計算機網路實驗- 使用NS2模擬多媒體通訊與無線網路(實驗四) 指導教授：許子衡老師 學生：羅英辰

網路模擬 結束模擬後，通常我們會要用到過程中產生的記錄來分析以得到吞吐量(Throughput)、封包延遲(Packet delay)、抖動率(Jitter)和封包遺失率(Packet loss rate)。 以下就是有線網路記錄的格式： Event Time From node To node Pkt type Pkt size Flags Fid Src addr Dst addr Seq num Pkt id 2010/3/5

ftp tcp sink s1 2Mbps, 10ms r 1.7Mbps, 20ms d s2 2Mbps, 10ms udp sink cbr cbr ftp sec 2010/3/5 0.1 1.0 4.0 4.5

封包第一和第四欄 2010/3/5

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UDP的吞吐量計算 #使用方法: perl measure-throughput.pl <trace file> <granlarity> #記錄檔檔名 $infile=$ARGV[0]; #多少時間計算一次(單位為秒) $granularity=$ARGV[1]; $sum=0; $sum_total=0; $clock=0; $maxrate=0; $init=0; #打開記錄檔 open (DATA,"<$infile") || die "Can't open $infile $!"; 2010/3/5

#讀取記錄檔中的每行資料,資料是以空白分成眾多欄位 while (<DATA>) { @x = split(' '); if($init==0){ $start=$x[2]; $init=1; } #讀取的第零個欄位是pkt_id #讀取的第一個欄位是封包傳送時間 #讀取的第二個欄位是封包接收時間 #讀取的第三個欄位是封包end to end delay #讀取的第四個欄位是封包大小 #判斷所讀到的時間,是否已經達到要統計吞吐量的時候 if ($x[2]-$clock <= $granularity) { #計算單位時間內累積的封包大小 $sum=$sum+$x[4]; #計算累積的總封包大小 $sum_total=$sum_total+$x[4]; 2010/3/5

$throughput=$sum*8.0/$granularity; if ($throughput > $maxrate){ else { #計算吞吐量 $throughput=$sum*8.0/$granularity; if ($throughput > $maxrate){ $maxrate=$throughput; } #輸出結果: 時間 吞吐量(bps) print STDOUT "$x[2]: $throughput bps\n"; #設定下次要計算吞吐量的時間 $clock=$clock+$granularity; $sum_total=$sum_total+$x[4]; $sum=$x[4]; 2010/3/5

$throughput=$sum*8.0/$granularity; $endtime=$x[2]; #計算最後一次的吞吐量大小 $throughput=$sum*8.0/$granularity; print STDOUT "$x[2]: $throughput bps\n"; $clock=$clock+$granularity; $sum=0; #print STDOUT "$sum_total $start $endtime\n"; $avgrate=$sum_total*8.0/($endtime-$start); print STDOUT "Average rate: $avgrate bps\n"; print STDOUT "Peak rate: $maxrate bps\n"; #關閉檔案 close DATA; exit(0); 2010/3/5

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TCP的吞吐量計算 2010/3/5

無線網路 以下是無線網路模擬後所產生的值： s -t 0.267662078 -Hs 0 -Hd -1 -Ni 0 -Nx 5.00 -Ny 2.00 -Nz 0.00 -Ne -1.000000 -Nl RTR -Nw --- -Ma 0 -Md 0 -Ms 0 -Mt 0 -Is 0.255 -Id -1.255 -It message -Il 32 -If 0 -Ii 0 -Iv 32 2010/3/5

在上述trace記錄中，第一列描述了發生在節點上的事件類型，有四種： s 發送 r 接收 d 丟棄 f 轉發 s -t 0.267662078 在上述trace記錄中，第一列描述了發生在節點上的事件類型，有四種： s 發送 r 接收 d 丟棄 f 轉發 第二列以“-t”開始，表示的是時間或者全局設置 -t 時間 -t * （全局設置） 2010/3/5

-Ni 0 -Nx 5.00 -Ny 2.00 -Nz 0.00 -Ne -1.000000 -Nl RTR -Nw --- -Hs 0 -Hd -1 Hs：目前節點的id Hd：下一個hop節點的id -Ni 0 -Nx 5.00 -Ny 2.00 -Nz 0.00 -Ne -1.000000 -Nl RTR -Nw --- 這一列描述了節點諸如node-id等屬性，tracing的層級可能是agent、router或者MAC。這些標識以“-N”開始並如下所示： -Ni: 節點id -Nx: 節點的x坐標 -Ny: 節點的y坐標 -Nz: 節點的z坐標 -Ne: 節點能量級別 -Nl: 節點trace層級，比如AGT,RTR,MAC -Nw: 事件原因。 2010/3/5

該列標識以“-I”開始，其解釋如下： -Ma 0 -Md 0 -Ms 0 -Mt 0 該列給出了MAC層信息，標識以“-M”開始 -Is 0.255 -Id -1.255 -It message -Il 32 -If 0 -Ii 0 -Iv 32 該列標識以“-I”開始，其解釋如下： -Is: 來源地址 -Id: 目的地址 -It: 封包類型 -Il: 封包大小 -If: 資料流id -Ii: 唯一的id -Iv: ttl值(time to live) 2010/3/5

