网络仿真器NS-2之使用手册

1、网络仿真器NS-2之使用手册（草稿）目录安装手册.0109. 使用需求.01. 在Windows Me/2000安装方式.01. 补充.08. 参考网址.09使用手册.1018附录一、Output File Format.1925. NAM各字段格式及范例.19. NEW TRACE FILE格式.23附录二、TCL语法整理2633 安装手册 一、使用需求： 计算机外设设备:n CPU：600MHz以上。n 内存：256M以上。n 硬盘容量:40GB以上。宽带网络：NS2各组件需要快速的联机网络下载，各组件的档案总共数百Mega Bytes。 Visual C+ 6.0。二、在WINDOW M

2、E/2000的安装方式：1.在DOS环境下c:programMicrosoft studioVC98bin执行vcvars32.bat的批次档，藉以设定Visual C+的路径以及环境变量；并且可以手动编辑autoexec.bat中路径或环境变量。以下为一Autoexec.bat的范例，仅供参考，并不硬性规定需如此设定：echo offvcvars32.batset PATH=%PATH%;c:netsimtclset PATH=%PATH%;c:netsimtkset PATH=%PATH%;c:netsimotclset PATH=%PATH%;c:netsimtclclset PATH=

3、%PATH%;c:netsimns2set PATH=%PATH%;c:progra1tclecho on2.新增一个NetSim的资料夹在C:里面。或是新增在你想放置的磁盘中。3.DOWNLOAD NS2的个别组件：a. TCL(Tool Command Language)，an open source scripting language。b. TK：(Tool Kit)，A GUI extension for TCL。c. OTCL：对象导向的Tcl/Tk延伸。d. TCLCL：Tcl/C+ interface。e. ns-2.1b7 or higher(在此列举2.1b8的版本)。4.

4、解压缩以上所DOWNLOAD的档案到C:NetSim的数据夹中，解压缩之后在NetSim数据夹中应该是图一这种情况。图一 5.安装 tcl and tk：第一步就是complie tcl：在tcl目录按下dir/w指令就可以看到跟图二类似的目录：图二在tcl中最需要注意的莫过于他的子数据夹win，而最重要的就是他里面一个叫makefile.vc的资料夹，在makefile.vc中需要修改一些设定如图三反白处：图三最主要修改的地方是：倒数二、三行的地方，在c:progra1micro3vc98这一行中，需注意的是micro3，需依照使用者所安装目录顺序所决定。在此，因为Microsoft Vis

5、ual Studio安装的顺序在Microsoft FrontPage and Microsoft Office之后，所以这里才需改为micro3。6.接下来就是compile，在c:netsimtclwin下执行下列的指令：nmake i f makefile.vcnmake：执行Visual C+指令的compiler。-i：忽略错误现象且持续执行。-f：使用下列的档案去compile。7.接下来在tk部分则是跟tcl是一样的步骤，记得要到跟图四一样的位置去更改有关路径的部分：图四8.安装otcl/tclcl：如前面安装tcl and tk一样，适当的修改makefile.vc的档案，就能

6、判定之前tcl and tk的路径是否正确。图五就是tcl and tk的一部份：图五修改完毕之后，在c:netsimotcl下执行nmake i f pile完之后，在otcl的目录底下就可以看到像图六一样的档案内容：图六(在这里NetSim数据夹是建立在D磁盘中)9.下一步是compile tclcl，有点不一样的步骤是在d:netsimtclcl confmakefile.win要如图七般在反白处更改路径：图七另一个需要注意的是，在反白处的下三行，若放置netsim数据夹的路径与其不同，则需改为使用者自行设置的路径。如图八：图八确认一下tcl and tk的

7、版本是否正确，版本的问题牵扯到所需Load的档案的名称，因此务必要确认。如图九：图九紧接着需要再确认tcl、tk、otcl、tclcl的数据夹是否设定妥当，必须和在Netsim目录底下的各个tcl、tk、otcl、tclcl的目录完全相同才可以，否则会有找不到路径及档案的错误出现。设定如图十：图十回到tclcl的目录，执行nmake i f makefile.vc，执行完后，在tclcl目录下的数据应该跟图十一类似才是正确的：图十一在做下一个步骤之前，以下两项作业必须已经完成好了：tcl and tk 已经安装在适当的program file 目录下。otcl and tclcl 已经comp

