1、进行网络仿真前,首先分析仿真涉及哪个层次,NS 仿真分两个层次:一个是基于 OTcl 编程的层次。利用 NS 已有的网络元素实现仿真,无需修改 NS 本身,只需编写 OTcl 脚本。另一个是基于 C+和 OTcl 编程的层次。如果 NS 中没有所需的网络元素,则需要对 NS 进行扩展,添加所需网络元素,即添加新的 C+和 OTcl 类,编写新的 OTcl 脚本。假设用户已经完成了对 NS 的扩展,或者 NS 所包含的构件已经满足了要求,那么进行一次仿真的步骤大致如下:(1)开始编写 OTcl 脚本。首先配置模拟网络拓扑结构,此时可以确定链路的基本特性,如延迟、带宽和丢失策略等。(2)建立协议代
2、理,包括端设备的协议邦定和通信业务量模型的建立。(3) 配置业务量模型的参数,从而确定网络上的业务量分布。(4)设置 Trace 对象。NS 通过 Trace 文件来保存整个模拟过程。仿真完后,用户可以对 Trace 文件进行分析研究。(5)编写其他的辅助过程,设定模拟结束时间,至此 OTcl 脚本编写完成。(6) 用 NS 解释执行刚才编写的 OTcl 脚本。(7) 对 Trace 文件进行分析,得出有用的数据。(8) 调整配置拓扑结构和业务量模型,重新进行上述模拟过程。NS2 采用两级体系结构,为了提高代码的执行效率,NS2 将数据操作与控制部分的实现相分离,事件调度器和大部分基本的网络组
3、件对象后台使用 C+实现和编译,称为编译层,主要功能是实现对数据包的处理;NS2 的前端是一个 OTcl 解释器,称为解释层,主要功能是对模拟环境的配置、建立。从用户角度看,NS2 是一个具有仿真事件驱动、网络构件对象库和网络配置模块库的OTcl 脚本解释器。NS2 中编译类对象通过 OTcl 连接建立了与之对应的解释类对象,这样用户间能够方便地对 C+对象的函数进行修改与配置,充分体现了仿真器的一致性和灵活性。2、NS2 的功能模块NS2 仿真器封装了许多功能模块,最基本的是节点、链路、代理、数据包格式等等,下面分别来介绍一下各个模块。事件调度器:目前 NS2 提供了四种具有不同数据结构的调
4、度器,分别是链表、堆、日历表和实时调度器。(2)节点(node):是由 TclObject 对象组成的复合组件,在 NS2 中可以表示端节点和路由器。(3)链路(link):由多个组件复合而成,用来连接网络节点。所有的链路都是以队列的形式来管理分组的到达、离开和丢弃。(4)理(agent):负责网络层分组的产生和接收,也可以用在各个层次的协议实现中。每个 agent 连接到一个网络节点上,由该节点给它分配一个端口号。(5)(packet):由头部和数据两部分组成。一般情况下,packet 只有头部、没有数据部分。3、NS2 的软件构成NS2 包含 Tcl/Tk,OTcl,NS,Tclcl。其中
5、 Tcl 是一个开放脚本语言,用来对NS2 进行编程;Tk 是 Tcl 的图形界面开发工具,可帮助用户在图形环境下开发图形界面;OTcl 是基于 Tcl/Tk 的面向对象扩展,有自己的类层次结构;NS2 为本软件包的核心,是面向对象的仿真器,用 C+编写,以 OTcl 解释器作为前端;Tclcl 则提供 NSh 和 OTcl 的接口,使对象和变量出现在两种语言中。为了直观的观察和分析仿真结果,NS2 提供了可选的 Xgraphy、可选件 Nam。4、NS 现有的仿真元素从网络拓扑仿真、协议仿真和通信量仿真等方面介绍 NS 的相应元素:网络拓扑主要包括节点、链路。NS 的节点由一系列的分类器(C
6、lassifier,如地址分类器等)组成,而链路由一系列的连接器(Connector)组成。在节点上,配置不同的代理可以实现相应的协议或其它模型仿真。如 NS 的TCP 代理,发送代理有:TCP,TCP/Reno,TCP/Vegas,TCP/Sack1,TCP/FACK,TCP/FULLTCP 等,接收代理有:TCPSINK,TCPSINK/DELACK。TCPSINK/SACK1,TCPSINK/SACK1/DELACK 等。此外,还提供有 UDP 代理及接收代理 Null(负责通信量接收)、Loss Monitor(通信量接收并维护一些接收数据的统计)。网络的路由配置通过对节点附加路由协议
7、而实现。NS 中有三种单播路由策略:静态、会话、动态。在链路上,可以配置带宽、时延和丢弃模型。NS 支持:Drop-tail(FIFO)队列、RED 缓冲管、CBO(包括优先权和 Round-robin 调度)。各种公平队列包括:FQ,SFQ,DRR 等。通信量仿真方面,NS 提供了许多通信应用,如 FTP,它产生较大的峰值数据传输;Telnet 则根据相应文件随机选取传输数据的大小。此外,NS 提供了四种类型的通信量产生器:EXPOO,根据指数分布(On/Off)产生通信量,在 On阶段分组以固定速率发送,Off 阶段不发送分组,On/Off 的分布符合指数分布,分组尺寸固定;POO,根据 Pareto 分布(On/Off)产生通信量,它能用来产生长范围相关的急剧通信量;CBR,以确定的速率产生通信量,分组尺寸固定,可在分组间隔之间产生随机抖动;Traffic Trace,根据追踪文件产生通信量。