中科大高网实验报告

运用ns-3模拟数据中心〔datacenter〕试验报告一.试验工具Ubuntu、Vmware虚拟机、ns-3仿真器、Wireshark抓包工具二.试验步骤1.编写程序模拟网络拓扑及网络消息传输状态〔多对一和多对多〕2.Wireshark抓包工具对输出的.pcap文件进展分析3.试验总结三.网络拓扑图〔1〕四.重要代码解释//备注：以下是实现主机间多对一通信的代码，其中多指的为主机h2—h8，一为主机//h1.//库函数调用#include“ns3/core-module.h“#include“ns3/network-module.h“#include“ns3/csma-module.h“#include“ns3/internet-module.h“#include“ns3/applications-module.h“#include“ns3/ipv4-global-routing-helper.h“usingnamespacens3;NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(“SecondScriptExample“);intmain(intargc,char*argv[]){boolverbose=true;uint32_tnCsma=3;uint32_tnFlows=7;uint16_tport=5000;CommandLinecmd;//cmd.AddValue(“nCsma“,“Numberof\“extra\“CSMAnodes/devices“,nCsma);cmd.AddValue(“verbose“,“Tellechoapplicationstologiftrue“,verbose);cmd.Parse(argc,argv);if(verbose)//为真{////LOG模块,LOG消息LogComponentEnable(“PacketSink“,LOG_LEVEL_INFO);LogComponentEnable(“OnOffApplication“,LOG_LEVEL_INFO);}nCsma=nCsma==0?1:nCsma;4csma网络NodeContainercsmaNodes1;csmaNodes1.Create(3);NodeContainercsmaNodes2;csmaNodes2.Create(3);NodeContainercsmaNodes3;csmaNodes3.Create(3);NodeContainercsmaNodes4;csmaNodes4.Create(3);csma中左侧网络NodeContainercsmaNodes5;csmaNodes5.Create(1);csmaNodes5.Add(csmaNodes1.Get(0));csmaNodes5.Add(csmaNodes2.Get(0));csma中右侧网络NodeContainercsmaNodes6;csmaNodes6.Create(1);csmaNodes6.Add(csmaNodes3.Get(0));csmaNodes6.Add(csmaNodes4.Get(0));//csmacsma网络NodeContainercsmaNodes7;csmaNodes7.Create(1);csmaNodes7.Add(csmaNodes5.Get(0));csmaNodes7.Add(csmaNodes6.Get(0));//CMSA1网络拓扑CsmaHelpercsma1;csma1.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.0Mbps“));csma1.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices1;csmaDevices1=csma1.Install(csmaNodes1);//CMSA2网络拓扑CsmaHelpercsma2;csma2.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.0Mbps“));csma2.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices2;csmaDevices2=csma2.Install(csmaNodes2);//CMSA3网络拓扑CsmaHelpercsma3;csma3.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.0Mbps“));csma3.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices3;csmaDevices3=csma3.Install(csmaNodes3);//CMSA4网络拓扑CsmaHelpercsma4;csma4.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.0Mbps“));csma4.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices4;csmaDevices4=csma4.Install(csmaNodes4);//CMSA5网络拓扑CsmaHelpercsma5;csma5.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.0Mbps“));csma5.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices5;csmaDevices5=csma5.Install(csmaNodes5);//CMSA6网络拓扑CsmaHelpercsma6;csma6.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.0Mbps“));csma6.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices6;csmaDevices6=csma6.Install(csmaNodes6);//CMSA7网络拓扑CsmaHelpercsma7;csma7.SetChannelAttribute(“DataRate“,StringValue(“1.5Mbps“));csma7.SetChannelAttribute(“Delay“,TimeValue(NanoSeconds(500)));NetDeviceContainercsmaDevices7;csmaDevices7=csma7.Install(csmaNodes7);//安装协议栈〔node只有一个stack〕InternetStackHelperstack;stack.Install(csmaNodes1);stack.Install(csmaNodes2);stack.Install(csmaNodes3);stack.Install(csmaNodes4);stack.Install(csmaNodes5.Get(0));stack.Install(csmaNodes6.Get(0));stack.Install(csmaNodes7.Get(0));node0：10.1.1.1；node1：10.1.1.2Ipv4AddressHelperaddress;//CSMA1t1IP10.0.1.1n1IP为10.0.1.2IP10.0.1.3address.SetBase(“10.0.1.0“,“255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces1;csmaInterfaces1=address.Assign(csmaDevices1);//CSMA2CSMA1IP安排address