8、iler完成。10.compiling NS：确认已经把tcl, tk, otcl, tclcl的数据夹在路径环境变量中(PATH environment variable)已经设定好了，comfiguration for NS跟tclcl的大部分都相同，需要修改的configuration的档案是在/conf中的makefile.win，如图十二：图十二以下做法皆跟tclcl的步骤一样： 确认 Visual C+的路径是否正确：MSVCDIR = c:progra1micros3VC98。 需要特别注意local directory 是否正确：LOCAL_SRC = d:NetSim。 确认

9、一下tcl and tk的版本是否正确。 再确认tcl, tk, otcl, and tclcl的数据夹是否设定妥当。 回到NS的目录并且compile，执行nmake i f makefile.vc。如果执行顺利，NS的compile就完成了。三、补充：在做任何一次nmake之前，假如在此次compiler之前已经有compiler的记录时，则需先执行过”nmake I f makefile.vc clean”的动作，将先前compiler过的程序清除，才能够让此次的compiler能够顺利的进行，否则它会先去判断是否有make过所产生的档案或目录，如果存在，则当做已经make成功而不会重新

10、的make过。如果遇见无法nmake clean的问题，则看它所出现的某些档案或目录太长或者无法清除，用手动的方式将其清除再重新执行”nmake I F makefile.vc”的指令，到目前为止，只发现在ns-2.1bX的目录中会有此问题存在，原因是因为ns在compiler时会产生很多*.o的Object档，而因为太多而无法使用nmake I f makefile.vc clean的指令来清除，需要手动下“del *.o”并且将gen目录给全部清除，因为在nmake clean时，遇见了错误讯息后便无法继续remove gen的动作，所以也需手动来清除。四、参考网址：若有其它的疑问，可以至

11、以下网址查询。 /nsnam/ns /magico/nsFiles/InstallNS1.html /nsnam/ns/ns-tests.html /man/ 使用手册 1.先Implement一个使用者想要模拟的protocol into NS2。这里将介绍李志平学长使用C+撰写的protocol。2.用名为LeeAgent的class去implement 学长的 protocol，在这个class中一开始需要宣告nod

12、e的主要routing table、备份routing table和处理packets的函式，这样在NS2的环境中，每个node都会有LeeAgent的所宣告的环境。以下就是部分的header file：class LeeAgent : public Agent friend class MyHelloTimer;public:LeeAgent(nsaddr_t id);void recv(Packet* p, Handler*);void rt_ll_failed(Packet* p);void lee_failed(Packet* p );void purge();void dump();

13、protected:int command(int argc, const char*const* argv);void addnb(nsaddr_t nid);int findnb(nsaddr_t nid);void delnb(nsaddr_t nid);void checknb();void CheckMainRoute( nsaddr_t nid );void rt_resolve(Packet* p);void recovery( nsaddr_t sid, nsaddr_t did );void retransmit( nsaddr_t did, nsaddr_t nid );v

14、oid forward(Packet *p, nsaddr_t nexthop, double delay);void recvLEE(Packet* p);void recvMQRY(Packet* p);void recvMRPY(Packet* p);void recvMFQ(Packet* p);void recvBQRY(Packet* p);void recvBRPY(Packet* p);void recvHELLO(Packet* p);void recvFQ(Packet* p);void recvUPD(Packet* p);void recvFW(Packet* p);v

15、oid recvCLR(Packet* p);void sendMQRY(nsaddr_t sid, nsaddr_t did);void sendMRPY(nsaddr_t sid, nsaddr_t did, nsaddr_t xid, int htd_);void sendMFQ(nsaddr_t sid, nsaddr_t did);void sendBQRY(nsaddr_t sid, nsaddr_t did, int myhtd, int k);void sendBRPY(nsaddr_t sid, nsaddr_t did, int hop,int shtd,int desth

