第22章-ns-2簡(jiǎn)單有線網(wǎng)絡(luò)模擬程序

1、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,1,吳功宜 董大凡王 珺 劉 乾,“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科前沿叢書計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究生系列教材（中文版） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 高級(jí)軟件編程技術(shù),《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,2,第22章NS-2簡(jiǎn)單有線網(wǎng)絡(luò)模擬程序,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)

2、絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,3,概述,NS-2是科學(xué)研究領(lǐng)域一個(gè)非常流行的開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，目前它已成為對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行評(píng)估與研究的主流工具之一，眾多的期刊和論文都采用NS-2作為結(jié)果論證和性能評(píng)估的工具,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,4,編程訓(xùn)練目的編程訓(xùn)練要求相關(guān)知識(shí)介紹程序設(shè)計(jì)分析擴(kuò)展與提高,提綱,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,5,編程訓(xùn)練目的,熟悉網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS-2，掌握NS-2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件安裝和使用的基本方法。掌握構(gòu)

3、建簡(jiǎn)單的有線網(wǎng)絡(luò)模型，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)或Ethernet網(wǎng)。掌握對(duì)模擬結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析技術(shù)。,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,6,編程訓(xùn)練目的編程訓(xùn)練要求相關(guān)知識(shí)介紹程序設(shè)計(jì)分析擴(kuò)展與提高,提綱,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,7,編程訓(xùn)練要求,在Linux或Windows+Cygwin平臺(tái)上安裝NS-2的較新版本，并能夠成功運(yùn)行NS-2中自帶的Tcl測(cè)試腳本。選取一個(gè)簡(jiǎn)單的有線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)或Ethernet網(wǎng)，

4、運(yùn)行一定的TCP或UDP業(yè)務(wù)源，并用Nam進(jìn)行演示。分析trace文件，測(cè)定網(wǎng)絡(luò)的性能（如吞吐量、時(shí)延、丟包率等），用圖表的方式說(shuō)明測(cè)定結(jié)果。,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,8,編程訓(xùn)練目的編程訓(xùn)練要求相關(guān)知識(shí)介紹程序設(shè)計(jì)分析擴(kuò)展與提高,提綱,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,9,NS-2簡(jiǎn)介,目標(biāo)支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究和教育，包括：通信協(xié)議的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)流的研究等不同協(xié)議之間的比較優(yōu)點(diǎn)與平臺(tái)無(wú)關(guān)有大量的協(xié)議、代碼以及模

5、型可供使用開(kāi)源的,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,10,NS-2系統(tǒng)的組成,ns網(wǎng)絡(luò)模擬器執(zhí)行Otcl腳本，運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模擬，并將模擬結(jié)果（過(guò)程）以trace文件的形式輸出。nam動(dòng)畫演示程序可視化工具，對(duì)ns模擬的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行演示ns模擬結(jié)束后生成 .nam文件，作為nam程序的輸入。,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,11,NS-2原理概述,離散事件模擬器；豐富的構(gòu)件庫(kù)；分裂對(duì)象模型；模擬結(jié)果的動(dòng)畫演示,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

6、高級(jí)軟件編程技術(shù)》,12,離散事件模擬器,,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,13,離散事件模擬器（續(xù)）,一切都是離散事件維護(hù)一個(gè)基于發(fā)生時(shí)間排序的 事件（events）隊(duì)列維護(hù)一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間（virtual time）重復(fù)執(zhí)行以下的過(guò)程: 從隊(duì)列首取出一個(gè)事件, 設(shè)置當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間為事件發(fā)生時(shí)間處理這個(gè)事件如果在處理時(shí)間過(guò)程中產(chǎn)生新的事件，插入隊(duì)列每一個(gè)事件都有一個(gè)預(yù)定的（虛擬的）執(zhí)行時(shí)間，獨(dú)立于真實(shí)時(shí)間CPU速度快慢不

7、影響運(yùn)行結(jié)果,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,14,分裂對(duì)象模型,C++是高效的編譯執(zhí)行語(yǔ)言，完成模擬功能，性能較好。Otcl 是解釋執(zhí)行的，進(jìn)行場(chǎng)景配置不必重新編譯，更靈活,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,15,模擬結(jié)果的演示——NAM,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,16,NS-2的安裝,推薦直接安裝allinone版本（最新版本從http://sourceforge.net/projects/nsnam/下載）Linux下的

