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嵌入式网络的仿真研究

作　者: 李振
导　师: 邵堃；唐玉胜
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机技术
关键词: 工业网络 H1总线 仿真 NS2网络模拟软件
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 29次
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内容摘要


以现场总线为代表的工业控制网络已经成为新一代工业控制系统中的重要技术,它是计算机网络技术在工业控制底层的具体实现,计算机网络技术作为信息技术的代表,其与工业控制系统的结合极大的提高控制系统的水平。随着计算机技术、通信技术和控制技术的飞速发展,工业控制系统朝着现场网络集成自动化系统体系结构的方向发展。由于在实际网络环境下对计算机网络进行研究存在很大的局限性,研究领域多采用模拟的方法进行研究。计算机网络仿真为计算机网络以及工业控制网络的新发展提供了一个方便、高效的验证和分析方法。NS2是在Unix系统下开发的,包含Tcl、Tk、Otcl和TclCL四个软件包,是一种通用的、具有可视化的、可扩充性的、面向对象的网络模拟软件。NS2本身有一个虚拟时钟,所有的仿真都是由离散事件驱动的,使用C++和Otcl作为开发语言。目前NS2可以用于仿真各种不同的IP网络,并支持多种协议,RED等几种路由器队列管理机制以及动态路由、静态路由、组播路由等路由算法,此外还支持组播协议SRM及部分MAC层的协议,并且提供多种通信量的仿真,能分别根据指数分布、Pareto分布、跟踪文件或确实速率产生不同的通信量。本论文使用NS2网络模拟软件对基于Hl总线的企业信息网络进行仿真与研究。研究内容如下：一、对工业控制网络的发展进行阐述,介绍了工业控制网络与计算机网络的融合以及计算机网络仿真的意义。二、对NS2网络仿真模拟软件的构成、特点、方法进行介绍,同时对NS2的相关工具进行说明。三、基于Hl总线的信息网络的NS2建模与仿真,并对该网络的系统进行优化。四、对仿真所采集的数据进行整理和分析,对TCP/IP拥塞控制、流量控制及自相似特性进行分析。本文对相应网络环境进行建模,并且在建模过程中针对不同节点和链路的性质分别进行不同的设置。并且对采集的数据进行了详尽的分析并得出自相似流与非自相似流发生聚集后仍为自相似流这一结论。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第1章 概述  13-19
  1.1 工业网络的发展  13-15
    1.1.1 计算机网络的发展  13-14
    1.1.2 工业网络的发展  14-15
  1.2 工业网络和计算机网络的融合  15-17
  1.3 计算机网络的仿真  17-18
  1.4 小结  18-19
第2章 基于NS2的网络仿真  19-29
  2.1 网络仿真工具NS2概述  19-21
  2.2 NS仿真基础  21-25
    2.2.1 用户编程语言Tcl和OTcl  21
    2.2.2 网络拓扑  21-22
    2.2.3 分组  22-23
    2.2.4 代理(agent)  23-24
    2.2.5 网络仿真  24-25
    2.2.6 仿真后续处理  25
  2.3 NS相关工具  25-28
    2.3.1 Nam软件  25-27
    2.3.2 绘图工具gnuplot  27-28
  2.4 小结  28-29
第3章 基于H1总线的信息网络的NS2建模  29-54
  3.1 基金会现场总线H1概述  29-34
    3.1.1 低速现场总线H1  29-30
    3.1.2 H1网络的组成部件  30-31
    3.1.3 H1网络拓扑结构  31
    3.1.4 H1网络体系结构  31-34
  3.2 基于H1总线的信息网络的NS2建模过程  34-50
    3.2.1 建模概述  34-35
    3.2.2 拓扑建模  35-38
    3.2.3 流量建模  38-48
    3.2.4 拥塞控制建模  48-50
  3.3 模型整合  50-54
第4章 流量与拥塞控制分析  54-72
  4.1 流量分析  54-65
    4.1.1 几种基本流量发生器的流量与丢弃概率分析  54-61
    4.1.2 流量聚集  61-65
  4.2 自相似与拥塞控制分析  65-70
    4.2.1 自相似业务对数据流的影响分析  65
    4.2.2 拥塞控制分析  65-70
  4.3 小结  70-72
第5章 结论与展望  72-74
  5.1 结论  72-73
  5.2 展望  73-74
参考文献  74-77
攻读硕士学位期间发表的论文  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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