16、td,nsaddr_t nexthop_);void sendHELLO();void sendFQ(nsaddr_t nid);void sendFW(nsaddr_t sid, nsaddr_t did, int shtd);void sendUPD(nsaddr_t sid, nsaddr_t did, nsaddr_t xid, int htd_, int status);void sendCLR(nsaddr_t sid, nsaddr_t did, nsaddr_t xid, int shtd_, int dhtd_ );virtual void reset();void trac

17、e(char* fmt, .);inline int initialized() return 1 & target_;Trace*logtarget; / trace log target rtqueue rqueue; / wait for route queue intNBN; / neighbor numberlnlist*nblist; / neighbor listMyHelloTimerhtimer; / hello message timerPriQueue*ifqueue; / ?MainTable MRTable; / main route tableBackupTable

18、BRTable; / backup route tableLeeRqTable request_table; / request temp tableunsigned int seq; / seq #nsaddr_t myaddr; / node iddoublepretime; / pre-transmition timebool ifhello;其中有几个NS2会用到的函式。第一个是”recv”函式，当NS2中node接收到一个routing packet，node会呼叫routing agent 的”recv”函式去接收packet。第二个是”command”，这个函式是TCL comm

19、and line呼叫使用的，我们可以在TCL script中启动一个hello timer或是给一个像interface queue 的class。3.另外，在学长的构思中还需要两个class，一个是NS2的header manager，在这个class中可以去定义packet header 的名字，packet的大小，和结合packet header的offset。另一个就是结合TCL跟我们的agent，我们必须在NS2中定义名为”Agent/Lee”的agent和”create”的函式，当我们在TCL中产生一个对象”Agent/Lee”时，”create”函式就会被呼叫。下列就是一个例子：

20、int Lpacket:offset_; static class LEEHeaderClass : public PacketHeaderClass public: LEEHeaderClass() : PacketHeaderClass(PacketHeader/LEE, LPKTLEN) bind_offset(&Lpacket:offset_); class_rtProtoLee_hdr;static class LeeAgentclass : public TclClass public:LeeAgentclass() : TclClass(Agent/LEE) TclObject*

21、 create(int argc, const char*const* argv) assert(argc = 5);return (new LeeAgent(nsaddr_t) atoi(argv4); class_rtProtoLee;定义control packet的fields在Lpacket.h中，如下列所示：struct Lpacket u_int8_t type_;nsaddr_t sid_;nsaddr_t did_;unsigned int seq_;int count_;int count2_;static int offset_; / required by Packet

22、HeaderManagerinline static int& offset() return offset_; inline static Lpacket* access(const Packet* p) return (Lpacket*) p-access(offset_);4.当完成了以上所描述的，就会有了以下几个档案，说明如下：Lee.cc and Lee.h代表了LeeAgent的行为；Leerqtable.cc and Leerqtable.h是表示主要和备份routing table的函式，Lpacket.h定义了control packet header。为了能在NS2中正确的

23、执行学长的protocol，还需要在NS2中修改一些档案。5.为了让NS能够承认我们的control packet，有一些参数需要加在NS的C+档案中，这些档案在NetSim/ns2。Packet.h：这个档案中已经有其它packet headers定义在NS2中，我们需要在档案中增加自己的control packet header的名字，一个地方是enum packet_t ，另一个是class p_info，如下：enum packet_t PT_LEE, 在这里增加使用者的protocol header typePT_NTYPE / This MUST be the LAST onecl

24、ass p_info public:p_info() name_PT_LEE = LEE; 增加使用者的packet header namename_PT_NTYPE= undefined; CMU-Trace.cc and CMU-Trace.h：为了让学长的Protocol也可以在NS2使用trace对象，我们需要修改两个档案，以下是在CMU-Trace.h中修改的部分：class CMUTrace : public Trace private: void format_aodv(Packet *p, int offset);void format_lee(Packet *p, int o

