基于NS2的TCP全局同步问题模拟
网络模拟器NS-2及其应用分析

定义了一个新分组头,要改动 NS 目录下 packet.h 文件的 enum packet_t{ }和 class p_in
fo{ }相应部分;改动 tcl/lib/ns-default.tcl 文件,定义 Tcl 对象的缺省值;改动 tcl/l ib/ns-packet.tcl 文件,在该文件中为新的分组增加一个入口;改动 Makefile 文件,将*. o 文件加入到该文件 NS 对象文件列表中。 (5) 此生成了新的 NS。 在 NS 目录下运行 Make Depend 和 Make,重新编译 NS,至
ph、gnuplot 得出有用的数据曲线,或者用 Nam 观看网络模拟运行过程。
2.2
C + + 建立新协议或修改已有网络对象进行扩展要考虑的问题
如果模拟只要求对现有的协议进行简单修改即可完成,无需建立新的协议代理,
则找到相应的待修改协议代码进行预期的修改,然后直接编译生成新的 NS。然而,当建立 新协议时一般需要考虑以下问题: (1) 并建立恰当的类定义。 (2) 连接函数。 (3) (4) 至少定义接收函数 recv( )和命令函数 command( )。 新协议代码完成后,要对相关文件进行改动。例如,如果 定义 C++代码和 Otcl 代码之间的接口连接,即定义 OTcl 首先定义头文件, 包括数据结构和决定新代理的继承结构,
#建立一条 TCP 连接 set tcp [new Agent/TCP] $tcp set class_ 2 $ns attach-agent $n0 $tcp set sink [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $n3 $sink $ns connect $tcp $sink #在 NAM 中,TCP 的连接以蓝色表示 $tcp set fid_ 1 #在 TCP 连接之上建立 FTP 应用 set ftp [new Application/FTP] $ftp attach-agent $tcp $ftp set type_ FTP #建立一条 UDP 连接 set udp [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n1 $udp set null [new Agent/Null] $ns attach-agent $n3 $null $ns connect $udp $null #在 NAM 中,UDP 的连接以红色表示 $udp set fid_ 2 #在 UDP 连接之上建立 CBR 应用 set cbr [new Application/Traffic/CBR] $cbr attach-agent $udp $cbr set type_ CBR $cbr set packet_size_ 1000 $cbr set rate_ 1mb $cbr set random_ false # 设定 FTP 和 CBR 的开始和结束时间 $ns at 0.1 "$cbr start" $ns at 1.0 "$ftp start" $ns at 4.0 "$ftp stop" $ns at 4.5 "$cbr stop" #在 5.0 秒调用 finish 过程结束模拟 $ns at 5.0 "finish" #执行模拟 $ns run
基于NS2软件 的网络协议仿真

基于网络模拟软件NS2的网络协议仿真【摘要】:网络模拟是网络协议性能及研究中非常重要的一个组成部分。
本文介绍了网络模拟软件 NS2 的结构和特点以及仿真过程,并实例介绍了基于NS2的网络协议仿真。
【关键词】:NS2;TCP;UDP;路由;仿真一、引言网络模拟是网络协议性能及研究中非常重要的一个组成部分,算法是否合理、是否具有实用价值、是否能够提高网络的性能等都需要通过实验证明。
由于在真实的网络环境中进行实践验证耗资巨大,多数高校和科研机构并不具备完整有效的实验环境,而且真实网络中实验数据的收集和分析也有一定困难。
网络仿真软件通过在计算机上建立一个虚拟的网络环境来实现对真实网络环境的模拟,科研人员在这个平台上不仅能对网络的通信、设备、协议、结构以及应用进行研究,还能对网络的性能进行分析和评估。
仿真软件大大提高了网络设计开发的效率,同时也降低了费用和风险,已经成为研究中不可或缺的工具。
二、NS2 的结构和特点目前,使用较多的网络仿真软件有OPNET,Matlab,NS2 和GloMoSim 等。
