通信系统综合设计王强

1、电子与信息工程学院通信工程1012班通信系统综合设计报告设计题目低速移动无线自组网DSR吞吐量性能的仿真完成时限 1学周姓 名 王强 设计地点 苏州科技学院电子楼402成 绩 指导教师 朱音提交日期: 2013年10月12日一、 题目低速移动无线自组网DSR吞吐量性能的仿真二、 课程设计要求参数设置仿真时间600s节点数2节点移动速度1.2m/s仿真场地大小400m*400m传播模型FreeSpace传输距离50米传输频率2.472GHzMAC协议802.11b调制算法CCK11(11Mbps)数据包丢包模型丢包模型路由算法DSR传输控制算法TCP数据流BàA数据包间隔5s/个缓存长

2、度100个数据包表1A(0,200,0) B(200,200,0)要求：1） 10S时，节点A向目标（150,200,0）移动，节点B向目标（175,200,0）移动 2）统计300s网络平局吞吐量并使用EXCLE表格画出柱状图 3）每个程序需要手写注释三、 原理与背景介绍低速移动无线自组网DSR动态源路由协议(Dynamic Source Routing, DSR)是在移动自组网(MANET)中使用的一种路由协议。它工作在TCP/IP协议族的网际层。动态源路由协议(Dynamic Source Routing Protocol,DSR)是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路

3、由协议。所有的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护，它提供快速反应式服务，以便帮助确保数据分组的成功交付，即使在节点移动或者其他网络状况变化的条件下也是如此。DSR路由协议有两个主要机制组成路由寻找(Route Discovery）机制和路由维护(RouteMaintenance)机制。路由寻找机制在源节点需要给目的节点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。当源节点正在使用一条到达目的节点的源路由的时候，源节点使用路由维护机制可以检测出因为拓扑变化不能使用的路由，当路由维护指出一条源路由已经中断而不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点，源节点能够尽力使

4、用一条偶然获知的到达目的节点的路由，或者重新调用路由寻找机制找到一条新路由。在DSR路由协议中，路由寻找机制和路由维护机制均是完全按需操作，不需要某个网络层次的某种周期分组，如DSR不需要任何周期性的路由广播分组、链路状态探测分组。DSR路由协议的的所有状态都是“软状态”，因为任何状态的丢失都不会影响DSR路由协议的正确操作，因为所有状态都是按需建立，所有状态在丢失之后如果仍然需要的话则能够很容易得到迅速恢复。DSR路由协议的路由寻找机制和路由维护机制的操作使得单向链和不对称路由很容易得到支持。DSR路由协议的完整版本直接使用“源路由”，节点使用路由缓冲器存储节点所知的源路由，当发现新路由时，

5、更新缓冲器内的条目。节点所发送的每个数据分组均在其分组头中携带其将要通过的一个完整的、按序排列的路由信息。AWK语言AWK是一种优良的文本处理工具。它不仅是 Linux 中也是任何环境中现有的功能最强大的数据处理引擎之一。这种编程及数据操作语言（其名称得自于它的创始人 Alfred Aho 、Peter Weinberger 和 Brian Kernighan 姓氏的首个字母）的最大功能取决于一个人所拥有的知识。AWK 提供了极其强大的功能：可以进行样式装入、流控制、数学运算符、进程控制语句甚至于内置的变量和函数。它具备了一个完整的语言所应具有的几乎所有精美特性。实际上 AWK 的确拥有自己的

6、语言：AWK 程序设计语言， 三位创建者已将它正式定义为“样式扫描和处理语言”。它允许您创建简短的程序，这些程序读取输入文件、为数据排序、处理数据、对输入执行计算以及生成报表，还有无数其他的功能。最简单地说， AWK 是一种用于处理文本的编程语言工具。AWK 在很多方面类似于 shell 编程语言，尽管 AWK 具有完全属于其本身的语法。它的设计思想来源于 SNOBOL4 、sed 、Marc Rochkind设计的有效性语言、语言工具 yacc 和 lex ，当然还从 C 语言中获取了一些优秀的思想。在最初创造 AWK 时，其目的是用于文本处理，并且这种语言的基础是，只要在输入数据中有模式匹