25、ffset); 增加这一行;以下是CMU-Trace.cc修改的地方：#include include our protocol control packet header filevoid CMUTrace:format(Packet* p, const char *why) switch(ch-ptype() default: switch(ch-ptype() case PT_LEE: 增加这三行 format_lee(p, offset); break; default: fprintf(stderr, %s - invalid packet type (%s).n, _PRETTY_

26、FUNCTION_, packet_(ch-ptype(); exit(1); void CMUTrace:format_lee(Packet *p, int offset) 增加这个函式struct Lpacket *lh = LPACKET(p); if (newtrace_) sprintf(wrk_ + offset, -P lee -Pt 0x%x -Ps %d -Pd %d -Pq %d -Pc %d -Pc CLEAR ,lh-type_, lh-sid_, lh-did_, lh-seq_, lh-count_); else sprintf(wrk_ + of

27、fset, 0x%x %d %d %d %d (CLEAR), lh-type_, lh-sid_, lh-did_, lh-seq_, lh-count_); 6.在执行NS2之前，可以先在TCL中设定一个方便的环境去产生一个简单TCL script file去执行模拟。这些档案放在NetSimns2TclLib里。7.我们需要先修改ns-lib.tcl的档案以方便可以在我们protocol中设定一简单的无线模拟环境。首先我们可以在ns-lib.tcl中找到这一行：Simulator instproc create-wireless-node args 接下来我们可以找到其它protocol

28、的设定指令，如TORA、AODV、DSR、DSDV，在此可以如下列般增加使用者的protocol：LEE set ragent $self create-lee-agent $node 第一行中的”Lee”是定义使用者的routing agent，接下来还要定义其它的函式”create-lee-agent”在这个档案里。其它protocol也可以以此为例。Simulator instproc create-lee-agent node set ragent new Agent/LEE $node id;# create a new routing agent $node set ragent_

29、 $ragent;# attach routing agent to node $self at 0.0 $ragent start ;# start BEACON/HELLO Messages return $ragent第二行中的class”Agent/LEE”定义在Lee.cc里。现在可以用”node-config”的command简单地在routing protocol里去设定一个node。8.增加protocol 的名字在Ns-Packet.tcl中，将会使PacketHeaderManager结合使用者的packet header，名字跟我们在PacketHeaderClass中定

30、义的一样：foreach prot LEE add-packet-header $prot 9.修改Ns-Mobilenode.tcl的档案去结合interface queue到使用者的agent，所以我们在add-target的函式中增加下列的指令：set leeonly string first LEE $agent info class if $leeonly != -1 $agent if-queue $self set ifq_(0) ;# ifq between LL and MAC 10.下一步必须compile学长的Lee.cc、Leerqtable.cc和其它我们在NS2中有

31、修改过的档案。先修改在NetSimns2里的Makefile.vc，在OBJ_CC最后面增加学长的Lee.o and Leerqtable.o，如下所示：OBJ_CC = rtmodule.o classifier-hier.o addr-params.o lee.o leerttable.o we add here$(OBJ_STL)接下来就可以执行nmake i f makefile.vc来compile使用者的protocol，每次只要有修改C+或TCL的档案，就必须重新compile过ns2。如安装手册的补充说明。11.由于NS2所支持产生topology不适合我们的需求，所以学长设计

32、了一个TCL script file去产生topology，另一个script file去设定node random出来的环境Pattern，第三个script file去产生random的通讯，RGT.tcl就是组织了这三个files。当使用RGT.tcl去产生pattern时，需要设定一些参数如下：ParameterDescriptionval(nn)Node number opt(x)The range of x axis of node (meter)opt(y)The range of y axis of node (meter)val(mc)The connection numbe

33、r of this simulationval(st)The time of this simulation (s)val(pt)The pause time of nodes (s) val(ms)The maximal speed of nodes (meter/s)val(ss)The minimal speed of nodes (meter/s)filenameThe file name of the tracefile12.当完成上述所描写的程序后，就可以开始产生pattern，在DOS环境下NetSimns2输入”ns rgt.tcl test”，假设没有导向到另一个file，则