选择免费且开放源代码的NS2作为仿真平台,是因为该平台是一种离散事件网络仿真平台,可以运行在Linux或Windows操作系统上。
作为一种可扩展、易配置、可编程的事件驱动的网络仿真软件,NS2能够近乎真实地在各个层次上模拟网络运行,并支持多种协议。
其主要功能包括以下几点。
一)灵活的仿真环境作为一款开源软件,NS2所有源代码公开,任何人都可以获得、使用和修改其源代码。
这对于利用NS2来构建特殊的网络仿真实验环境非常方便和迅速。
二)结果分析及再现容易研究人员通过配置环境参数获得理想的网络环境,即可实时跟踪并记录关键节点的重要信息,从而获得网络性能参数,并可以随时再现某些特殊情况,这在真实网中是难以做到的。
三)良好的可扩展性NS2使用C++和OTCL两种程序设计语言,分别完成具体协议的模拟,实现与网络仿真环境的配置和建立。
基于NS2的TCP拥塞控制仿真

基于NS2的TCP建模与仿真摘要:TCP/IP协议是计算机之间常用的组网形式,是互联网事实上的工业标准,由IETF负责制定,其具体内容通过RFC文档公开发布。
本文利用NS2网络仿真器对TCP/IP中的拥塞控制与拥塞窗口,快速重传与快速恢复算法进行了仿真,使对协议中的几种机制和算法有了形象的理解。
关键字:TCP/IP协议,NS2仿真,拥塞控制,快速重传,快速恢复一、引言TCP/IP协议是计算机之间常用的组网形式,是互联网事实上的工业标准,由IETF负责制定,其具体内容通过RFC文档公开发布。
例如,TCP协议在RFC793中正式定义;RFC1122对如何检测错误和不一致性以及解决方法进行了说明;RFC1323给出了对TCP的一些扩展功能;RFC2518中重点阐述了TCP的拥塞控制机制描述了更新后避免过度拥塞的算法;RFC3168描述了对显示拥塞的报告等。
据统计,当前在所有因特网的数据包中,大约有95%包的传送使用了TCP 协议,因此针对TCP协议相关机制的研究很有实际意义。
在TCP协议的研究中,仿真是一种有效又经济的研究方法,而且可以给人以更加形象的认识。
目前的网络仿真工具主要包括两类:一是基于大型网络开发的网络仿真工具,如OPNET、GloMoSim等;二是基于小型网络开发的网络仿真工具,如NS2、COMNET III等。
大多数网络仿真工具的价格昂贵,而本文采用的NS2是一种应用广泛、影响力较大和源代码公开的免费网络模拟软件。
二、网络仿真器NS2NS是Network Simulator的英文缩写,又称网络仿真器。
它是一款开放源代码的网络模拟软件,最初由加州大学伯克利分校(UC Berkeley)开发。
NS-2支持Windows、Linux、Unix、Mac以及其他支持POSIX标准的操作系统,它主要支持的操作系统是Linux系统,目前几乎支持所有主流的Linux发行版本,本文使用的是Windows+Cygwin平台。
基才NS2模拟软件的TCP协议实验设计

到端 的可 靠 数 据 流 传 输 , 设 计 大 量 复 杂 的机 制 , 这 使 得 学 生
感 到 晦 涩难 懂 。而 目前 的学 生 实 践 环 节 注 重 的是 路 由器 和交 换机 等网络设备 的配置与管理 . 学 生 往 往 觉 得 理 论 课 与 实 验
课 脱 节 。 鉴 于 当前 网 络 模 拟 技 术 已得 到 广 泛 研 究 , 各 种 成 熟
的 网 络 模 拟 工 具 层 出不 穷 , 通 过 现 有 网络 模 拟 软 件 , 构 建 虚
T C P协 议 中 采 用 了 慢 启 动 、 拥 塞 避 免 和 加 速 递 减 等 技 术 来进行拥塞控制。 通 信 实 体 为 每 个 已建 立 的 T C P连 接 维 护 两 个 变 量 : 拥 塞
张 雅 琼
( 榆 林 学 院 信 息工 程 学 院 ,陕 西 榆 林 7 1 9 0 0 0 ) 摘 要 :目前 在 计 算 机 网络 实验 教 学 中往 往 只进 行 设 备 配 置 与 管 理 , 使 得 学 生对 于协 议 机 制 和 性 能 分 析 没 有 较 好 的理
解。构建基于 N S 2仿 真 软 件 的 T C P协 议 的 实验 , 在软 件 中对 T C P协 议 的慢 启 动 、 窗 口机 制 以 及 拥 拟 与 仿 真 环 境 ,不 仅 可 以增 强 学 生 对 T C P 协 议 的形 象理 解 , 而 且 可 以 为 授课 教 师 提 供 有 力 的 T C P协 议
e
, Y u l i n 7 1 9 0 0 0 , C h i n a )