7、配，就执行一系列指令。该实用工具扫描文件中的每一行，查找与命令行中所给定内容相匹配的模式。如果发现匹配内容，则进行下一个编程步骤。如果找不到匹配内容，则继续处理下一行。尽管操作可能会很复杂，但命令的语法始终是：awk 'pattern + action' 或者 awk 'pattern action'其中 pattern 表示 AWK 在数据中查找的内容，而 action 是在找到匹配内容时所执行的一系列命令。花括号 () 不需要在程序中始终出现，但它们用于根据特定的模式对一系列指令进行分组。吞吐量吞吐量是指对网络、设备、端口、虚电路或其他设施，单位时间内成功地

8、传送数据的数量（以比特、字节、分组等测量）。吞吐量的大小主要由网络设备的内外网口硬件，及程序算法的效率决定，尤其是程序算法，对于像防火墙系统这样需要进行大量运算的设备来说，算法的低效率会使通信量大打折扣。因此，大多数防火墙虽号称100M防火墙，由于其算法依靠软件实现，通信量远远没有达到100M,实际只有10M-20M。纯硬件防火墙，由于采用硬件进行运算，因此吞吐量可以接近线速，达到90-95M，是真正的100M防火墙。吞吐量和报文转发率是关系网络设备应用的主要指标，一般采用FDT(Full Duplex Throughput)来衡量，指64字节数据包的全双工吞吐量，该指标既包括吞吐量指标也涵盖

9、了报文转发率指标。吞吐量的测试方法是：在测试中以一定速率发送一定数量的帧，并计算待测设备传输的帧，如果发送的帧与接收的帧数量相等，那么就将发送速率提高并重新测试；如果接收帧少于发送帧则降低发送速率重新测试，直至得出最终结果。吞吐量测试结果以比特/秒或字节/秒表示。四、 仿真程序设计Tcl文件：set ns new Simulatorset nn 2create-god $nnset tracefd open example.tr w$ns trace-all $tracefdproc finish global ns tracefd $ns flush-trace close $tracefd

10、 exit 0 Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 3.73e-09Phy/WirelessPhy set Pt_ 0.1Phy/WirelessPhy set freq_ 2.472e+9 set topo new Topography$topo load_flatgrid 400 400set ne 1000 $ns node-config -adhocRouting DSR -llType LL -macType Mac/802_11 -ifqType Queue/DropTail/PriQueue -ifqLen 100 -antType Antenna/Omn

11、iAntenna -propType Propagation/FreeSpace -phyType Phy/WirelessPhy -channelType Channel/WirelessChannel -topoInstance $topo -energyModel EnergyModel -initialEnergy $ne -agentTrace ON -routerTrace ON -macTrace ON -movementTrace OFF for set i 0 $i < $nn incr i set node_($i) $ns node $node_($i) rando

12、m-motion 0 $node_(0) set X_ 0.0$node_(0) set Y_ 200.0$node_(0) set Z_ 0.0$node_(1) set X_ 200.0$node_(1) set Y_ 200.0$node_(1) set Z_ 0.0$ns at 10 " $node_(0) setdest 150 200 1.2 " $ns at 10 " $node_(1) setdest 175 200 1.2 " set trpower 0.1 Phy/WirelessPhy set Pt_ $trpowerset tcp

13、 new Agent/TCPset sink new Agent/TCPSink$ns attach-agent $node_(0) $tcp$ns attach-agent $node_(1) $sink$ns connect $tcp $sinkset p new Application/Traffic/CBR$p attach-agent $tcp$p set packetSize_ 1000$p set burst_time_ 1s$p set idle_time_ 15s$p set rate_ 200b$p set shape_ 5$ns at 1.0 "$p start

14、"$ns at 600.0 "finish"#ns 开始仿真$ns run生成trace文件图1图2awk文件图3分析trace文件图4五、 结果分析五、结果分析10时间平均吞吐量200-5003051-1000.1827240101-1501.7843250151-2002.6473660201-2502.9326470251-3003.008488090100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310320330340350360370380390400410420430440

15、450460470480490500510520530540550560570580590600610620630640650660670680690700710.128720.256730.256740.256750.24760.224770.288780.352790.328800.304810.264820.224830.264840.304850.328860.352870.328880.304890.328900.352910.352920.352930.352940.328950.304960.328970.352980.328990.3041000.4561010.6081020

