本例将介绍如何使用一些工具来分析和呈现模拟结果，主要是测量端到端的延迟，而采用的方法一是去分析Trace文件，方法二是去修改NS核心，把所需要测量的数据直接记录下来，限于篇幅我们不在此进一步介绍方法二。模拟场景如图4所示,包含四个节点（n0,n1,n2,n3）,假设n0，n2和n1,n2之间链路带宽2Mbps，延迟为10ms;n2和n3之间链路带宽1.7Mbps，延迟为20ms;每个链路用DropTail策略；n2和n3之间链路最大队列长度为10；n0,n3之间有一条建立在TCP上的FTP连接，n1,n3之间有一条建立在UDP上CBR连接；CBR是在0.1秒开始发送，在4.5秒结束，FTP是在1.0秒开始发送，在4.0秒结束。

图4 模拟场景

3.1 建立Otcl模拟代码文件

#创建一个模拟对象

set ns [new Simulator]

#为数据流定义不同的颜色，供NAM用

$ns color 1 Blue

$ns color 2 Red

#打开一个 NAM trace file

set nf [open out.nam w]

$ns namtrace-all $nf

#打开一个 trace file 记录数据包的传送过程

set nd [open out.tr w]

$ns trace-all $nd

#定义一个结束程序

proc finish {} {

global ns nf nd

$ns flush-trace

#关闭 NAM trace file

close $nf

close $nd

#以后台方式执行 NAM

exec nam out.nam &

exit 0

}

#创建四个节点

set n0 [$ns node]

set n1 [$ns node]

set n2 [$ns node]

set n3 [$ns node]

#把节点连接起来

$ns duplex-link $n0 $n2 2Mb 10ms DropTail

$ns duplex-link $n1 $n2 2Mb 10ms DropTail

$ns duplex-link $n2 $n3 1.7Mb 20ms DropTail

#设定n2和n3之间最大队列长度为10

$ns queue-limit $n2 $n3 10

#设定节点的位置，供NAM用

$ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down

$ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up

$ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right

#设定n2-n3间的队列位置，供NAM用

$ns duplex-link-op $n2 $n3 queuePos 0.5

#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

本例子在FedoraCore4，ns-2.29下测试通过，模拟结束后，产生两个文件，一个是out.nam，这是供NAM用的，用来可视化整个模拟过程；另一个是out.tr，记录了模拟过程中数据包传送中的所有事件，这是我们分析的重点。

3.2 利用awk提取out.tr文件中的数据

awk是一种程序语言，可以使用很短的代码轻易地完成对文本档案做修改、分析、提取和比较等处理。根据Trace文件格式，我们很容易写出测量CBR数据包端到端延迟时间的awk程序delay.awk：

#测量CBR数据包端到端延迟时间

BEGIN {

highest_packet_id = 0;

}

{

action = $1;

time = $2;

from = $3;

to = $4;

type = $5;

pktsize = $6;

flow_id = $8;

src = $9;

dst = $10;

seq_no = $11;

packet_id = $12;

if ( packet_id > highest_packet_id )

highest_packet_id = packet_id;

if ( start_time[packet_id] == 0 )

start_time[packet_id] = time;

if ( flow_id == 2 && action != "d" ) {

if ( action == "r" ) {

end_time[packet_id] = time;

}

} else {

end_time[packet_id] = -1;

}

END {

for ( packet_id = 0; packet_id <= highest_packet_id; packet_id++ ) {

start = start_time[packet_id];

end = end_time[packet_id];

packet_duration = end - start;

if ( start < end ) printf("%f %f\n", start, packet_duration);

}

本例执行并把结果重定向到cbr_delay文件中：$awk –f delay.awk out.tr>cbr_delay

3.3 利用Xgraph绘出图形

Xgraph是ns-allinone包中自带的一个小巧的绘图工具，它可以根据数据文件里的数据绘制出相应的图形。本例执行：$xgraph cbr_delay，结果如图5所示：

图5 cbr_delay图

由图可以看出：在一刚开始的时候，由于只有CBR的数据包，所以端到端的延迟是固定的，但在1.0秒后，FTP数据包参与争夺网络资源，因此，端到端的延迟变得不固定，但等到FTP传输结束后，CBR数据包的端到端的延迟又变得固定了。

4 结论

网络模拟日益成为分析、研究、设计和改善网络性能的强大工具，NS-2便是其中功能强大且可以免费得到的一种。本文详细讨论了NS-2的结构、功能及其使用方法，并给出一个实例具体解释 NS-2的使用及使用相关工具对输出结果进行处理。总的来说，NS-2结构复杂，有一个相对陡峭的学习曲线，希望本文对学习NS-2能有所裨益。

参考文献
[1] http://www.isi.edu/nsnam/NS DB.
[2] http://nile.wpi.edu/NS DB.
[3] 刘俊，徐昌彪，隆克平. 基于NS的网络仿真探讨J.计算机应用研究，2002
[4] http://140.116.72.80/~smallko/ns2/ns2.htm DB

转载于:https://blog.51cto.com/lovefly/273236

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本文转自李晨光 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/chenguang/288854,如需转载请自行联系原作者
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网络模拟器NS-2及其应用分析

3.1 建立Otcl模拟代码文件

3.2 利用awk提取out.tr文件中的数据

3.3 利用Xgraph绘出图形

4 结论

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