Ab s t r a c t :T h e r e a r e o n l y e q u i p me n t c o n f i g u r a t i o n a n d ma n a g e me n t i n c o mp u t e r n e t w o r k e x p e ime r n t ,S O s t u d e n t s c o u l d n ' t
TCP同步传送数据示例以及可能出现问题分析

TCP传送数据可以分为同步传送和异步传送,首先这里使用了TCP的同步传送方式,学习了TCP同步传送数据的原理。
同步工作方式是指利用TCP编写的程序执行到监听或者接受数据语句的时候,在未完成当前工作(侦听到连接请求或接收到对方发送来的数据)前不在继续往下执行,线程处于阻塞状态,直到该语句完成响应的工作以后才继续执行下一语句。
TCP协议只需要将数据以字节流的形式发送到缓存,在他自己看来就好像已经完成了此动作,然而此时的数据让可能还在缓冲区。
至于对方是否真正的接收到数据,就不再负责了。
这以后可以继续执行其他的操作,可以继续发送数据,不会阻塞,而真正的发送是由IP协议完成的。
IP层为TCP协议提供了实际的传输服务,从而对上层屏蔽了主动操作时同步和异步的差异。
在同步方式中,比如服务器端有一条语句是接收客户端数据的工作,但是客户端一直没有发送数据,则一直处于等待状态。
一下的例子就给出了这种实现功能。
但是,对于请求和发送语句,同步方式和异步方式没有差异,因为程序执行发送语句的时候是直接将数据发送出去而不管对方是否准备好,当客户端发起连接请求时,如果服务器没有打开,则会返回失败信息。
此时,数据有可能仍然在本地缓冲区还没有发送出去,这样,TCP协议为我们隐藏了这一细节。
异步工作方式中,监听程序或者接受语句,不论当前工作是否完成,都会继续往下执行。
这里写的服务器和客户端的程序截图:程序解释:1. 首先客户端连接到服务器。
显示连接成功。
2. 给服务器发送了一个"test from client",然后在服务器端点击接收,可以收到客户端发来的数据。
3. 服务器端发送"test from server",因为在程序中写的是连续发送三次,所以这里服务器端发送了三次数据,在客户端点击三次接收,就可以收到三条服务器发来的信息。
如果只是点击一次,只能收到服务器发来的一条信息。
4.然后又从客户端给服务器发送了两条消息,服务器接收两次也成功。
NS2简单无线网络模拟实验报告

HUNAN CITY UNIVERSITYNS2与网络模拟实验报告实验题目:简单无线网络模拟 __专业: ____班级学号_____ _2015年 10月 27日1.实验目的•熟悉NS2网络模拟的基本操作流程•练习TCL脚本代码的编写•理解基本的无线网络节点的配置过程、以及数据流的发生2.实验原理NS2是指 Network Simulator version 2,NS(Network Simulator)是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台,研究人员使用它可以很容易的进行网络技术的开发,而且发展到今天,它所包含的模块几乎涉及到了网络技术的所有方面。
所以,NS成了目前学术界广泛使用的一种网络模拟软件。
此外,NS也可作为一种辅助教学的工具,已被广泛应用在了网络技术的教学方面。
因此,目前在学术界和教育界,有大量的人正在使用NS。
NS2是一种面向对象的网络仿真器,本质上是一个离散事件模拟器,由UC Berkeley开发而成。
它本身有一个虚拟时钟,所有的仿真都由离散事件驱动的。
目前NS2可以用于仿真各种不同的IP网,已经实现的一些仿真有网络传输协议,比如TCP和UDP, 流量产生器,比如FTP, Telnet, Web CBR和VBR;路由队列管理机制,比如Droptail, RED和CBQ;路由算法,比如AODV、DSDV、DSR等无线路由协议。
NS2也为进行局域网的仿真而实现了多播以及一些MAC 子层协议。
3.实验内容和步骤•打开虚拟机播放器VMware Player•打开播放Ubuntu虚拟机镜像(Ubuntu.vmx)•登录系统后,打开控制台Terminal输入下列命令:•cd Desktop/EXP/•ns 6-simple-wireless.tcl•模拟运行完毕后,动画演示器NAM自动打开,播放动画,观察模拟过程。
4.实验结论•截取NAM动画演示结果。
••详细解释TCL脚本文件中与无线网络相关的代码。
