耗则是由终端系统来进行处理的[3]。要解决这个问题，网络服务质量就诞生了(Quality of Service，QOS)。
服务质量是一种定性的协议，主要用于网络与用户之间以及网络上互相通信的各个用户之间，是一种关于信息通讯与同享的约定。例如，允许传输延迟时间、最小传输图像失真度以及音频和视频同步等[3]。一般情况下，如果网络只是明显指向某一个程序机构，收发电子邮件的设置等，这些都是不用考虑网络服务质量的。然而，在一些关键应用和多媒体应用面前，服务质量这一概念就显得十分必要[4]。
1.2 国内外研究现状
早在20世纪80年代关于QOS的研究就开始了。由于传统的网络一般都是与各种专项业务有着一定的关系的，所以说，服务质量这个概念在以往传统的通信网络中并没有提出[1]。随着互联网上人以人之间信息互换的要求日益提高，和传输过程中会出现拥塞现象的呈现，人们开始深入研究互联网的服务质量这一重要问题，并且，在1997年9月制定了相关QOS定义与服务的一系列RFC标准[5]。
在当今科技发达的世界中，IP网络发展越来越快的情况下，下一步发展的重要基础技术之一就是QOS技术。虽然目前对于QOS的研究已经初具成效，但是总体来说，该研究其实仍然处于研究试验的初级阶段，距离真的使用可能还需要作出更多的努力[6]。目前需要解决的主要问题是算法复杂度和服务质量控制效果之间的权衡。QOS的管理、计费和相关测量的研究尚处于初级的起步阶段，得到的研究成果还比较少，统一的可靠的公认的标准尚未形成，这是当今时代网络质量服务研究的新热点。服务质量研究的另一个发展趋势是多种技术的结合，各种服务质量机制的整合，提高了网络的服务质量[7]。
1.3 研究内容与结构安排
本课题主要基于OPNET平台，对队列策略机制进行仿真研究，进一步熟悉通信网络的模型构建。在理解网络的QOS理论和具体指标的基础上，选择OPNET软件搭建网络工具并进行网络模型搭建。通过对不同的队列策略进行测试实验，理解网络队列的类型和特点，并分析对网络QOS的影响，从而得出最终的结论。
本文共六章，设计如下：
第一章是绪论部分，总的介绍了本文的研究背景和意义以及海内外的研究现状。
第二章对QOS技术的研究进展及特点做了简要的介绍，并介绍了本文中主要讨论的几种区分服务中队列策略机制。
第三章介绍了需要用到的仿真软件OPNET软件，主要介绍OPNET的仿真原理、仿真平台的设计，并介绍了OPNET的仿真环境及有关编辑器的使用方法。
第四章为具体设计与实现部分，介绍了基于OPNET的队列策略仿真机制的目的，具体介绍了本次设计的各种参数设置。
第五章为实物模拟部分，对先入先出队列(FIFO)，和优先级队列(PQ)，以及延迟、丢包率等一系列参数介绍。
第六章为论文的归纳和总结，对全文的课题设计做了一个归纳的工作。
第七章是致谢部分，交代论文中的一些事，以及指导老师的帮助。
第二章 QOS技术的研究及进展
2.1 QOS技术概述
在当今这个科技发达的时代，电子信息技术在全球的发展变得十分迅速，社会信息化程度有着越来越明显的提高，现代计算机网络已经逐渐能够为广大用户提供多种多媒体服务如语音、视频、图像等[8]。
但是，由于用户数量急速上涨，用户对于网络服务业务的要求日益增加，传统的网络仅仅只能提供一些网络服务，却远远不能保证所提供的网络服务的质量[8]。一系列网络问题，如网络拥塞、网络错误、网络断开连接等逐渐而至。所以说只有对（Quality of?Service，QOS）进行有效的控制，才能够一次解决类似问题。
网络管理者需要对各种网络业务的特点进行具体的分析，从而来合理的设计和调配现有的网络资源[9]。他们通过采取一些有效方法来控制计算机网络服务质量，从而在一定程度上提高网络本身带宽和路由节点性能，实现节省业务流量，提升业务效率的服务目的。从而使提供给用户的网络服务更加方便、更加有效、更加可靠，使客户能够更加高效地利用网络资源来改善日常生活[10]。
2.2 QOS中的参数设置
在服务质量中有很多参数，这是三个最重要的，分别是：抖动（延迟变量），延迟和损失。为了提供高质量卓越的QOS，我们需要对以上三个参数进行高效的分析以及一定的控制[1]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究内容与结构安排 2
第二章 QOS技术的研究及进展 4
2.1 QOS技术概述 4
2.2 QOS中的参数设置 4
2.3 QOS中的服务类型 4
2.4 DiffServ队列策略机制 5
第三章 OPNET网络仿真平台 6
3.1 OPNET网络仿真简介 6
3.2 OPNET仿真平台简介 6
3.3 0PNET网络环境 7
3.4 OPNET编辑器简介 11
3.5 OPNET的通信仿真机制 12
第四章 网络仿真模拟实验 14
4.1 网络仿真实验目的 14
4.2 网络模型设计 14
4.3仿真参数设置 15
第五章 网络仿真队列策略 17
5.1 FIFO队列策略仿真模拟实验 17
5.1.1 丢包率 18
5.1.2 端到端延迟 20
5.2 PQ队列策略仿真模拟实验 20
5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.2.1 丢包率 22
5.2.2 端到端延迟 23
