一个简单的网络模拟器NS的案例使用

1、网络模拟器NS-2及其应用分析本例将介绍如何使用一些工具来分析和呈现模拟结果，主要是测量端到端的延迟，而采用的方法一是去分析Trace文件，方法二是去修改NS核心，把所需要测量的数据直接记录下来，限于篇幅我们不在此进一步介绍方法二。模拟场景如图4所示,包含四个节点（n0,n1,n2,n3）,假设n0，n2和n1,n2之间链路带宽2Mbps，延迟为10ms;n2和n3之间链路带宽1.7Mbps，延迟为20ms;每个链路用DropTail策略；n2和n3之间链路最大队列长度为10；n0,n3之间有一条建立在TCP上的FTP连接，n1,n3之间有一条建立在UDP上CBR连接；CBR是在0.1秒开始发

2、送，在4.5秒结束，FTP是在1.0秒开始发送，在4.0秒结束。图4 模拟场景3.1 建立Otcl模拟代码文件#创建一个模拟对象set ns new Simulator#为数据流定义不同的颜色，供NAM用$ns color 1 Blue$ns color 2 Red#打开一个 NAM trace fileset nf open out.nam w$ns namtrace-all $nf#打开一个 trace file 记录数据包的传送过程set nd open out.tr w$ns trace-all $nd#定义一个结束程序proc finish global ns nf nd $ns f

3、lush-trace #关闭 NAM trace file close $nf close $nd #以后台方式执行 NAM exec nam out.nam & exit 0#创建四个节点set n0 $ns nodeset n1 $ns nodeset n2 $ns nodeset n3 $ns node#把节点连接起来$ns duplex-link $n0 $n2 2Mb 10ms DropTail$ns duplex-link $n1 $n2 2Mb 10ms DropTail$ns duplex-link $n2 $n3 1.7Mb 20ms DropTail#设定n2和n3之间最大

4、队列长度为10$ns queue-limit $n2 $n3 10#设定节点的位置，供NAM用$ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down$ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up$ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right#设定n2-n3间的队列位置，供NAM用$ns duplex-link-op $n2 $n3 queuePos 0.5#建立一条TCP连接set tcp new Agent/TCP$tcp set class_ 2$ns attach-agent $n0

5、$tcpset sink new Agent/TCPSink$ns attach-agent $n3 $sink$ns connect $tcp $sink#在NAM中，TCP的连接以蓝色表示$tcp set fid_ 1#在TCP连接之上建立FTP应用set ftp new Application/FTP$ftp attach-agent $tcp$ftp set type_ FTP#建立一条UDP连接set udp new Agent/UDP$ns attach-agent $n1 $udpset null new Agent/Null$ns attach-agent $n3 $null$

6、ns connect $udp $null#在NAM中，UDP的连接以红色表示$udp set fid_ 2#在UDP连接之上建立CBR应用set cbr new Application/Traffic/CBR$cbr attach-agent $udp$cbr set type_ CBR$cbr set packet_size_ 1000$cbr set rate_ 1mb$cbr set random_ false# 设定FTP和CBR的开始和结束时间$ns at 0.1 $cbr start$ns at 1.0 $ftp start$ns at 4.0 $ftp stop$ns at 4

7、.5 $cbr stop#在5.0秒调用finish过程结束模拟$ns at 5.0 finish#执行模拟$ns run本例子在FedoraCore4，ns-2.29下测试通过，模拟结束后，产生两个文件，一个是out.nam，这是供NAM用的，用来可视化整个模拟过程；另一个是out.tr，记录了模拟过程中数据包传送中的所有事件，这是我们分析的重点。3.2 利用awk提取out.tr文件中的数据 awk是一种程序语言，可以使用很短的代码轻易地完成对文本档案做修改、分析、提取和比较等处理。根据Trace文件格式，我们很容易写出测量CBR数据包端到端延迟时间的awk程序delay.awk：#测量C

8、BR数据包端到端延迟时间BEGIN highest_packet_id = 0; action = $1; time = $2; from = $3;to = $4; type = $5; pktsize = $6; flow_id = $8; src = $9; dst = $10; seq_no = $11; packet_id = $12; if ( packet_id highest_packet_id ) highest_packet_id = packet_id; if ( start_timepacket_id = 0 ) start_timepacket_id = time;

9、if ( flow_id = 2 & action != d ) if ( action = r ) end_timepacket_id = time; else end_timepacket_id = -1; END for ( packet_id = 0; packet_id = highest_packet_id; packet_id+ ) start = start_timepacket_id; end = end_timepacket_id; packet_duration = end - start; if ( start cbr_delay3.3绘出图形绘制图形有两种方法，其一是

10、使用Xgraph，其二是使用Gnuplot。3.3.1 使用Xgraph Xgraph是ns-allinone包中自带的一个小巧的绘图工具，它可以根据数据文件里的数据绘制出相应的图形。本例执行：$xgraph cbr_delay，结果如图5所示：由图可以看出：在一刚开始的时候，由于只有CBR的数据包，所以端到端的延迟是固定的，但在1.0秒后，FTP数据包参与争夺网络资源，因此，端到端的延迟变得不固定，但等到FTP传输结束后，CBR数据包的端到端的延迟又变得固定了。3.3.2 使用Gnuplot在使用gnuplot的时候，命令如下：Plot “cbr_delay”图形是出来了，但都是用点连接的，所以要加一些参数才能实现用线连起来：Plot “cbr_delay” with linespoints 14 结论 网络模拟日益成为分析、研究、设计和改善网络性能的强大工具，NS-2便是其中功能强大且可以免费得到的一种。本文详细讨论了NS-2的结构、功能及其使用方法，并给出一个实例具体解释 NS-2的使用及使用相关工具对输出结果进行处理。总的来说，NS-2结构复杂，有一个相对陡峭的学