通信网原理实验报告ns2.docx

1、通信网原理实验报告ns2实验四 ns2一、实验目的1.掌握ns2仿真器的使用方法；2.增强对计算机通信网原理课程的理解。二、实验环境1.PC机一台；2. cygwin、ns2软件。三、 实验内容(一)安装与配置1.安装cygwina)在cygwin官方网站下载setup.exe。b)运行setup.exe，使用默认配置选择unix安装。c)在选择安装组件时确认安装以下内容：XFree86-base,XFree86-bin, XFree86-prog,XFree86-lib,XFree86-etc,make,patch,perl,gcc,gcc-g+, gawk,gnuplot,tar和gzip

2、。 Diffstat,diffutils,libXmu,libXmu-devel,libXmu6,libXmuu1,X-startup-scriptsxorg-x11-basexorg-x11-binxorg-x11-develxorg-x11-bin-dllsxorg-x11-bin-lndir xorg-x11-etc xorg-x11-fenc xorg-x11-fntsxorg-x11-libs-data xorg-x11-xwin2.安装NS2a)在NS2官方网站下载ns2-allinone-2.34.tar.gz安装包。b)将ns2-allinone-2.34.tar.gz拷贝放入

3、cygwin用户目录下。c)运行cygwin，命令行下输入tar xvfz ns2-allinone-2.34.tar.gz。d)进入ns2-allinone-2.34目录，执行./install开始安装。e)安装结束后，会提示设定PATH， LD_LIBRARY_PATH，TCL_LIBRARY等内容，可在用户目录下修改.bashrc文件，添加以下内容：export NS_HOME=/home/Administrator/ns-allinone-2.34export PATH=$NS_HOME/nam-1.13:$NS_HOME/tcl8.4.18/unix:$NS_HOME/tk8.4.1

4、8/unix:$NS_HOME/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=$NS_HOME/tcl8.4.18/unix:$NS_HOME/tk8.4.18/unix:$NS_HOME/otcl-1.13:$NS_HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH export TCL_LIBRARY=$NS_HOME/tcl8.4.18/libraryf)进入/ns-allinone-2.34/ns-2.34目录，可运行./validate进行验证。3.测试a)关闭cygwin窗口，再重新打开。b)初始化图形界面，运行startxwin.bat。c)运行example

5、 tcl脚本。进入/ns-allinone-2.34/ns-2.34/tcl/ex目录，可选择运行以下example：ns simple-dyn.tcl ns simple-rtg.tclns simple-eqp.tclns simple-eqp1.tcl （二） 数据分析a)RED 队列分析图一 当前队列大小 分析图一可以得出，队列大小变化非常剧烈，而且在三秒之前，队列没有充分地利用起来，三秒之后tcp1和tcp2竞争使用队列比较剧烈。图二 平均队列大小 分析图二可以看出，开始时tcp1急剧占用链路r1-r2，造成队列急剧增大。当增大到一定值时便达到了峰值。从第三秒开始，由于tcp2的加入

6、，队列又有了一部分的增大，增大到最大值后便开始小幅度地波动。b)Tcp2的延迟分布图三 Tcp2传输延迟从图三中可以看出Tcp2的最小延迟为28ms，这是由于从s2到r1需要延迟3ms，从r1到r2需要延迟20ms，从r2到s4需要延迟5ms，一共刚好延迟28ms。另外它的延迟时间大小呈现出一定的规律。即每次增大到一定程度时，延迟降为最小值28ms，这是因为多余的延迟是由r1结点的队列造成的，每个包到来时都要在队列中等待一段时间。也就是说队列越长，延迟就越大，当队列长度增加到一定值时，根据RED队列丢弃算法会丢弃一些包，这导致Tcp的发送窗口降为0，队列长度也就变为0了，延迟也就降为最小值。c

7、)Tcp2的丢包率 图四 Tcp2丢包率 检测到Tcp2传输了446个包，其中丢弃的包为16个，故丢包率为3.59。d)Tcp2的抖动图五 Tcp2抖动性 从图五中可以看出tcp2的Jitter的变化比较大，有正也有负的。由于tcp1的存在并且s1到r1的链路延迟更小，它能够更好地占用r1到r2的链路资源。图六 Tcp1抖动性 从图六中可以看出在0到3秒内由于没有其他流抢用资源，它没有什么抖动，当tcp2介入时，它便有了一定的抖动，但不像tcp2抖动得那样厉害。e)Tcp2的吞吐量 图七 Tcp2吞吐量变化 从图七中可以看出从3秒开始Tcp2的吞吐量按指数增加，当增大到一定值时便开始波动，基本