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
当今社会，由于IP网络与Internet的日渐广泛的应用，越来越多的人们也开始接受基于IP网络的视频会议系统。在现有企业，将语音通讯、视频通讯和数据通讯融合在一起，能够减少很多公司商务开支[1]。在这之中，起着最为重要的关键内容就是VoIP和视频会议。然而，融合通信有时会引发一系列的网络性能问题[1]。对于大多数的企业网来说，不光是要能提供多个种类的网络服务，而且还要能够使得该网络服务的端到端的良好性能得到一定的保证。但是，对音频和视频的质量能起到一定的保障则是在网络视频会议的召开中最需要解决的一个重要问题[2]。现如今不容轻视的问题就是如何使得用户信息在网络上传输的信息质量得到一定的保证。传统IP技术对传输的数据包的转发是有局限性的，它只能在自身的能力范围内让传输进行的尽可能的迅速，却无法对数据的延迟、抖动和丢包率等缺陷进行控制，而传输损耗则是由终端系统来进行处理的[3]。要解决这个问题，网络服务质量就诞生了(Quality of Service，QOS)。
服务质量是一种定性的协议，主要用于网络与用户之间以及网络上互相通信的各个用户之间，是一种关于信息通讯与同享的约定。例如，允许传输延迟时间、最小传输图像失真度以及音频和视频同步等[3]。一般情况下，如果网络只是明显指向某一个程序机构，收发电子邮件的设置等，这些都是不用考虑网络服务质量的。然而，在一些关键应用和多媒体应用面前，服务质量这一概念就显得十分必要[4]。
1.2 国内外研究现状
早在20世纪80年代关于QOS的研究就开始了。由于传统的网络一般都是与各种专项业务有着一定的关系的，所以说，服务质量这个概念在以往传统的通信网络中并没有提出[1]。随着互联网上人以人之间信息互换的要求日益提高，和传输过程中会出现拥塞现象的呈现，人们开始深入研究互联网的服务质量这一重要问题，并且，在1997年9月制定了相关QOS定义与服务的一系列RFC标准[5]。
在当今科技发达的世界中，IP网络发展越来越快的情况下，下一步发展的重要基础技术之一就是QOS技术。虽然目前对于QOS的研究已经初具成效，但是总体来说，该研究其实仍然处于研究试验的初级阶段，距离真的使用可能还需要作出更多的努力[6]。目前需要解决的主要问题是算法复杂度和服务质量控制效果之间的权衡。QOS的管理、计费和相关测量的研究尚处于初级的起步阶段，得到的研究成果还比较少，统一的可靠的公认的标准尚未形成，这是当今时代网络质量服务研究的新热点。服务质量研究的另一个发展趋势是多种技术的结合，各种服务质量机制的整合，提高了网络的服务质量[7]。
1.3 研究内容与结构安排
本课题主要基于OPNET平台，对队列策略机制进行仿真研究，进一步熟悉通信网络的模型构建。在理解网络的QOS理论和具体指标的基础上，选择OPNET软件搭建网络工具并进行网络模型搭建。通过对不同的队列策略进行测试实验，理解网络队列的类型和特点，并分析对网络QOS的影响，从而得出最终的结论。
本文共六章，设计如下：
第一章是绪论部分，总的介绍了本文的研究背景和意义以及海内外的研究现状。
第二章对QOS技术的研究进展及特点做了简要的介绍，并介绍了本文中主要讨论的几种区分服务中队列策略机制。
第三章介绍了需要用到的仿真软件OPNET软件，主要介绍OPNET的仿真原理、仿真平台的设计，并介绍了OPNET的仿真环境及有关编辑器的使用方法。
第四章为具体设计与实现部分，介绍了基于OPNET的队列策略仿真机制的目的，具体介绍了本次设计的各种参数设置。
第五章为实物模拟部分，对先入先出队列(FIFO)，和优先级队列(PQ)，以及延迟、丢包率等一系列参数介绍。
第六章为论文的归纳和总结，对全文的课题设计做了一个归纳的工作。
第七章是致谢部分，交代论文中的一些事，以及指导老师的帮助。
第二章 QOS技术的研究及进展
2.1 QOS技术概述
在当今这个科技发达的时代，电子信息技术在全球的发展变得十分迅速，社会信息化程度有着越来越明显的提高，现代计算机网络已经逐渐能够为广大用户提供多种多媒体服务如语音、视频、图像等[8]。
但是，由于用户数量急速上涨，用户对于网络服务业务的要求日益增加，传统的网络仅仅只能提供一些网络服务，却远远不能保证所提供的网络服务的质量[8]。一系列网络问题，如网络拥塞、网络错误、网络断开连接等逐渐而至。所以说只有对（Quality of?Service，QOS）进行有效的控制，才能够一次解决类似问题。
网络管理者需要对各种网络业务的特点进行具体的分析，从而来合理的设计和调配现有的网络资源[9]。他们通过采取一些有效方法来控制计算机网络服务质量，从而在一定程度上提高网络本身带宽和路由节点性能，实现节省业务流量，提升业务效率的服务目的。从而使提供给用户的网络服务更加方便、更加有效、更加可靠，使客户能够更加高效地利用网络资源来改善日常生活[10]。
2.2 QOS中的参数设置
在服务质量中有很多参数，这是三个最重要的，分别是：抖动（延迟变量），延迟和损失。为了提供高质量卓越的QOS，我们需要对以上三个参数进行高效的分析以及一定的控制[1]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1677.html
