网络排队策略优化的OPNET仿真研究
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摘要：移动通信技术的迅速发展，越来越需要各种网络技术的全面支持与融合。基于这个原因，就路由器传递数据包的排队策略对移动通讯系统的服务质量进行了研究，并利用OPNET软件进行了仿真。结果表明，采用WFQ策略，接口每次按不同的权重从不同队列中取不同数量的数据包发送，能优化路由器的数据吞吐量。
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）009013103
基金项目：湖北省教育厅项目（D20106602）
作者简介：陈晓黎（1959-），男，湖北广播电视大学副教授，研究方向为电子信息工程技术；朱珺（1981-），女，湖北广播电视大学讲师，研究方向为通信技术；李主国（1975-），男，华中科技大学控制科学与工程系博士研究生，研究方向为工业无线技术、传感器网络。
0引言
OPNET作为网络仿真软件已得到充分的应用，OPNET的建模是以事件调度为基础的，结合进程交互以便于处理。OPNET Modeler则是在网络的各个层面来进行各种通信模型的仿真工作，同时还提供网络层、节点层和进程层的三层建模机制。在本文中，主要是分析路由器传递数据包的排队策略对系统QoS的影响。路由器是基于存储转发工作的，当一个数据包到达某个接口时可能需要排队等待转发。传统的队列策略是FIFO，但随着互联网上音频和视频的数据增多，这部分流量需要更大的带宽和优先级，传统的FIFO已经不能满足要求。一种解决方法是Weighted Fair Queuing（WFQ）策略，即有多条队列，分别赋予它们不同的权重，接口每次按照权重不同从队列中取不同数量的数据包发送；另一种是Priority Queuing策略，也是维护多个队列，但是每个队列有不同的优先级，优先级高的队列优先得到服务。
1仿真工具简介
OPNET是众多网络仿真工具中的一种，它的功能非常强大。总的仿真模型分为3个层次，同时也具备3种图形化编辑器，分别是进程编辑器、节点编辑器、网络编辑器。模型层次最下端为进程模型，通常用状态机来描述；第二层为节点模型，是由网络的各种协议模型形成，能从一定程度上反映设备特性；第三层为网络模型，提供各种网络支持。模型的各个层次和真实的网络及各种模型相对应，能够最大化反映网络的各种应用特性。同时，OPNET软件自带的各种数据程序包能提供参数化、模块化的功能。设计者能根据自己的实际需求，定义各种网络的相关设备、协议及参数并构建各种仿真网络模型。在具体的设计中，通过信道和各条链路将全体网络中的各部分相连。子网由客户端、服务器、各条链路、路由器以及网关构成。
2网络仿真流程
结合OPNET网络仿真流程如图1所示：①构建网络的实际结构，确定仿真流程；②准备设计的工程所需的给类型文件，如网络的整体结构拓扑图，相关网络设备，相关应用的各类型协议，通信链路，各类网络涉及的应用模型，流程特征；③建立网络模型，应用各种设备版本和设计文档；④利用工具提供的各类网络模型手动建立网络模型；⑤设置相关参数完成网络仿真；⑥分析仿真结果，得到设计结论。
3系统模型建立
根据预先设定的系统特征，建立描述系统的模型过程如下：
（1）确定网络的拓扑结构模型。网络由FTPhignclient、FTPlowclient、Route1、QosRoute、FTP server几部分构建而成。整个网络包括有路由器、交换机、用户终端、服务器，结构如图2所示。各子网通过PPP_DS3类型链路（速率为44.736Mb/s）连接，用户终端与交换机之间的链路通过100M网线连接。
5结语
基于无线网络的移动通信及相关通信技术应用越来越广泛，QoS路由协议已成为网络通信服务质量研究的重点，本的是相关传统的队列策略研究，并对其作了OPNET仿真。经过研究，随着数据的增多，部分流量需要更大的带宽和优先级，传统的FIFO已经不能满足要求。仿真提供的一种解决方法是Weighted Fair Queuing（WFQ）策略，即有多条队列，分别赋予它们不同的权重，接口每次按照权重不同从队列中取不同数量的数据包发送。仿真结果验证了分析的准确性，网络的数据吞吐性能得到了优化。
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