[课件]NS2网络模拟简介以及MTE、LEACH、LEACH-C协议仿真PPT
NS2的总体系结构
NS2的目录结构
ns-2.34:存放C++代码的地方; ns-2.34\tcl:存放OTcl代码的地方; Ns-2.34\tcl\lib:存放与组件(agent, node, link, packet, address, routing ) 实现有关的OTcl代码;在此目录下,有以下几个文件:ns-lib.tcl: Simulator 类定义与成员函数实现,如 run,simplexlink,flush-trace等;ns-default.tcl :各种网络组件配置的缺省值。 ns-2.34\tcl\ex, ns-2.34\tcl\test: 存放一些例子脚本文件和验证结果。
NS2的部分类结构
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 分类器(McastClassifier)等。基于分类器的基本网络 组件具有1个或多个可能的数据输出路径,属于交换 (Switch)设备(对应来说,连接器Connector只有一个 数据的输出路径)。 拓扑结点(Node)是由一个结点入口对象和若干个分类 器(Classifier)组成的一个符合对象。
节点存活率
节点能量消耗
数据包发送量
仿真后生成 x.data,x.alive,x.energy等文件(x对应的为协 议名称),分别对应的为各个协议的数据包传送个数, 节点生存情况和节点能量消耗,用awk语言编写程序, 提取数据进行分析 在Cygwin中用gnuplot 作出分析结果曲线
节点分布拓扑图(基站位置(0,0))
LEACH模型
NS-2下的TCP和TCP Reno模块分析
NS-2下的TCP和TCP Reno模块分析NS-2简介NS是由UC Berkeley开发的,基于C++和Otcl两种程序设计语言实现的网络环境模拟器,用于各种IP网络环境。
目前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。
同时模拟了路由队列的管理机制,如Drop Tail,RED和VBR,也实现了Dijkstra和其他的路由算法。
本论文采用NS-2环境,分析了TCP和TCP Veno协议,并由此构造出NS-2下的TCP Veno协议环境。
如果不做说明,本章及以后的TCP协议都是指的TCP Tahoe协议。
NS-2下的TCP模块分析NS-2下的TCP模块介绍本测试采用了NS-2.26环境,TCP及TCP模块放在ns-allinone-2.26\ns-2.26\tcp 目录下,涉及tcp.h,,三个文件。
另外,各模块的默认参数文件ns-default.tcl放在ns-allinone-2.26\ns-2.26\tcl\lib目录下。
由于只是用于网络模拟,这里的TCP模块是单向代理,发送端和接收端分离开,接收端不能发送数据(只能发送ACK),而发送端也不能接收数据(只能接收ACK)。
单向连接对于我们的测试来说,是没有影响的。
TCP模块的和tcp.h文件包含TCP TAHOE及其各中改进版本可能用到的公用参数和公用子程序,改进版本包括TCP Vegas 、TCP Reno、NEW Reno,应用了其他一些改进算法的TCP如TCP ABS、TCP FACK、TCP QS等也用到了这些参数和子程序。
在这里我们对其他的改进算法不进行分析,仅分析接收和运行TCP Veno有关的参数和子程序。
TCP与上层应用层的数据交换(如FTP等)使用了send_msg(nbytes,char*) , 由FTP调用,将FTP的数据发送到TCP层。
基于NS2的TCP Vegas算法的仿真与研究
基于NS2的TCP Vegas算法的仿真与研究肖锴;章国安;杨云【摘要】提出了TCP Vegas算法的控制机制,探究了影响其性能的主要因素,使用仿真软件NS2模拟了TCPVegas在各种因素影响下的性能情况.仿真结果表明,TCP Vegas与TCP Reno相比,在吞吐量和频带利用率方面有明显的优势.%The paper describes the mechanism of TCP Vegas, and the key elements which affect the performance of the Vegas. The simulation and conclusion are reached by using the Network Simulator 2(NS2). From the simulation, the Vegas has a better performance in throughput and bandwidth than the Reno.