Network Simulator.

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1 Network Simulator

2 NS简介 NS（Network Simulator）它是由LBNL ( Lawrence Berkeley National Laboratory ) 的网络研究小组开发的仿真工具。 NS具有可扩展、易配置、可编程等特点。 NS是面向对象的，离散事件驱动的网络环境模拟器，开发于UC Berkeley，它可以模拟各种IP网络环境。 NS实现了对许多网络协议的模拟，如TCP，UDP，和数据源发生器（traffic source)如FTP，WWW，Telnet，Web，CBR和VBR等。

3 Ns简介（续） NS也实现了Multicasting和一些应用于局域网的在MAC层的协议。
NS-2由C++和Otcl（加上面向对象特性的TCL脚本程序设计语言，开发于MIT）两种程序设计语言实现。

4 Ns 简介（续） Ns前端运行Otcl Ns 用C++实现网络协议栈 Otcl:运行速度慢,容易修改 =>场景配置
=> 协议栈实现

5 Tcl与Tk编程环境 Tcl与Tk是安装在Unix/Linux环境下的两个包，它们一起构成了一套开发系统应用程序和图形用户界面接口（GUI）应用程序的环境。 Tcl的全称是Tool Command Language。 Tk是Tcl在X Window环境下的扩展，它包含了Tcl的全部的C库函数，以及支持X Window的窗口、控件等C库函数，为用户开发图形用户界面提供了方便。

6 举例 proc test {} { set a 43 set b 27 set c [expr $a + $b]
set d [expr [expr $a - $b] * $c] for {set k 0} {$k < 10} {incr k} {…………} } # 调用上面的test test

7 Tcl的面向对象扩展——OTcl Otcl是Tcl的面向对象（Object Oriented）的扩展，在Otcl中加入了类的概念。
对象是类的实例，它有自己的属性和自己的内部操作 虽然和C++中对象和类以及其他面向对象程序设计语言中的概念相同，但是具体实现和语法却存在很大的差别。

8 举例 Tcl基础 set a 123 ;#creates a variable whose name is a and whose value is 123 set b $a ;#creates b whose value is a’s value set c [expr $b+10] ;#evaluate the characters between the brackets as a TCL script and use the result as the value of c for {set i 0} {$i < 3} {incr i} {puts $i}

9 举例 Class mom mom instproc greet {} { $self instvar age_
puts "$age_ years old mom say: How are you doing?" } Set a [new mom] $a greet 从实际的otcl程序入手，遇到问题再去查资料，不必从头学

10 Ns-2的组件体系结构 分类器（classifier） 连接器（connector）

11 分类器 分类器(classifier)是Ns-2基本网络组件的一个大类。它的基本派生类有地址分类器（AddrClassifier）和多播分类（McastClassifier）等。 拓扑结点（Node）是由一个结点入口对象和若干个分类器（Classifier）组成的一个复合对象。

12 节点（Node）

13 连接器（connector） 连接器——Connector是Ns-2基本网络组件中的另一个大类。它的基本派生类对象包括缓冲队列（Queue）、延迟（Delay）、各种产生和处理数据包的代理（Agent）和对象的跟踪器（Trace）。 拓扑结点连接类（Link）是Ns-2中另一个主要的复合组件对象。一个结点和另一个结点之间的简单连接（simplex-link）是单向的。一个最基本的简单连接由一个连接入口、包缓冲队列、延迟处理对象、废弃处理对象和时间处理对象（TTL）组成。 一个结点的输出队列，是通过和这个结点相连的Link中的缓冲队列来实现的。

14 Link

15 代理（Agent） UDP TCP Agent/UDP Agent/TCP Agent/TCPSink Agent/TCP/Vegas
Agent/TCP/Reno

16 应用程序（application） Ns-2中有两种类型的“应用程序” 数据源发生器（Traffic Generator）
Exponential On/Off Pareto On/Off CBR 模拟的应用程序（Simulated applications） Application/FTP Application/Telnet

17 举例 Set ns [new Simulator] set f [open out.tr w] $ns trace-all $f
set nf [open out.nam w] $ns namtrace-all $nf set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] $ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail

18 set tcp0 [new Agent/TCP]
$ns attach-agent $n0 $udp0 set ftp0 [new Application/FTP] $ftp0 attach-agent $tcp0 set sink0 [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $n1 $sink0 $ns connect $tcp0 $sink0 $ns at 1.0 "$ftp0 start“

19 $ns at 3.0 "finish“ proc finish {} { global ns f nf $ns flush-trace close $f close $nf exec nam out.nam & exit 0 } $ns run

20 一个简单的无线仿真脚本(1) Scenario containing 3 mobile nodes
moving within 670mX670m flat topology using DSDV ad hoc routing protocol TCP and CBR traffic

21 一个简单的无线仿真脚本(2) #Define Global Variables
set ns_ [new Simulator] ; create a ns simulator instance set topo [new Topography] ; create a topology and $topo load_flatgrid ; define it in 670x670 area

22 一个简单的无线仿真脚本(3) #Define standard ns/nam trace
set tracefd [open 694demo.tr w] $ns_ trace-all $tracefd set namtrace [open 694demo.nam w] $ns_ namtrace-all-wireless $namtrace

