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(shè)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(shè)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(luò)仿真程序的運行效率。
　　網(wǎng)絡(luò)仿真通過對網(wǎng)絡(luò)建模研究網(wǎng)絡(luò)行為。快速得到網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，

2、和網(wǎng)絡(luò)進行改變后對整個網(wǎng)絡(luò)的影響結(jié)果，對于網(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(luò)必要的手段。目前已有以NS3作為平臺開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)模擬仿真系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)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(diào)度模塊在網(wǎng)絡(luò)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(wù)，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(quán)重進行劃分時，會和實際任務(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)流量矩陣估計的逆過程，再通過一定的標準化處理，生成鏈路權(quán)重和點權(quán)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(luò)劃分算法。
　　3．根據(jù)并行模式設(shè)計語言的四個步驟，設(shè)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(chǔ)上，通過判斷大流量節(jié)點，生成對應(yīng)影節(jié)點和相關(guān)鏈路，分配到單獨劃分并分攤原節(jié)點一半的流量任務(wù)，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(guān)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