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2012(029)008【总页数】4页(P92-95)【关键词】TCP Vegas;TCP Reno;RTT;NS2仿真机;拥塞控制【作者】肖锴;章国安;杨云【作者单位】南通大学电子信息学院,江苏南通226019;南通大学电子信息学院,江苏南通226019;南通大学电子信息学院,江苏南通226019【正文语种】中文【中图分类】TP393Abstract:The paper describes the mechanism of TCP Vegas,and the key elements which affect the performance of the Vegas.The simulation and conclusion are reached by using the Network Simulator 2(NS2).From the simulation,the Vegas has a better performance in throughput and bandwidth than the Reno.Key words:TCP Vegas;TCP Reno;RTT;NS2simulator;congestion controlTCP/IP是目前使用最广泛的一组通信协议。
基于NS2模拟器的TCP仿真的设计和实现
基于NS2模拟器的TCP仿真的设计和实现钱开国;李海雁【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2012(000)002【摘要】通过虚拟环境进行模拟仿真是验证网络协议的正确性和进行性能测试的主要手段。
NS-2是目前网络仿真最流行的软件之一。
本文在介绍NS-2就行仿真操作流程和TCP协议原理的的基础上,设计实现了TCP协议原理的仿真场景,并对仿真跟踪的数据文件进行了有效的分析。
可以对计算机网络的学习者和研究者提供有效的参考。
%Network simulation using computer based virtual environment is an important technique to verify the validity and performance of the network protocols.NS-2 is one of the most popular softwares applied for network simulation.This paper briefly introduced the process of the NS-2 and TCP protocol,Then design and implement of TCP protocol Simulation and analysis of the trace file.【总页数】3页(P141-142,147)【作者】钱开国;李海雁【作者单位】昆明学院;昆明学院【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.基于NS2多域ASON仿真平台设计与实现 [J], 陈祖平;朱娜;肖尚德2.基于NS2的BitTorrent算法仿真设计与实现 [J], 黄佳庆;庞涛;李雄;阎顺3.基于NS2的网络仿真可视化系统的设计与实现 [J], 任炬;邓晓衡;陈志刚4.基于NS2仿真的半实物验证系统的设计与实现 [J], 单朔;杜煜;李钦德;周文安5.基于TCP/IP的传输控制协议实验设计与仿真实现 [J], 滕艳平;谷文成;杜鹃;孙晓滨因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
制 。T P端 到 端 的拥 塞 控 制 机 制 是 确 保 It c鲁 C ne t a r 棒 性 ( bs es 的 重 要 因 素 。在 发 生 拥 塞 时 ,C o n r ut s) TP 源端 会 降低发 送 数 据 的速 度 , 而使 得 大 量 的 T P 从 C
连接能够共享一条拥塞的链路。T P C 拥塞控制机制 已被证 明 在 防 止 拥 塞 崩 溃 (o gs o o as) 面 cnet ncH pe 方 i
1 背 景
1 1 全局 同步 的产 生 .