34、环境设定值会显示在DOS窗口上。接着可以输入”ns test”开始模拟。13.如果没有错误讯息产生，NS2就会产生两种形式tracefile.，一种是network animation，另一种就是packet trace file。当模拟结束，就会存在一个test.nam的档案，使用者可以使用Network AniMation(NAM)去开启，开启模拟的结果就会像图一所呈现的一样：图一NAM在窗口中显示出network topology的改变以及packet transmission传送的方向，窗口下面则是时间滚动条，显示目前仿真时间位置，窗口上面则是一些控制平台，如stop、 backwar

35、d 、quickly backward、 forward、 quickly forward。窗口右上角则是用来调整速度的滚动条(micro second per step)。不过NAM在Win95/98有bug，当使用者按下图一的左上backward的按钮就会当掉，这样就只能按CTRL+C才能结束程序。假如不能在NAM窗口上看到nodes，则必须要使用者的script file中加入下列几行：for set i 0 $i Enter queue:在src_addr到dst_addr之间packet进入了队列。- = Leave queue:在src_addr到dst_addr之间packet离

36、开了队列。d = Drop:在src_addr到dst_addr之间从队列或连结中丢弃(drop)packet，在这里的丢弃并不会区分是从队列或连结中丢弃。这是决定于丢弃时间。h = Hop:在连结(link)中从src_addr传送packet到dst_addr并且转送(forward)next_hop到它的dsr_addr。r = Receive:packet传送完成而且目的端开始接收。以下是其它的flags:-a packet的属性，目前使用的如color id。-c 交谈(conversation)的id或者是在期间中流动的id(flow-id)。-d 目的端node。-e packe

37、t的大小(in bytes)。-i 在交谈中的packet id。-p 描述看到的packet形式的名字。-s 发源端node。-t 事件发生的时间。-x 从ns-traces中取得，代表着原始端node、目的端node、port addresses、sequence number、flags(if any)和message的种类。e.x = -x 0.1 -2147483648.0 -1 - SRM_SESS 意思是从node0(port 1)送一个SRM message出去。Node state在nam trace formating中定义node state的格式如下:n -t -a -

38、s -S -v -c -i -on代表node state。Flags -t指的是时间，-a和-s代表node address和id。-S代表node state transition。可能的数值有:UP,DOWN 指的是node的复得和失败。COLOR 指的是node的颜色转换。假如COLOR已经给了，-c 则被认为是一个新的颜色值。而flag -o就是在backtraving的时候可以回复node的旧颜色。DLABEL 意指加标签到node。-l -L。Shape说明node的状态。而node颜色的标签则经由 -i flag来指定。Node MarkingNode marks会着色在nod

39、e的中心圆。可以用以下的式子产生:m -t -n -s -c -h -o 用以下的式子删除:m -t -n -s -x一旦产生，node mark不能改变它的shape。shape的可能形式为圆、正方形、六角形。e.x = m -t 4 -s 0 -n m1 -c blue -h circle 意思是node0在时间4.0的时候用蓝色的圆mark起来。Link/Queue Statenam trace中link和queue states的用法如下:l -t -s -d -s -c -o orientation-r -D q -t -s -d -a 上面所指的和是相同的属性(且是相同的格式)，f

40、lag -o 代表连结的方位。flag -r和-D代表bandwidth(in Mb)和delay(in ms)。e.x for a link trace:l -t * -s 0 -d 1 -s UP -r 1500000 -D 0.01 -c black -o righte.x for a queue trace:q -t * -s 0 -d 1 -a 0.5flag -a表示the line of the queue的方位(介于queue line和水平线的角度)，上例中的0.5指的就是queue line的角度90度。Agent TracingAgent trace可以假设为protoc

41、ol state。agent event有一个唯一鉴识的名字。agent是用把名字放在正方形中的形式表示出来。agent event以以下的格式建构出来的:a -t -n -s 在ns中，agent可能会跟node不连结，而agent在nam中可能被破坏：a -t -n -s -x以下是nam trace在时间0产生一个名叫srm(5)跟node5有关联的agent：a -t 0.00000000000000000 -s 5 -n srm(5)Variable Tracing设想state variables跟protocol agent有关，这里使用feature trace event。每

