基于NS3的網(wǎng)絡并行模擬仿真方法研究.pdf

1、隨著眾多研究領域所需計算量快速增加，普通串行程序會達到性能瓶頸，導致仿真運行時間消耗過多，越來越不能滿足人們的需求，所以通過并行程序良好地使用各種高性能多核硬件設備和并行算法來提高運行效率越來越重要，并行程序不僅能減少運行時間，還能跨越地理位置限制，通過使用集成各類型計算機設備節(jié)約成本，還能給程序增加容錯能力。本文主要研究的是如何通過并行來提高網(wǎng)絡仿真程序的運行效率。
　　網(wǎng)絡仿真通過對網(wǎng)絡建模研究網(wǎng)絡行為?？焖俚玫骄W(wǎng)絡運行狀態(tài)，

2、和網(wǎng)絡進行改變后對整個網(wǎng)絡的影響結果，對于網(wǎng)絡構優(yōu)化和新業(yè)務調整都具有很重要的實際意義。所以采用并行來減少仿真運行時間是研究大型復雜網(wǎng)絡必要的手段。目前已有以NS3作為平臺開發(fā)的網(wǎng)絡模擬仿真系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡拓撲規(guī)模的擴大，仿真系統(tǒng)雖通過并行仿真提高了一定的仿真效率，但由于部分實現(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。本文從三個方面改進模擬仿真系統(tǒng)中的部分并行方法，提高仿真效率：
　　1．原異常事件調度模塊在網(wǎng)絡拓

3、撲節(jié)點增多變復雜之后，由于實現(xiàn)異常事件發(fā)生的全局路由狀態(tài)更新會變得極為耗時，直接極大影響了并行仿真的效率。所以通過優(yōu)化同時刻的各類異常事件任務，來提高并行仿真效率。
　　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)生成的權重進行劃分時，會和實際任務有一定的偏差，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)流量矩陣估計的逆過程，再通過一定的標準化處理，生成鏈路權重和點權重，并使用Metis算法替代原有的普

4、通KL算法，從而改進網(wǎng)絡劃分算法。
　　3．根據(jù)并行模式設計語言的四個步驟，設計并實現(xiàn)了一種生成影節(jié)點的流量分攤方法。該方法在原有綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)模擬仿真系統(tǒng)并行模塊的基礎上，通過判斷大流量節(jié)點，生成對應影節(jié)點和相關鏈路，分配到單獨劃分并分攤原節(jié)點一半的流量任務，以此來優(yōu)化并行仿真效率。其中判斷大流量節(jié)點的比例值和并行的劃分數(shù)是最優(yōu)化效率的兩個關鍵變量。通過實驗，該方法可達到50％以上的優(yōu)化效率。
　　本文在通過以上三方面的改進仿