NS-2基础模拟与训练

实验总成绩： 装 订 线报告份数： 西安邮电学院 通信与信息工程学院 科研训练报告专业班级： 通工1001班 学生姓名： 学号(班内序号): 03101024（24号） 2013 年 09 月 21 日NS-2网络模拟基础与应用一、电子文献检索通过对电子文献检索的学习，我有以下心得和体会： 一学习了文献检索这门课程，我才发现，通过图书馆的电子资源，我们可以查询到许许多多的有用文献，对我们的学习具有相当大的作用，另外，还让我形成了借助这些数据库进行自主学习的习惯，只要有需要，我就会在这些数据库中查询自己感兴趣的东西，用来丰富自己的综合知识。可以说，通过文献检索的学习，我了解到了很多我以前所不知道的东西，以前在需要学习资料的时候不知道在哪里找，而现在完全不用茫然无头绪了，各种数据库所包含的强大的检索功能和丰富的信息资源，给我提供了很大的帮助。二、对文献检索的学习，我对自己想要掌握的知识来源都有了很大的了解，在生活中，我能通过信息检索查到我想要的资料。在学习之前，我也在“百度”等搜索引擎上搜索过一些东西，认为搜索文献很简单，但是经过学习后，我发现我先前的想法是错误的。利用数据库检索文献是要了解很多事情的。例如：要知道各个数据库都有自己的那些特点，要抓准关键词，等等。最重要的就是要抓准关键词，因为输入不同的关键词检索出来的文献会相差很大，关键词选正确会大大提高检索的速度和质量，因此要快速而准确地找到自己想要的文献就一定要选好关键词，所以选好关键词是使用数据库首先应该学会的。三、通过对文献检索的学习，检索信息的技巧是当代大学生必须掌握的基本技能。文献检索教育是培养我们大学生的信息意识，使我们掌握用手工方式和计算机方式从各种文献或互联网中获取知识和信息的一种科学方法学，是信息素养教育中重要的组成部分，是大学生素质教育中不可缺少的一个环节。高校的文献检索课作为我国高校情报用户教育的主要形式，是学生学习信息知识、掌握信息检索技术、普及信息素质教育的基础课，它和外语、计算机等一样是当代大学生必须掌握的基本技能。所以，对我们来说，文献检索十分有必要。而且我们必须好好掌握这样一门课程。总之，文献检索是一门很重要很有用的学问，也是一门很高深的学问，我现在学到了很多检索技巧和知识，但是在知识的海洋中还不过是一点皮毛，不过通过不断的学习积累，借助老师教过的方法，我相信自己能够一点点的进步，直到能够很熟练的掌握它。持之以恒，就一定能学好，好好的利用它，做出很多更有用的东西。二、NS-2原理内容NS-2(Network Simulator,version2)是由UC Berkeley开发的离散事件网络模拟器。NS遵守GNU(通用公共许可证)开源协议，具有良好的扩展性和丰富的在线文档，这使得它在教育界尤其受欢迎。NS常用于路由和组播协议仿真，在Ad-hoc网络研究中的使用也很广泛。NS2支持常用的网络协议，并提供类似有线和无线网络的结果。NS由C+开发,通过OTcl(面向对象的Tcl)脚本语言提供仿真接口。C+是一种相对运行速度较快但是改变比较慢的语言，程序的运行时间很短，但转换时间很长，比较适合具体协议描述。OTcl运行速度较慢，但可以快速转变的脚本语言，正好和C+互补，用来进行仿真参数的配置是最适合不过的。另外TclCL模块能够将两种语言中的变量和对象连接起来。NS可以说是Otcl的脚本解释器，它包含:1. 仿真事件调度器：计算仿真时间并且激活事件队列中的当前事件，执行一些相关的事件，计时；2. 网络组件对象库:通过传递分组来相互通信，但这并不耗费仿真时间,所有需要花费的仿真时间来处理分组的网络组件都必须要使用事件调度器,它先为这个分组发出一个事件，然后等待这个事件被调度回来之后，才能做下一步的处理工作；3. 网络构建模型库等。NS也是一种基于两种语言（Otcl和C+）的面向对象的模拟器，其主要表现为：1. Otcl是一个解释器，来执行用户的命令脚本，建立模型；2. C+编写与实现，模拟执行速度快；3. 分裂对象模型建立联系；4. 由于效率的原因，NS将数据通道和控制通道的实现相分离。为了减少分组和事件的处理时间，事件调度器和数据通道上的基本网络组件对象都使用C+写出并编译的，这些对象通过映射Otcl解释器。NS-2内置了各种常用的业务模型，包括FTP业务模型、CBR业务模型、OnOff业务模型等。同时它还支持TCP和UDP两种传输协议以及多种路由协议，包括分级路由、广播路由、多播路由、静态路由、动态路由等，这极大方便了用户的使用。另外支持通过C+二次开发用户自己需要的协议。NS-2采用面向对象技术，这就保证了软件的可扩充性和重用性，提高了程序开发的效率。对象的属性能够很容易地配置，每个对象属于相应的行为和功能的类。类也可以继承其他类，也可以通过C+来定义新的类来满足用户自己特定的需求。为了分析仿真结果，仿真结果的数据必须能够完整收集。