8、安裝Windows+Cygwin+Ns2 allinonewindows下安裝方法見(jiàn)本書附錄c,,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,17,NS-2.29安裝后的目錄結(jié)構(gòu),,,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,18,NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬基本流程,,,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,19,NS-2學(xué)習(xí)方法,了解NS-2模擬的基本原理了解網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)、C++編程語(yǔ)言和OTcl腳本語(yǔ)言在實(shí)例中學(xué)習(xí)NS-2了解NS-2主要的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件及

9、其功能查閱NS-2手冊(cè)查看NS-2源代碼掌握trace文件分析方法,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,20,NS-2學(xué)習(xí)資源列表,NS-2官方主頁(yè)：http://www.isi.edu/nsnam/維客主頁(yè)：http://nsnam.isi.edu/nsnam/index.php/Main_Page柯志亨教授主頁(yè)：http://140.116.72.80/~smallko/ns2/ns2.htm網(wǎng)絡(luò)論壇（Network For

10、um）：http://www.netforum.com.cn/百思論壇NS版：http://www.baisi.net/forum-440-1.html科研論壇NS版：http://bbs.sciei.com/index.asp?boardid=66Ns tutorial：http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial/index.htmlNS by Example：http://nile.wpi.ed

11、u/NS/NS for Beginners：http://www-sop.inria.fr/mistral/personnel/Eitan.Altman/ns.htmThe ns Manual：http://www.isi.edu/nsnam/ns/ns-documentation.htmlNS-2源碼與結(jié)構(gòu)分析：http://www-sop.inria.fr/planete/software/ns-doc/ns-current,

12、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,21,編程訓(xùn)練目的編程訓(xùn)練要求相關(guān)知識(shí)介紹程序設(shè)計(jì)分析擴(kuò)展與提高,提綱,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,22,模擬場(chǎng)景描述,,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,23,有線模擬的trace文件記錄格式及其含義,……+ 1.564082 1 2 exp 1000 ------- 2 1.0 3.1 0 137- 1.564082 1 2 exp 1000 ------- 2 1.0 3.1 0

13、 137- 1.56496 0 2 tcp 1040 ------- 1 0.0 3.0 68 122r 1.56584 2 3 tcp 1040 ------- 1 0.0 3.0 61 108+ 1.56584 3 2 ack 40 ------- 1 3.0 0.0 61 138- 1.56584 3 2 ack 40 ------- 1 3.0 0.0 61 138……,,,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,2

14、4,模擬結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析,端到端時(shí)延（end-to-end delay）EXP業(yè)務(wù)丟包率（loss rate）FTP業(yè)務(wù)吞吐量（throughput）FTP業(yè)務(wù)中TCP序列號(hào)隨時(shí)間的變化過(guò)程,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,25,統(tǒng)計(jì)分析的常用工具,分析trace文件gawk繪圖gnuplotxgraph,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,26,編程訓(xùn)練目的編程訓(xùn)練要求相關(guān)知識(shí)介紹程序設(shè)計(jì)分析擴(kuò)展與提高,提綱,《計(jì)算機(jī)

15、網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,27,Ethernet網(wǎng)的模擬,場(chǎng)景描述,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,28,Ethernet網(wǎng)的模擬（續(xù)）,創(chuàng)建一個(gè)包含8個(gè)節(jié)點(diǎn)、使用DropTail隊(duì)列、網(wǎng)絡(luò)延遲為1ms的10M Ethernet網(wǎng)。,set bw_ 10Mbset delay_ 1msset ll_ LLset ifq_ Queue/DropTailset mac_ Mac/Csma/Cdset chan_ Channelfo

16、r {set i 0} {$i < 8} {incr i} {　　　　set node($i) [$ns node]　　　　lappend nodelist_ $node($i)} set lan_ [$ns newLan $nodelist_ $bw_ $delay_ $ll_ $ifq_ $mac_ $chan_],《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)軟件編程技術(shù)》,29,一款NS-2模擬腳本生成工具,nsBench：用Java語(yǔ)言編寫的