SITL(System-in-the-Loop)是OPNET中的一项仿真技术,它允许将真实的硬件设备与虚拟网络环境相结合,进行实时仿真。这种仿真方式特别适用于评估网络中真实硬件设备与软件原型之间的互操作性和系统可扩展性。SITL支持的系统连接方式包括真实-虚拟-真实(Real-Sim-Real)、虚拟-真实-虚拟(Sim-Real-Sim)和真实-虚拟(Real-Sim)。
SITL模块的主要应用及优点包括:
1. 测试网络硬件或软件原型是否满足可扩展性、互操作性和对标准的符合程度。
2. 在虚拟网络中部署新协议,并加入真实流量进行性能分析。
3. 在原型网络中加入大量虚拟节点,评估系统的可扩展性。
4. 减少完全使用实物设备进行实验的需要,从而节省开支。
SITL工作流程分为三个部分:
1. 连接:将现实设备通过以太网连接到运行OPNET仿真的主机。
2. 配置:运行OPNET仿真的主机可以同时连接多个现实设备,每个设备通过网络适配卡相连,并在OPNET网络模型中为每个设备配置一个SITL网关节点。
3. 运行仿真:现实设备与仿真环境之间实时传递数据包,SITL模块负责在现实网络和虚拟网络之间转换数据包。真实数据包被翻译为OPNET虚拟数据包,反之亦然。数据包从以太网帧头开始的内容都被保留。
OPNET/SITL支持的网络协议包括:
- Ethernet
- IPv4和IPv6(不支持分片)
- ICMP(Internet Control Message Protocol)
- ICMPv6(用于IPv6的ICMP)
- OSPFv2(开放最短路径优先版本2)
- RIP(路由信息协议)版本1和版本2
- TCP(传输控制协议)
- UDP(用户数据报协议)
在采用Real-Sim-Real连接方式时,所有应用层协议都得到支持,同时可以通过二次开发扩展SITL支持的协议种类。
半实物仿真实例中提到了RIP(Routing Information Protocol)网络仿真。该仿真实验包括30个虚拟路由器、两台真实PC和一台真实路由器,通过一台真实设备和OPNET构建了一个广域骨干网实验环境。仿真场景包括路由表的建立、故障情况下的路由重收敛以及流媒体传输等。
在仿真场景1“无故障路由收敛”中,设置不同的rip开始时间,使得虚拟网络中的路由能逐渐加入到真实路由器的路由表中。实验结果表明,由于虚拟路由器启动时间的差异,真实路由器上学习到的路由条目是逐步增加的。
SITL半实物仿真技术是一项能够在真实网络设备和虚拟网络环境之间搭建桥梁的重要工具。它不仅能够帮助研究人员和工程师更高效地进行网络设计和测试,还能在经济成本和时间上带来优势。通过这种方式,工程师可以更灵活地进行网络协议开发、网络设备测试以及网络性能评估,无需大量投入硬件资源即可模拟真实网络情况。