第23章 使用NS-2模拟无线Ad hoc网络new

第23章使用NS-2模拟无线Adhoc网络《计算机网络高级软件编程技术》1概述随着WLAN、Adhoc、Bluetooth、WSN及移动IP等无线网络技术的发展，移动和无线组网正逐步成为网络应用和科学研究的新热点。掌握在NS-2中模拟无线网络、并对路由协议进行分析和评价的方法，对于网络研究工作是十分重要的。《计算机网络高级软件编程技术》2NS-2的无线网络模型《计算机网络高级软件编程技术》3移动节点中各网络组件及其功能1.无线信道（Channel）：分组传播环境2.网络接口（NetIF）：移动节点与无线信道的接口3.无线传播模型（RadioPropagationModel）4.媒体访问控制（MAC）：实现移动网络的MAC层协议5.接口队列（IFq）：优先处理路由协议分组的优先级队列6.链路层（LL）：实现链路层协议及其功能7.地址解析协议（ARP）：实现IP地址与Mac地址的转换8.地址分类器（AddrDemux）：按分组目的地址进行匹配9.端口分类器（PortDemux）：按分组目的端口进行匹配10.路由代理（RouteAgent）：实现移动网络的路由协议11.天线（Antenna）：单一增益的全向天线《计算机网络高级软件编程技术》4移动节点的创建1.创建无线信道setchan_[new$val(chan)]2.配置移动节点，并将无线信道加入节点的配置信息中$ns_node-config-adhocRouting$val(rp)\-llType$val(ll)\-macType$val(mac)\-ifqType$val(ifq)\-ifqLen$val(ifqlen)\-antType$val(ant)\-propType$val(prop)\-phyType$val(netif)\-topoInstance$topo\-agentTraceON\-routerTraceON\-macTraceOFF\-movementTraceOFF\-channel$chan_3.使用配置信息创建移动节点for{seti0}{$i$val(nn)}{incri}{setnode_($i)[$ns_node]$node_($i)random-motion0;#disablerandommotion}《计算机网络高级软件编程技术》5移动节点的运动1.定义拓扑对象，限定移动节点的运动范围。settopo[newTopography]$topoload_flatgrid8006002.设置运动场景。自定义运动场景$nodesetX_x1$nodesetY_y1$nodesetZ_0.0#目前只支持二维平面运动。$ns_at$time“$nodesetdestx2y2speed”随机运动$mobilenodestart《计算机网络高级软件编程技术》6移动场景生成器setdestusage:original1999CMUversion(version1)./setdest-v1-nnodes-ppausetime-Mmaxspeed-tsimulationtime-xmaxX-ymaxYORmodified2003U.Michiganversion(version2)./setdest-v2-nnodes-sspeedtype-mminspeed-Mmaxspeed-tsimulationtime-Ppausetype-ppausetime-xmaxX-ymaxY(Refertothescriptfilesmake-scen.cshandmake-scen-steadystate.cshfordetail.)《计算机网络高级软件编程技术》7•Setdest用法：•例子：8个节点的运动场景，拓扑范围为1000m×800m，最小速度2m/s，最大速度10m/s，速度类型为均匀分布，停留时间为0.5s，停留类型为常数，场景模拟时间为60s。$./setdest-v2-n8-s1-m2-M10-t60-P1-p0.5-x1000-y800scen-8-test流量场景生成器cbrgen•cbrgen使用方法：《计算机网络高级软件编程技术》8$nscbrgen.tcl[-typecbr|tcp][-nnnodes][-seedseed][-mcconnections][-raterate]•例子：有4个节点，节点之间最多产生3个TCP连接，随机生成FTP业务流。$nscbrgen.tcl-typetcp-nn4-seed1.0-mc3tcp-4-test编程训练目的•使用NS-2网络仿真软件构建简单的无线Adhoc网络模型。•掌握无线网络中移动场景和流量场景产生工具的使用。•掌握对无线网络模拟结果进行统计分析的技术。