NS-2提供了两种基本数据追踪能力：跟踪和监控。跟踪能够将每个数据包在任何时刻的状态记录到指定 文件中，例如包在队列或链路中丢弃、到达、离开的行为都可以记录下来。而监控则可以有选择记录自己需要的数据，例如统计发送包、接收包、丢弃包的总数量。同时监控也可用来对所有包或者指定的单一数据流进行监测。同时NS-2还提供了动态显示仿真过程的nam观察器和xgraph图形显示工具。用户从nam 观察器中可以直观了解数据包的传递过程，而xgraph工具可以很方便地将仿真结果转换成图表形式。NS-2的系统结构：1. 把世界上的一切都看成事件I. 维护一个基于发生时间排序的事件（events）队列II. 维护一个系统的时间virtual timeIII. 重复的执行以下的过程: 1）从对首取出一个事件, set virtual time=events time；2）处理这个事件；3）如果在处理时间过程中产生新的event，插入queue。2. 每一个事件都有一个预定的执行（虚拟的）时间，独立于真实执行时间。 CPU 执行的快慢不影响结果。综上，NS-2的特点是：1. 面向对象、离散事件驱动的模拟方法。易于实现网络建模，模拟效率高，系统易于扩展；2. 采用两种语言，兼顾了模拟效率和系统建模的灵活性；3. 具有丰富的协议库支持；4. 支持对模拟结果的处理和直观显示；5. 可安装在不同的操作系统下。NS-2设计的出发点是基于网络仿真，它集成了多种网络协议，业务类型，路由排队管理机制，路由算法。此外，NS-2还集成了组播业务和应用于局域网仿真有关的部分、MAC层协议。其仿真主要针对路由层，传输层，数据链路层展开，因此NS-2可以进行对固定，无线，卫星以及混合等多种网络的仿真，但它最适用于TCP层以上的模拟。NS-2的特点是源代码公开、可扩展性强、速度和效率优势明显。三、作业一根据拓扑图，用Shell语言来描述拓扑图所展示内容，并且生成相应的TCL脚本文件，通过对网络的仿真，用awk分析TCL脚本文件生成的Trace文件里的丢包，用gnuplot画收发包曲线。从拓扑图可以得知，这是属于总线形拓扑结构，分别传输两种信息，一种是透过TCP协议执行FTP联机，主要是从n0点传输到n4点；另一种是透过UDP协议来传输封包，主要执行于n1点到n5点。其中，除了n2到n3之间的网络频宽为1.7Mbps，传递延迟为20ms以外，其他点间的网络频宽为2Mbps，传递延迟为10ms。因此，网络中的频宽瓶颈是在n2到n3点，故设定n2到n3点间的最大的队列长度为10个封包。另外，CBR传送速度为1Mbps，每个封包大小与TCP相同为1Kbps。CBR的开始与结束时间0.1秒和4.5秒，而FTP则是1.0秒和4.0秒。由于要用gnuplot画收发包曲线，故在设计awk程序的时候，需要将各个相应的时间点的TCP和CBR的收发包数目记录下来，各自存到一个文件中，以便于以后调用画图。运行结果如下：运行TCL脚本文件时，nam观察器所展示图像运行TCL脚本文件后，生成的Trace文件和nam文件运行awk分析程序后，生成的六个文件，其中，tcp_lost和cbr_lost分别记录着n0到n4，n1到n5的丢包数和丢包率。分别是TCP和CBR的丢包数和丢包率用gnuplot分别画出TCP和CBR的收发包曲线用NS-Bench同样完成作业一四、作业二n5n0n4n1n2n3根据拓扑图，用Shell语言来描述拓扑图所展示内容，并且生成相应的TCL脚本文件，并对该网络的进行仿真。从该拓扑图中可知，这是一个环形拓扑结构。需要编辑的程序是模拟一个传输FTP业务流量的网络从n0点到n5点的信息单播路由，1.0秒前，n1和n4连通，根据最短路由协议的标准，经过n0-n1-n4-n5路由。而在1.0秒后，n1和n4间的链路断开，此时经过n0-n1-n2-n3-n5路由。在4.5秒时，n1和n4间的链路恢复，此时则经过n0-n1-n4-n5路由。1.0秒前的路由情况10秒后，4.5秒前的路由情况4.5秒后的路由情况五、NS-2学习总结通过对NS-2的学习，我了解到NS2是指NetworkSimulatorversion2，NS（NetworkSimulator）是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台，研究人员使用它可以很容易的进行网络技术的开发，而且发展到今天，它所包含的模块几乎涉及到了网络技术的所有方面。所以，NS成了目前学术界广泛使用的一种网络模拟软件。此外，NS也可作为一种辅助教学的工具，已被广泛应用在了网络技术的教学方面。因此，目前在学术界和教育界，有大量的人正在使用或试图使用NS。对初学者来说，NS是不容易掌握的，一般人从学习NS到上手至少需要很长的时间。较难掌握的原因又很多：一方面，NS内容庞杂，随软件所提供的手册更新不够快，初学者阅读起来非常困难；另一方面，使用NS还要