23 一个简单的无线仿真脚本(4) #Create “God” set god_ [create-god 3] God is used to store an array of the shortest number of hops required to reach from one node to an other

24 一个简单的无线仿真脚本(5) #Define how a mobile node should be created
$ns_ node-config -adhocRouting DSDV\ -llType LL \ -macType Mac/802_11\ -ifqLen 50 \ -ifqType Queue/DropTail/PriQueue \ -antType Antenna/OmniAntenna \ -propType Propagation/TwoRayGround \ -phyType Phy/WirelessPhy \ -channelType Channel/WirelessChannel \ -topoInstance $topo -agentTrace ON \ -routerTrace OFF \ -macTrace OFF

25 一个简单的无线仿真脚本(6) Use “for loop” to create 3 nodes:
#Create a mobile node set node [$ns_ node] $node random-motion 0 ;# disable random motion Use “for loop” to create 3 nodes: for {set i < 0} {$i<3} {incr i} { set node_($i) [$ns_ node] }

26 一个简单的无线仿真脚本(7) Mobile Movement Generator Random movement
#Define node movement model Mobile Movement Generator $node_(0) set X_ 10.0 $node_(0) set Y_ 400.0 $node_(0) set Z_ 0.0 $node_(0) setdest Random movement $node start

27 一个简单的无线仿真脚本(8) #Define traffic model(cbr) set udp1 [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(0) $udp1 set null1 [new Agent/Null] $ns_ attach-agent $node_(2) $null1 set cbr1 [new Application/Traffic/CBR] $cbr1 set packetSize_ 1024 $cbr1 set rate_ $cbr1 attach-agent $udp1 $ns_ connect $udp1 $null1 $ns_ at 10.0 "$cbr1 start“

28 一个简单的无线仿真脚本(9) #Define traffic model(tcp)
set tcp1 [new Agent/TCP/Newreno] set sink1 [new Agent/TCPSink] $ns_ attach-agent $node_(0) $tcp1 $ns_ attach-agent $node_(2) $sink1 $ns_ connect $tcp1 $sink1 $tcp1 set fid_ 1 set ftp1 [new Application/FTP] $ftp1 attach-agent $tcp1 $ns_ at 10.0 "$ftp1 start"

29 一个简单的无线仿真脚本(10) # Tell nodes when the simulation ends
for {set i 0} {$i < 3 } {incr i} { $ns_ at200.0 "$node_($i) reset"; } #Tell ns/nam the simulation stop time $ns_ at “$ns_ nam-end-wireless ” $ns_ at “$ns_ halt” #Start your simulation $ns_ run

30 数据流

31 Ns的安装 以2.1b8为例(redhat7.2) 先在网上找到ns-allinone-2.1b8a.tar.gz
tar –zxvf ns-allinone-2.1b8a.tar.gz,得到ns-allinone-2.1b8a的目录 Cd ns-allinone-2.1b8a ./install 安装结束

32 问题的解决 如果在安装过程中遇到问题，可以到 需要注意的是，在不同的系统下安装出现的问题会有所不同

33 更改设置 Vi .bash_profile PATH=原有的+$HOME/ns-allinone-2.1b8a/bin:$HOME/ns-allinone-2.1b8a/tk8.3.2/unix LD_LIBRARY_PATH=$HOME/ns-allinone-2.1b8a/otcl-1.0a7:$HOME/ns-allinone-2.1b8a/lib

34 更改设置（续） TCL_LIBRARY＝$HOME/ns-allinone-2.1b8a/tcl8.3.2/library
Export PATH LD_LIBRARY_PATH TCL_LIBRARY

35 Ns命令的使用 在任何路径下，直接键入ns 如果要运行某个tcl程序(比如example.tcl，那么： ns example.tcl

36 程序的查找（以MPLS为例） 相关的C程序 相关的TCL程序 Cd ns-allinone-2.1b8a Cd ns-2.1b8a
Ls *mpls* 相关的TCL程序 Cd tcl

37 对ns的重新编译 不修改程序名字，只修改代码 修改了程序名字（或增加新的文件） Cd ns-allinone-2.1b8a
Cd ns-2.1b8a Make 修改了程序名字（或增加新的文件） Cd ns*8a/ns*8a Vi Makefile.in Old.o -> new.o （加入new.o) ./configure

38 节点层次结构

39 节点层次结构（续）

40 ns-2目录结构 sim tk8.0 otcl Tcl tcl8.0 ns-2 nam-1 tcl ex test lib ...
tcl code C++ code example validation test tcl code core

41 Tracing Trace packets on all links
$ns trace-all [open test.out w] <event> <time> <from> <to> <pkt> <size>--<flowid> <src> <dst> <seqno> <aseqno> cbr cbr r cbr Trace packets on all links in nam-1 format $ns namtrace-all [open test.nam w]

42 文档资料 www.isi.edu/nsnam 文档
进入Web resources->mailing lists->ns-users ，可以找到一些问题的解答，也可以进行提问 在Subscribing to Ns-users 中，可以登记你的邮箱，以后通过邮箱直接发问，也可以通过邮箱收到其他人的问题和解答 文档 Ns-doc3的前三章是一些基本的东西，如ns的体系结构等。其余章节是针对某一部分，可以进行实际工作时边做边看