第22章-NS-2简单有线网络模拟程序

计算机网络高级软件编程技术,1,吴功宜董大凡王珺刘乾,“十一五”国家重点图书计算机科学与技术学科前沿丛书计算机科学与技术学科研究生系列教材（中文版）计算机网络高级软件编程技术,计算机网络高级软件编程技术,2,第22章NS-2简单有线网络模拟程序,计算机网络高级软件编程技术,3,概述,NS-2是科学研究领域一个非常流行的开源网络仿真软件，目前它已成为对网络协议进行评估与研究的主流工具之一，众多的期刊和论文都采用NS-2作为结果论证和性能评估的工具,计算机网络高级软件编程技术,4,编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高,提纲,计算机网络高级软件编程技术,5,编程训练目的,熟悉网络仿真工具NS-2，掌握NS-2网络仿真软件安装和使用的基本方法。掌握构建简单的有线网络模型，如点对点网络或Ethernet网。掌握对模拟结果的统计和分析技术。,计算机网络高级软件编程技术,6,编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高,提纲,计算机网络高级软件编程技术,7,编程训练要求,在Linux或Windows+Cygwin平台上安装NS-2的较新版本，并能够成功运行NS-2中自带的Tcl测试脚本。选取一个简单的有线网络拓扑模型，如点对点网络或Ethernet网，运行一定的TCP或UDP业务源，并用Nam进行演示。分析trace文件，测定网络的性能（如吞吐量、时延、丢包率等），用图表的方式说明测定结果。,计算机网络高级软件编程技术,8,编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高,提纲,计算机网络高级软件编程技术,9,NS-2简介,目标支持网络协议的研究和教育，包括：通信协议的设计，数据流的研究等不同协议之间的比较优点与平台无关有大量的协议、代码以及模型可供使用开源的,计算机网络高级软件编程技术,10,NS-2系统的组成,ns网络模拟器执行Otcl脚本，运行网络模拟，并将模拟结果（过程）以trace文件的形式输出。nam动画演示程序可视化工具，对ns模拟的整个过程进行演示ns模拟结束后生成.nam文件，作为nam程序的输入。,计算机网络高级软件编程技术,11,NS-2原理概述,离散事件模拟器；丰富的构件库；分裂对象模型；模拟结果的动画演示,计算机网络高级软件编程技术,12,离散事件模拟器,计算机网络高级软件编程技术,13,离散事件模拟器（续）,一切都是离散事件维护一个基于发生时间排序的事件（events）队列维护一个系统的时间（virtualtime）重复执行以下的过程:从队列首取出一个事件,设置当前系统时间为事件发生时间处理这个事件如果在处理时间过程中产生新的事件，插入队列每一个事件都有一个预定的（虚拟的）执行时间，独立于真实时间CPU速度快慢不影响运行结果,计算机网络高级软件编程技术,14,分裂对象模型,C+是高效的编译执行语言，完成模拟功能，性能较好。Otcl是解释执行的，进行场景配置不必重新编译，更灵活,计算机网络高级软件编程技术,15,模拟结果的演示NAM,计算机网络高级软件编程技术,16,NS-2的安装,推荐直接安装allinone版本（最新版本从,计算机网络高级软件编程技术,17,NS-2.29安装后的目录结构,计算机网络高级软件编程技术,18,NS-2网络模拟基本流程,计算机网络高级软件编程技术,19,NS-2学习方法,了解NS-2模拟的基本原理了解网络基本知识、C+编程语言和OTcl脚本语言在实例中学习NS-2了解NS-2主要的网络构件及其功能查阅NS-2手册查看NS-2源代码掌握trace文件分析方法,计算机网络高级软件编程技术,20,NS-2学习资源列表,NS-2官方主页：/nsnam/维客主页：/nsnam/index.php/Main_Page柯志亨教授主页：0/smallko/ns2/ns2.htm网络论坛（NetworkForum）：,计算机网络高级软件编程技术,21,编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高,提纲,计算机网络高级软件编程技术,22,模拟场景描述,计算机网络高级软件编程技术,23,有线模拟的trace文件记录格式及其含义,+1.56408212exp1000-21.03.10137-1.56408212exp1000-21.03.10137-1.5649602tcp1040-10.03.068122r1.5658423tcp1040-10.03.061108+1.5658432ack40-13.00.061138-1.5658432ack40-13.00.061138,计算机网络高级软件编程技术,24,模拟结果的统计分析,端到端时延（end-to-enddelay）EXP业务丢包率（lossrate）FTP业务吞吐量（throughput）FTP业务中TCP序列号随时间的变化过程,计算机网络高级软件编程技术,25,统计分析的常用工具,分析trace文件gawk绘图gnuplotxgraph,计算机网络高级软件编程技术,26,编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高,提纲,计算机网络高级软件编程技术,27,Ethernet网的模拟,场景描述,计算机网络高级软件编程技术,28,Ethernet网的模拟（续）,创建一个包含8个节点、使用DropTail队列、网络延迟为1ms的10MEthernet网。,setbw_10Mbsetdelay_1mssetll_LLsetifq_Queue/DropTailsetmac_Mac/Csma/Cdsetchan_Channelforseti0$i8incrisetnode($i)$nsnodelappendnodelist_$node($i)setlan_$nsnewLan$nodelist_$bw_$delay_$ll_$ifq_$mac_$chan_,计算机网络高级软件编程技术,29