当前 的 队列 管理 算 法 可 以分 为两 大 类 : 动式 被
队列管 理 ( as eQ eeMaae e tP M) 主 动式 P i uu ngm n,Q 和 s v 队列管 理 ( c v eeMaae e tA M) A t e u ngm n, Q 。 i Q u
往 是 突发 的 。如果 队列 是 满 的或 者几 乎 是 满 的 , 就 会导致 在 短 时 间 内 连 续 大 量 地 丢 包 。而 T P流 具 C
a e n t r s a o i e u e . nd t ewok u e r t s rd c h i d
Ke r s N 2 e r i lt n;go a y c rnz t n y wo d : S ;n t k s wo mu ai o lb s h o i i l n ao
L U n I Big
( eeP w rC mpn , ee 70 2 a血m) H z o e o ay H z 4 1 , 2
Ab ta t Th rn i l fTC go a y ho ia in wa n l s d,a d te NS ot r ltom si to sr c : ep i cpe o P lb lsnc r n z t sa ay e n h 2 s fwaep a r wa n r — o f d c d. e p o lm fgo a y c rn z to y b ig b CP rtc lWa i l td b s d o 2 p a o m . u e rb e o lb ls h i ain ma rn y T n o p oo o s smuae a e n NS lt r f h i l t n c d s gv n a d t i lto e ut s a l s d. e ut h we h tp s ie q e e T e s ua o o e Wa ie n e s u ain rs lsWa ay e e r s ls s o d t a a sv u u m i h m n
众 所周 知 , 由于 Ie t 用 的 是统 计 复 用 (t 术 , i el lp xn 技 s ie g i 因此 必 须 提 供 拥 塞 控 制 机
管理路 由器 队列长度的传统技术是被动式队列 管理 , 即对每个队列设置一个最大值( 以包为单位) , 然后 接 受包进 入 队列 直 到 队 长达 到 最 大 值 , 下 来 接 到 达 的包 就 要被 拒绝 进 入 队列 直 到队 长下降 。这种
技术 也 就是所 谓 的 “ 去尾 ”do a ) 法 。虽 然 这 (r p—tl算 i 个方 法在 当前 It t 得到 了广泛 的使 用 , 其 存 ne 上 me 但
在几 个 重 大 缺 陷 , 中 之 一 就 是 全 局 同 步 ( l a 其 g bl o s crnzt n 问 题 。 所 谓 “ 局 同步 ” 题 是 指 由 y ho ai ) n i o 全 问
维普资讯
20 06年第7 期
中图分 类号 :N 1 .1 T 950 文献标识码 : A 文章编号 :0 9 5 220 )7 10 4 10 —25 (06 0 —00 —0
基 于 N 2的 T P全 局 同步 问题 模 拟 S C
刘 冰
( 菏泽供 电公 司,菏泽 24 1) 702
摘 要 :首先分析 了全 局 同步 问题 产 生的 原理 ,并对 N S模 拟 平 台进 行 了 简要 说 明 ,以 N 2为平 S
台模 拟 了 T P协议 可能造 成的 T P全局 同 步 问题 ,给 出了模 拟程 序 代 码 ,并 对仿 真 结 果进 行 了 C C
ma a e n t  ̄ h u e y T P p oo o rn k lb l y c rn z t n w e ew r o g se n g me t g t m s d b C rtc l sp o e t ma ego a n h o a i h n n t ok i c n e t a o i o s i o s d
分析 。仿 真 结果表 明 :T P协议 中的被 动 式 队列管 理算 法在 网络 拥塞 的 情 况下 易于发 生 “ C 全局 同 步” 问题 ,降低 了网络 利 用率 。
关 键 词 :N 2 S ;网络模 拟 ; 局 同步 全
Th i u a i n o e sm l to f TCP l b ls n h o i a i n b s d o 2 g o a y c r n z to a e n NS
取 得 了 巨大 的成功 。
但 随 着近 十年 来计 算 机 网络 的爆 炸 式 增 长 , 特 别 是 多媒 体 业务 的广泛 应 用 , t t I e 已经 不 可 能再 n me
仅 仅依 靠端 节 点提供 的拥 塞控 制机 制 。
于 It c上数 据 的突 发本 质 , ne t a r 到达路 由器 的包 也 往