.SetBase(“10.0.2.0““255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces2;csmaInterfaces2=address.Assign(csmaDevices2);//CSMA3CSMA1IP安排address.SetBase(“10.0.3.0““255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces3;csmaInterfaces3=address.Assign(csmaDevices3);//CSMA4CSMA1IP安排address.SetBase(“10.0.4.0““255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces4;csmaInterfaces4=address.Assign(csmaDevices4);//CSMA5a1IP10.1.1.1t1上端口IP10.1.1.2//t2IP10.1.1.3address.SetBase(“10.1.1.0“,“255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces5;csmaInterfaces5=address.Assign(csmaDevices5);//CSMA6CSMA5IP安排address.SetBase(“10.2.1.0““255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces6;csmaInterfaces6=address.Assign(csmaDevices6);//CSMA7c1IP192.168.1.1a1上端口IP192.168.1.2IP192.168.1.3address.SetBase(“192.168.1.0“,“255.255.255.0“);Ipv4InterfaceContainercsmaInterfaces7;csmaInterfaces7=address.Assign(csmaDevices7);//h27个不同的端口，5000-5006ApplicationContainersinkApp[nFlows];for(unsignedinti=0;i<nFlows;i++){PacketSinkHelperpacketSinkHelper(“ns3::TcpSocketFactory“,InetSocketAddress(csmaInterfaces1.GetAddress(1),port+i));sinkApp[nFlows]=packetSinkHelper1.Install(csmaNodes1.Get(1));sinkApp[nFlows].Start(Seconds(1.0));sinkApp[nFlows].Stop(Seconds(60.0));}h2作为clienth3-h8client的代码类似：ApplicationContainerclientApp2;OnOffHelperclient2(“ns3::TcpSocketFactory“,InetSocketAddress(csmaInterfaces1.GetAddress(1),5000));client2.SetAttribute(“OnTime“,StringValue(“ns3::ConstantRandomVariable[Constant=50]“));client2.SetAttribute(“OffTime“,StringValue(“ns3::ConstantRandomVariable[Constant=0]“));client2.SetAttribute(“DataRate“,DataRateValue(DataRate(“1.5Mbps“)));client2.SetAttribute(“PacketSize“,UintegerValue(2000));clientApp2=client2.Install(csmaNodes1.Get(2));clientApp2.Start(Seconds(2));clientApp2.Stop(Seconds(50));Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables;//tracing消息，执行仿真csma1.EnablePcap(“dc1“,csmaDevices1.Get(1),true);Simulator::Run;Simulator::Destroy;return0;}五.多对一试验仿真结果Wireshark对试验输出的.pcaph1的端口。上述程序输出的文件名为：dc1-1-0.pcap。TCP回话，如图〔2〕所示：图〔2〕图〔2〕1tcpflowFilter中输入字符串tcp.srcport==5000||tcp.dstport==5000，条件筛选如图〔3〕所示：图〔3〕5000throughputh2h1的通信。如图〔4〕所示：图〔图〔4〕5000rtth2h1的通信。如图〔5〕所示：5001throughputh3h1的通信。如图〔6〕所示：图〔5〕5001rtth3h1的通信。如图〔7〕所示：5002throughputh4h1的通信。如图〔8〕所示：50035003throughputh5h1的通信。如图〔10〕所示：图〔6〕第三个端口5002的rtt，即h4与h1的通信。如图〔9〕所示：5003rtth5h1的通信。如图〔10〕所示：5004throughputh6h1的通信。如图〔11〕所示：50055005throughputh7h1的通信。如图〔13〕所示：第五个端口5004的rtt，即h6与h1的通信。如图〔12〕所示：5005rtth7h1的通信。如图〔14〕所示：5006throughputh8h1的通信。如图〔15〕所示：5006rtth8h1的通信。如图〔16〕所示：试验结果分析：从图〔4〕—图〔10〕可以看出，当多个主机向一个主机发送数据包时〔在试验中是其h1发送数据包〕。CSMAh1h2rtt也趋于h2h1rtt有一个峰值，这是说明在t1rtt有峰值。h3h4h1的通信过程。由于h3h4t2进展数据包的转发，所以，h3吞吐量的峰值h4吞吐量的低谷，h3h4吞吐量的峰值。h5，h6，h7h8h1进展通信时，在时间<40s时，吞吐量很低。造成这一现象的缘由有两种：①这些主机需要多跳才能传给目的主机②通信前半时间，这些主机的数据包处于路由排队的对尾。六.多对多重点试验代码解释由于多数代码与多对一一样，在这里仅解释不同之处。//zhujih1--->h5ApplicationContainerclientApp1;OnOffHelperclient1(“ns3::TcpSocketFactory“,InetSocketAddress(csmaInterfaces3.GetAddress(1),5000));client1.SetAttribute(“OnTime“,StringValue(“ns3::ConstantRandomVariable[Constant=50]“));client1.SetAttribute(“OffTime“,StringValue(“ns3::ConstantRandomVariable[Constant=0]“));client1.SetAttribute(“DataRate“,DataRateValue(DataRate(“1.5Mbps“)));client1.SetAttribute(“PacketSize“,UintegerValue(2000));clientApp1=client1.Install(csmaNodes1.Get(1));clientApp1.Start(Seconds(2));clientApp1.Stop(Seconds(50));h1h5h6h