基于NS3的網(wǎng)絡(luò)并行模擬仿真方法研究.pdf

1、隨著眾多研究領(lǐng)域所需計(jì)算量快速增加，普通串行程序會(huì)達(dá)到性能瓶頸，導(dǎo)致仿真運(yùn)行時(shí)間消耗過(guò)多，越來(lái)越不能滿足人們的需求，所以通過(guò)并行程序良好地使用各種高性能多核硬件設(shè)備和并行算法來(lái)提高運(yùn)行效率越來(lái)越重要，并行程序不僅能減少運(yùn)行時(shí)間，還能跨越地理位置限制，通過(guò)使用集成各類型計(jì)算機(jī)設(shè)備節(jié)約成本，還能給程序增加容錯(cuò)能力。本文主要研究的是如何通過(guò)并行來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)仿真程序的運(yùn)行效率。
　　網(wǎng)絡(luò)仿真通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)建模研究網(wǎng)絡(luò)行為?？焖俚玫骄W(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，

2、和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改變后對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響結(jié)果，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)優(yōu)化和新業(yè)務(wù)調(diào)整都具有很重要的實(shí)際意義。所以采用并行來(lái)減少仿真運(yùn)行時(shí)間是研究大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)必要的手段。目前已有以NS3作為平臺(tái)開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)模擬仿真系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)模的擴(kuò)大，仿真系統(tǒng)雖通過(guò)并行仿真提高了一定的仿真效率，但由于部分實(shí)現(xiàn)方法的一些限制，并行仿真效率的提升并不能滿足數(shù)據(jù)量的提高。本文從三個(gè)方面改進(jìn)模擬仿真系統(tǒng)中的部分并行方法，提高仿真效率：
　　1．原異常事件調(diào)度模塊在網(wǎng)絡(luò)拓

3、撲節(jié)點(diǎn)增多變復(fù)雜之后，由于實(shí)現(xiàn)異常事件發(fā)生的全局路由狀態(tài)更新會(huì)變得極為耗時(shí)，直接極大影響了并行仿真的效率。所以通過(guò)優(yōu)化同時(shí)刻的各類異常事件任務(wù)，來(lái)提高并行仿真效率。
　　2．原仿真系統(tǒng)中使用的KL劃分算法在根據(jù)SNMP數(shù)據(jù)生成的權(quán)重進(jìn)行劃分時(shí)，會(huì)和實(shí)際任務(wù)有一定的偏差，不能得到良好的劃分仿真效率。所以我們改用Netflow數(shù)據(jù)，根據(jù)流量矩陣估計(jì)的逆過(guò)程，再通過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)化處理，生成鏈路權(quán)重和點(diǎn)權(quán)重，并使用Metis算法替代原有的普

4、通KL算法，從而改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)劃分算法。
　　3．根據(jù)并行模式設(shè)計(jì)語(yǔ)言的四個(gè)步驟，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種生成影節(jié)點(diǎn)的流量分?jǐn)偡椒?。該方法在原有綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)模擬仿真系統(tǒng)并行模塊的基礎(chǔ)上，通過(guò)判斷大流量節(jié)點(diǎn)，生成對(duì)應(yīng)影節(jié)點(diǎn)和相關(guān)鏈路，分配到單獨(dú)劃分并分?jǐn)傇?jié)點(diǎn)一半的流量任務(wù)，以此來(lái)優(yōu)化并行仿真效率。其中判斷大流量節(jié)點(diǎn)的比例值和并行的劃分?jǐn)?shù)是最優(yōu)化效率的兩個(gè)關(guān)鍵變量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，該方法可達(dá)到50％以上的優(yōu)化效率。
　　本文在通過(guò)以上三方面的改進(jìn)仿