8、上维持在0.4Mb/s左右。这是因为链路r1到r2的带宽只有1.5Mb/s，并且tcp1在传输延迟上有更大的优势。(三)脚本程序主要步骤有以下几个：1. 初始化一个模拟器。2. 设定相应的跟踪文件以便相应的分析工具使用，包括tr文件等，Trace对象能够把模拟过程中发生的特定类型的事件记录在tr文件中。3. 定义网络的拓扑结构，包括结点位置，链路信息等等。4. 设定传输层及应用层代理，并将传输层代理绑定在相应的结点上，将应用层的代理绑定在相应的传输层代理上。5. 建立传输层链接。6. 设定模拟的开始和结束时间。7. 运行该tcl文件，观察模拟的结果。;#新的模拟器对象：set ns new S

9、imulator $ns color 1 Red$ns color 2 Blueset tn open homework.nam w ;#用于保存nam跟踪文件$ns namtrace-all $tnset ta open homework.tr w ;#保存trace文件$ns trace-all $taset homeWorkWinFile open homeWorkWinFile w ;#保存tcp发送窗口大小;#定义一个finish过程，包括关闭两个trace文件，以及一个nam模拟proc finish global ns tn ta $ns flush-trace close $t

10、n close $ta exec nam homework.nam & exit 0;#定义结点set s1 $ns node set s2 $ns nodeset r1 $ns nodeset r2 $ns nodeset s3 $ns nodeset s4 $ns node;#定义链路，包括起点，终点，带宽，延迟，队列处理方式$ns duplex-link $s1 $r1 10Mb 2ms DropTail$ns duplex-link $s2 $r1 10Mb 3ms DropTail$ns simplex-link $r1 $r2 1.5Mb 20ms RED$ns simplex-l

11、ink $r2 $r1 1.5Mb 20ms DropTail$ns duplex-link $r2 $s3 10Mb 4ms DropTail$ns duplex-link $r2 $s4 10Mb 5ms DropTail;#定义链路的位置$ns duplex-link-op $s1 $r1 orient right-down$ns duplex-link-op $s2 $r1 orient right-up$ns simplex-link-op $r1 $r2 orient right$ns simplex-link-op $r2 $r1 orient left$ns duplex-li

12、nk-op $r2 $s3 orient right-up$ns duplex-link-op $r2 $s4 orient right-down$ns queue-limit $r1 $r2 25 ;#定义队列的大小,这是要给NAM用的$ns simplex-link-op $r1 $r2 queuePos 0.5 ;#观测n2到n3之间queue的变化，这是要给NAM用的;#采用RED的队列处理方式set redq $ns link $r1 $r2 queueset traceq open homeWorkRedTrace.tr w$redq trace curq_$redq trace

13、ave_$redq attach $traceq;#绑定代理set tcp1 new Agent/TCP$ns attach-agent $s1 $tcp1set tcp2 new Agent/TCP$ns attach-agent $s2 $tcp2$tcp1 set fid_ 1$tcp2 set fid_ 2set sinktcp1 new Agent/TCPSink$ns attach-agent $s3 $sinktcp1 set sinktcp2 new Agent/TCPSink$ns attach-agent $s4 $sinktcp2;#建立链接$ns connect $tc

14、p1 $sinktcp1$ns connect $tcp2 $sinktcp2;#绑定应用层代理set ftp1 new Application/FTP$ftp1 attach-agent $tcp1set ftp2 new Application/FTP$ftp2 attach-agent $tcp2$ftp1 set type_ FTP$ftp2 set type_ FTP;#启动或停止应用层代理$ns at 0 $ftp1 start ;#ftp1在0秒位置启动$ns at 3 $ftp2 start ;#ftp2在3秒位置启动$ns at 10 $ftp2 stop$ns at 10

15、$ftp1 stop;#每隔0.1秒记录窗口大小proc plotWindow tcpSource file global ns set time 0.1 set now $ns now set cwnd $tcpSource set cwnd_ puts $file $now $cwnd $ns at expr $now+$time plotWindow $tcpSource $file$ns at 0.1 plotWindow $tcp2 $homeWorkWinFile ;#从0.1秒开始记录tcp1的窗口大小$ns at 40 finish ;#在40秒位置结束$ns run四、实验总结这次实验是我第一次使用ns2软件，ns2软件学习起来比较困难，但是真正理解之后，还是很有意思的。利用ns2软件可以进行网络的模拟仿真，进行新协议的开发和改进，比如TCP等传输协议，以及AODV等路由协议，用NS2来进行模拟是比较方便的，对于一个计算机网络来讲，这些协议是至关重要的。但是NS2学习起来有一定的困难，大部分是C+代码与OTcl发代码，但是真正掌握了它的原理和用法，用起来还是很方便的。