《计算机网络高级软件编程技术》9编程训练要求•选取无线网络中一种（如Adhoc、Bluetooth、WSN等），设计场景，运行一定的TCP或UDP业务源，并用Nam进行演示。•掌握无线网络中移动场景和流量场景产生工具的使用。•分析trace文件，测定网络的性能（如吞吐量、时延、丢包率等），用图表的方式（可使用Xgraph或Gnuplot等绘图软件）说明测定结果。《计算机网络高级软件编程技术》10模拟场景描述《计算机网络高级软件编程技术》11110220（450,450）（220,380）（420,180）（240,360）（460,220）（20,20）15/sat2s1/sat0.5s1.2/sat1sTCPCBRFTPFTPSinkNullUDP500x500业务流移动路径无线模拟的trace文件片段《计算机网络高级软件编程技术》12……r0.104632610_1_AGT---1tcp60[13a10800]-------[0:01:0321][00]10s0.104632610_1_AGT---2ack40[0000]-------[1:00:0320][00]00r0.104632610_1_RTR---2ack40[0000]-------[1:00:0320][00]00s0.176673288_2_RTR---3message32[0000]-------[2:255-1:255320]M0.500000(220.00,380.00,0.00),(240.00,360.00),1.00s0.500000000_2_AGT---4cbr200[0000]-------[2:01:1320][0]00……无线模拟的trace文件格式及其含义EventAbbreviationTypeValueWirelessEvents:Sendr:Received:Dropf:Forward%.9f%d(%6.2f%6.2f)%3s%4s%d%s%d[%x%x%x%x]%.9f_%d_%3s%4s%d%s%d[%x%x%x%x]doubleTimeintNodeIDdoubleXCoordinate(IfLoggingPosition)doubleYCoordinate(IfLoggingPosition)stringTraceNamestringReasonintEventIdentifierstringPacketTypeintPacketSizehexadecimalTimeToSendDatahexadecimalDestinationMACAddresshexadecimalSourceMACAddresshexadecimalType(ARP,IP)《计算机网络高级软件编程技术》13无线模拟的trace文件格式及其含义（续）•节点的运动跟踪记录《计算机网络高级软件编程技术》14M0.500000(220.00,380.00,0.00),(240.00,360.00),1.00•格式说明：–Ｍ表示该项为移动节点的运动跟踪记录；–第二列是模拟时间；–第三列是节点号；–后两列是节点运动的起始位置和终止位置，以三维坐标表示；–最后一列给出的是速度值。模拟结果的统计分析•FTP业务平均吞吐量；•CBR数据包的收发统计《计算机网络高级软件编程技术》15统计分析的常用工具•分析trace文件–gawk–linuxshell脚本•绘图–gnuplot–xgraph《计算机网络高级软件编程技术》16扩展与提高深入学习导读•一个Adhoc路由协议性能分析的典型范例–参考文章：PerformanceEvaluationofAdHocRoutingProtocolsusingns2simulations网址：~gupta/Adhoc.doc•向NS-2中添加新协议–路由协议：《NS与网络模拟》第7章案例分析–Mac层协议：如何往NS2中添加新的MAC协议网址：–应用层协议：NStutorial第7小节：VII.Anewprotocolforns《计算机网络高级软件编程技术》17使用NS-2模拟Bluetooth和WSN网络•辛辛那提大学对NS-2的Bluetooth无线网络功能扩展。–~cdmc/ucbt/ucbt.html•开源项目SensorNet对WSN模拟的扩展支持。–•美国海军研究实验室（NavalResearchLaboratory，NRL）对NS-2在WSN方面的扩展。–（或）《计算机网络高级软件编程技术》18一款NS-2无线模拟脚本生成工具•NSG（NS2ScenariosGenerator）：一个开源的、用于无线网络模拟的脚本生成工具。提供可视化的图形界面，通过鼠标操作直观的生成无线模拟场景，再适当修改脚本就可交给NS-2执行。目前NSG产生的脚本仅限于无线adhoc部分。•主页地址：《计算机网络高级软件编程技术》19