实验4：RIP与OSPF路由协议分析
1实验题目
采用Opnet仿真并分析RIP和OSPF协议
2实验目的和要求
1)掌握路由协议RIP、OSPF的工作原理
2)掌握Opnet仿真RIP和OSPF协议的方法
3实验设备及材料
操作系统：Windows 2003/XP主机
网络模拟器：OPNET
4实验内容
4.1 RIP路由模拟与性能测试
本实验的环境如下：Intel(R)Core(TM)********************，0.98GB内存；Windows XP Professional v.2002 SP2；网络仿真平台为0Pnet Modeler 14.0。
网络模型的规模为10kmx10km的大小。
导入RIP-RIPv1场景。
图1 导入场景
、
图2 选择RIP-RIPv1
图3显示了进行路由协议性能分析所建立起来的网络模型，该模型主要包括四个主干路由器以及一些子网，每个子网是两个局域网，通过路由器连到主干路由器上（图4），且配置了相应的业务流量。路由器间互连的链路采用的是PPP DS3链路。该模型中共四个子网，其IP地址配置如下表所示。
表1 IP地址分配
网络IP地址子网IP地址
子网West 子网East NothNet 150.10.0.0/16 150.10.10.0/24 150.10.20.0/24
EastNet 150.50.0.0/16 150.50.10.0/24 150.50.20.0/24
SouthNet 150.70.0.0/16 150.70.10.0/24 150.70.20.0/24
WestNet 150.30.0.0/16 150.30.10.0/24 150.30.20.0/24
图3 RIPv1网络仿真模型
图4 子网络内的仿真模型
子网内的仿真模型如图2所示，由West和East两个局域网和一台中心路由器组成。两个局域网拥有相同的网络结构，均是采用100BaseT的局域网模型，该模型是快速以太网模型，它包括任何数量的工作站和一个服务器，在本模型中
工作站的数量是十个。
针对协议的性能仿真主要是从路由协议网络收敛性，协议开销，网络延时三个方面进行仿真分析。
路由协议网络收敛性是指路由域中所有路由器对当前的网络结构和路由转发达成一致的状态。收敛时间是指从网络的拓扑结构发生变化到网络上所有的相关路由器都得知这一变化，并且相应的做出改变所需要的时间。
协议开销是指网络节点为了获得路由信息所引入更新网络状态信息的通信开销，它随网络规模的扩大而增加，触发状态信息更新发布策略与QOS路由性能密切相关。此外，网络拓扑和流量分布对协议开销也有一定的影响。
时延定义了一个IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。时延由固定时延和可变时延两部分组成。固定时延基本不变，由传播时延和传输时延构成；可变时延由中间路由器处理时延和排队等待时延两部分构成。
添加统计信息量：
1)添加路由协议收敛性和协议开销
场景空间空白处右键单击，在弹出菜单中选择”Choose Individual DES Statistics”
图5 添加路由器协议的统计信息量
在弹出窗口中选择RIP协议统计量，如图6所示：
图6 选定RIP统计量
2)添加子网时延统计量
选择EastNet中的East子网进行统计分析，统计量选择的是局域网的延时。
图7 选择子网时延统计量
仿真时间30分钟。
4.1.1 RIP路由协议收敛仿真结果分析
由于收敛时间与仿真时间相差很大，需要截取指定时间范围来观察收敛效果。
图8 编辑面板属性图9 截取0-20s的数据
图10 RIP协议的路由收敛仿真结果
work Convergence Activity图中的横轴代表时间，是以秒为单位显示的，纵轴代表协议收敛活动，y坐标值为1表示有收敛活动，y坐标值为0表示没有收敛活动。work Convergence Duration(sec)图中的横轴代表时间，是以秒为单位显示的，纵轴代表收敛周期。从图中可以看出RIP网络收敛大概开始于仿真进行6秒后，在16秒后结束，收敛周期大概为10秒。
4.1.2 RIP协议开销的仿真结果
图11 RIP协议的开销仿真结果
图12 平均开销比较
仿真结果图中的横轴代表仿真时间，是以分钟为单位显示的。纵轴代表流量比特数。从图中我们发现RIP会定时的产生协议的开销，这个定时周期就是路由更新定时器的时间。并且这种开销一直维持在较高的水平上，在2500到3500bits/s之间。
4.1.3 RIP协议延时的仿真结果
图13 RIP协议延时仿真结果
图中横轴代表仿真时间，是以分钟为单位显示的，纵轴代表的是延时时间，是以秒为单位显示的。从图中我们发现采用RIP协议时，我们选择的局域网的延时大概在0.00006秒左右。
4.2 OSPF路由模拟与性能测试
针对OSPF协议进行的性能仿真研究主要也是从路由协议网络收敛性、协议开销，网络延时三个方面进行。
图14 OSPF网络仿真模型仿真时间30分钟。
4.2.1 OSPF路由协议收敛仿真结果分析
图15 OSPF协议的路由收敛仿真结果
work Convergence Activity图中的横轴代表时间，是以秒为单位显示的，纵轴代表协议收敛活动，y坐标值为1表示有收敛活动，y坐标值为0表示没有收敛活动。work Convergence Duration(sec)图中的横轴代表时间，是以秒为单位显示的，纵轴代表收敛周期。从图中我们可以看出OSPF网络收敛大概开始于仿真进行2秒后，在57秒后结束，收敛周期大概为55秒。
4.2.2 OSPF协议开销的仿真结果
图16 OSPF协议的开销仿真结果
OSPF.Total OSPF Protocol Traffic Sent(bits/sec)图中的横轴代表仿真时间，是以分钟为单位显示的，纵轴代表流量比特数。从图中我们可以看出OSPF在刚开始的一段时间内，路由交换的数据量非常的大，达到98,000bitS/s，随后数据量下降，在大约1分钟以后，即OSPF达到收敛状态之后，数据量趋于稳定，维持在一个比较低的水平上，约3000bits/s。