範圍：1000m*1000m 移動節點：三個 N0和N2是以CBR/UDP連線。 當time=200時，N1從(500，500)移到(500，900)。 當time=500時，N1從(500，900)移到(500，100)。 當time=1000時結束。 2010/3/5

(500，900) Time = 200 Time = 500 (350，500) (500，500) (650，500) (500，100) 2010/3/5

# Define options 定義一些變數 #=========================================================== set val(chan) Channel/WirelessChannel ;# channel type set val(prop) Propagation/TwoRayGround ;#radio-propagation model set val(netif) Phy/WirelessPhy ;# network interface type set val(mac) Mac/802_11 ;# MAC type set val(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# interface queue type set val(ll) LL ;# link layer type set val(ant) Antenna/OmniAntenna ;# antenna model (天線模型) set val(x) 1000 ;#拓樸範圍:X set val(y) 1000 ;#拓樸範圍:Y set val(ifqlen) 50 ;# max packet in ifq set val(nn) 3 ;# number of mobile nodes set val(seed) 0.0 set val(stop) 1000.0 ;# simulation time set val(tr) exp.tr ;# trace file name set val(rp) DSDV ;# routing protocol 2010/3/5

# Initialize Global Variables set ns_ [new Simulator] # Open trace file 開啟trace file $ns_ use-newtrace set namfd [open nam-exp.tr w] $ns_ namtrace-all-wireless $namfd $val(x) $val(y) set tracefd [open $val(tr) w] $ns_ trace-all $tracefd # set up topography object #建立一個拓樸物件,以紀錄mobilenodes在拓樸內移動的情況 set topo [new Topography] # 拓樸的範圍為 1000m x 1000m $topo load_flatgrid $val(x) $val(y) # create channel set chan [new $val(chan)] # Create God set god_ [create-god $val(nn)] 2010/3/5

$ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) \ -llType $val(ll) \ # Create the specified number of mobile nodes [$val(nn)] and "attach" them # to the channel. Three nodes are created : node(0), node(1) and node(2) # 設置Mobile node的參數 $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) \ -channel $chan \ -topoInstance $topo \ -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace OFF \ -movementTrace OFF for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} { set node_($i) [$ns_ node] $node_($i) random-motion 0 ;# disable random motion } 2010/3/5

# Provide initial (X,Y, for now Z=0) co-ordinates for mobilenodes # # 設定節點0在一開始時，位置在(350.0, 500.0) $node_(0) set X_ 350.0 $node_(0) set Y_ 500.0 $node_(0) set Z_ 0.0 # 設定節點1在一開始時，位置在(500.0, 500.0) $node_(1) set X_ 500.0 $node_(1) set Y_ 500.0 $node_(1) set Z_ 0.0 # 設定節點2在一開始時，位置在(650.0, 500.0) $node_(2) set X_ 650.0 $node_(2) set Y_ 500.0 $node_(2) set Z_ 0.0 # Load the god object with shortest hop information # 在節點1和節點2之間最短的hop數為1 $god_ set-dist 1 2 1 # 在節點0和節點2之間最短的hop數為2 $god_ set-dist 0 2 2 # 在節點0和節點1之間最短的hop數為1 $god_ set-dist 0 1 1 2010/3/5

# Now produce some simple node movements # Node_(1) starts to move upward and then downward set god_ [God instance] # 在模擬時間200秒的時候，節點1開始從位置(500, 500)移動到(500, 900)， # 速度為2.0 m/sec $ns_ at 200.0 "$node_(1) setdest 500.0 900.0 2.0" # 然後在500秒的時候，再從位置(500, 900)移動到(500, 100)，速度為2.0 m/sec $ns_ at 500.0 "$node_(1) setdest 500.0 100.0 2.0" 2010/3/5

# Setup traffic flow between nodes 0 connecting to 2 at time 100.0 # 在節點0和節點2建立一條CBR/UDP的連線，且在時間為100秒開始傳送 set udp_(0) [new Agent/mUDP] #設定傳送記錄檔檔名為sd_udp $udp_(0) set_filename sd_udp $udp_(0) set fid_ 1 $ns_ attach-agent $node_(0) $udp_(0) set null_(0) [new Agent/mUdpSink] #設定接收檔記錄檔檔名為rd_udp $null_(0) set_filename rd_udp $ns_ attach-agent $node_(2) $null_(0) set cbr_(0) [new Application/Traffic/CBR] $cbr_(0) set packetSize_ 200 $cbr_(0) set interval_ 2.0 $cbr_(0) set random_ 1 $cbr_(0) set maxpkts_ 10000 $cbr_(0) attach-agent $udp_(0) $ns_ connect $udp_(0) $null_(0) $ns_ at 100.0 "$cbr_(0) start" 2010/3/5

#Define node initial position in nam, only for nam # 在nam中定義節點初始所在位置 for {set i 0} {$i < $val(nn)} {incr i} { # The function must be called after mobility model is defined. $ns_ initial_node_pos $node_($i) 60 } # Tell nodes when the simulation ends # 設定節點模擬結束時間 for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} { $ns_ at $val(stop) "$node_($i) reset"; $ns_ at $val(stop) "stop" $ns_ at $val(stop) "puts \"NS EXITING...\" ; $ns_ halt" proc stop {} { global ns_ tracefd namfd $ns_ flush-trace close $tracefd close $namfd puts "Starting Simulation..." $ns_ run 2010/3/5

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