42、一个feature需要跟一个agent有关联。所以当agent产生之后feature就可以在任何时间内增加或修改。产生feature的trace line如下:f -t -s -a -T -n -v -o flag l 代表一个list，v代表一简单的变量，s代表一停止时间，u代表一up-counting的定时器，d代表一down-counting的定时器。只有v是在ns中可以implemented。flag -v 代表变量的新值。Variable values 是遵守TCL字符串引用的惯例的简单ASCII字符串，list values则遵守TCL list的惯例，定时器的值则是ASCII的数

43、字，flag -o 代表variable先前的值。e.x for a simple feature event:codef -t 0.00000000000000000 -s 1 -n C1_ -a srm(1) -v 2.25000 -T v删除feature可以使用:f -t -a -n -o -XMiscellaneous Trace EventsAnnotation event type v，一般的annotation如下:v -t 特别的tcl function sim_annotation in nam的例子如下:v -t 4 sim_annotation 4 3 node 0 a

44、dded one mark中间插入node 0 added one mark在Nams annotation上。补充：ColorNAM允许用整数当color names。packet的flow id用符合的颜色去着packet的色:c -t -i -n color name必须是X11中的color database中所有的。Version以下是定义nam version:V -t -v -a 一般而言，在tracefile中只有一个version，而且是位在file的第一行。Hierarchy(等级制度)Hierarchy address information的定义如下:A -t -n -

45、o -c -a -h -m -s Flag -n 代表hierarchy的全部等级数，1表示flat addressing，2表示一个2-level hierarchy etc。Flag -o 表示addressing所使用的全部bits数，flag -h 表示address hierarchy的level，flag -m 和-s 则是address mask和在address hierarchy给定level的bit shift。e.x for 3 level hierarchy:A -t * -n 3 -p 0 -o 0xffffffff -c 31 -a 1A -t * -h 1 -m

46、1023 -s 22A -t * -h 2 -m 2047 -s 11A -t * -h 3 -m 2047 -s 0以上的nam trace formats可以在下面几个file中找到：ns/trace.cc、ns/trace.h、ns/tcl/lib/ns-namsupp.tclNew Trace File 的格式：$ns use-newtrace:目前这道指令的new trace support只有在无线模拟中才可以，未来应该可以扩展到ns其余的功能上。 以下是new trace format的例子：s -t 0.267662078 -Hs 0 -Hd -1 -Ni 5.00 -Ny 2

47、.00 -Nz 0.00 Ne -1.000000 -N1 RTR -Nw - -Ma 0 -Md 0 -Ms 0 -Mt 0 -Is 0.255 -Id -1.255 It message -I1 32 -If 0 -Ii 0 -Iv 32s -t 1.511681090 -Hs 1 -Hd -1 -Ni 1 -Nx 390.00 -Ny 385.00 -Nz 0.00 Ne -1.000000 -N1 RTR -Nw - -Ma 0 -Md 0 -Ms 0 -Mt 0 -Is 1.255 Id -1.255 It message -I1 32 -If 0 -Ii 1 -Iv 32s -t

48、10.000000000 -Hs 0 -Hd -2 -Ni 0 -Nx 5.00 -Ny 2.00 -Nz 0.00 Ne -1.000000 -N1 AGT -Nw - -Ma 0 -Md 0 -Ms 0 -Mt 0 -Is 0.0 -Id 1.0 -It tcp -I1 1000 If2 -Ii 2 -Iv 32 -Pn tcp -Ps 0 -Pa 0 -Pf 0 -Po 0r -t 10.000000000 -Hs 0 -Hd -2 -Ni 0 -Nx 5.00 -Ny 2.00 -Nz 0.00 Ne -1.000000 -N1 RTR -Nw - -Ma 0 -Md 0 -Ms 0 -Mt 0 -Is 0.0 -Id 1.0 -It tcp -I1 1000 -If2 -Ii 2 -Iv 3