16、.6081030.6081040.6081050.6081060.6081070.6081080.4561090.3041100.3281110.3521120.3281130.3041140.4561150.6081160.6081170.6081180.6081190.6081200.6081210.6081220.4561230.3041240.3281250.3521260.3281270.3041284.4561298.6081308.6081318.6081328.6081338.6081348.6081358.6081364.4561370.3041380.3281390.352

17、1400.3281410.3041420.4561430.6081440.6081450.6081460.6081470.6081480.6081490.6081500.6081510.6081520.6081530.6081540.45615516.75215616.7521570.3041580.3041590.3041600.3041610.3281625.7441635.7441640.3521650.3521660.3521670.3521680.3521690.3521700.3281710.3041724.4561738.6081748.6081758.6081768.60817

18、78.6081788.6081798.6081804.4561810.3041820.3281830.3521840.3281850.3041860.4561870.6081880.6081890.6081900.4561910.3041920.3041930.3041940.3041950.3041960.3281970.3521980.3281990.3042004.4562018.6082028.6082038.6082048.6082058.6082068.6082078.6082084.4562090.3042100.3282110.3522120.3282130.3042140.4

19、562150.6082160.6082170.6082180.4562190.3042200.3042210.3042220.3042230.3042240.3282250.3522260.3282270.3042284.4562298.6082308.6082318.6082328.6082338.6082348.6082358.6082364.4562370.3042380.3282390.3522400.3282410.3042420.4562430.6082440.6082450.6082460.4562470.3042480.3042490.3042500.3042510.30425

20、20.3282530.3522540.3282550.3042564.4562578.6082588.6082598.6082608.6082618.6082628.6082638.6082644.4562650.3042660.3282670.3522680.3282690.3042700.4562710.6082720.6082730.6082740.4562750.3042760.3042770.3042780.3042790.3042800.3282810.3522820.3282830.3042844.4562858.6082868.6082878.6082888.6082898.6

21、082908.6082918.6082924.4562930.3042940.3282950.3522960.3282970.3042980.4562990.6083000.608102030405060708090100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310320330340350360370380390400410420430440450460470480490500510520530540550560570580590600610620630640650660670680690700710.12872

22、0.256730.256740.256750.24760.224770.288780.352790.328800.304810.264820.224830.264840.304850.328860.352870.328880.304890.328900.352910.352920.352930.352940.328950.304960.328970.352980.328990.3041000.4561010.6081020.6081030.6081040.6081050.6081060.6081070.6081080.4561090.3041100.3281110.3521120.328113

23、0.3041140.4561150.6081160.6081170.6081180.6081190.6081200.6081210.6081220.4561230.3041240.3281250.3521260.3281270.3041284.4561298.6081308.6081318.6081328.6081338.6081348.6081358.6081364.4561370.3041380.3281390.3521400.3281410.3041420.4561430.6081440.6081450.6081460.6081470.6081480.6081490.6081500.60

24、81510.6081520.6081530.6081540.45615516.75215616.7521570.3041580.3041590.3041600.3041610.3281625.7441635.7441640.3521650.3521660.3521670.3521680.3521690.3521700.3281710.3041724.4561738.6081748.6081758.6081768.6081778.6081788.6081798.6081804.4561810.3041820.3281830.3521840.3281850.3041860.4561870.6081

25、880.6081890.6081900.4561910.3041920.3041930.3041940.3041950.3041960.3281970.3521980.3281990.3042004.4562018.6082028.6082038.6082048.6082058.6082068.6082078.6082084.4562090.3042100.3282110.3522120.3282130.3042140.4562150.6082160.6082170.6082180.4562190.3042200.3042210.3042220.3042230.3042240.3282250.

26、3522260.3282270.3042284.4562298.6082308.6082318.6082328.6082338.6082348.6082358.6082364.4562370.3042380.3282390.3522400.3282410.3042420.4562430.6082440.6082450.6082460.4562470.3042480.3042490.3042500.3042510.3042520.3282530.3522540.3282550.3042564.4562578.6082588.6082598.6082608.6082618.6082628.6082638.6082644.4562650.3042660.3282670.3522680.3282690.3042700.4562710.6082720