基于NS2的移动AdHoc网络路由协议的仿真与改进

中山大学研究生学刊(自然科学、医学版)

第29卷第1期　JOURNAL OF T HE GRADUATES　VOL129№1 2008　S UN Y AT2SE N UN I V ERSI TY(NAT URAL SC I E NCES、M E D I C I N E)　2008

基于NS2的移动Ad Hoc网络路

由协议的仿真与改进3

许浩敏

(中山大学数学与计算科学学院,07硕,广州510275)

摘　要:本文介绍移动Ad Hoc网络的发展、特征与关键技术和应用领域,对移动Ad Hoc网络的表驱动路由协议DS DV和源发性按需式路由协议DSR、AODV进行深入的分析和比较,并基于Net w ork Si m ulat or(NS2)平台对以上三种路由协议进行仿真分析,对路由协议的网络性能指标(数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷)进行了实验分析。本文通过修改AODV相应参数,得到改进协议AODV_I m p r ove ment。在实验设定的场景中,AODV_I m2 p r ove ment的数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷等网络性能指标比AODV有了较大的改善,从而具有更强的适应性。

关键词:Ad Hoc,路由协议,AODV_I m p r ove ment,NS2

引言

移动Ad Hoc网络是一种移动、多跳、自律式系统,它是一种没有有线基础设施支持的移动网络,网络中的节点均由移动主机构成。这些年,移动通信和移动终端技术不断向前发展,使得Ad Hoc网络技术在军事通信、紧急服务、传感器网络、个人通信等方面得到广泛的应用。当前对Ad Hoc网络的研究主要包括Ad Hoc网络路由协议、媒体接入控制协议、Ad Hoc网络与蜂窝网的互联、基于Ad Hoc网络的多播/组播协议、TCP 协议、地址分配、功率控制、安全性问题、分布式算法、QoS等方面,在实验和应用网络的构建上,用蓝牙节点组建Ad Hoc网络也处于研究阶段。本文将对Ad Hoc网络的路由协议DS DV,DSR和AODV进行较深入的学习和研究,并基于NS2实现路由协议DS2 DV,DSR和AODV的仿真,对数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷进行分析比较,验证3种路由协议的网络性能;然后针对AODV在高负载网络中存在的缺点对AODV进行相应的改进,得到改进的协议AODV_I m p r ove ment,并对AODV和AODV_ I m p r ovement进行仿真,分析和比较它们的网络性能,最后得出结论。

3收稿日期:2008-01-22

《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○八年第1期1　Ad Hoc网络路由协议

111　Ad Hoc路由协议的分类

Ad Hoc网络的路由协议大致可以分为先验式(Pr oactive)路由协议、反应式(Re2 active)路由协议以及混合式路由协议[1][2]。先验式路由协议又称为表驱动路由协议,在这种路由协议中,每个节点维护一张包含到达其它节点的路由信息的路由表。当检测到网络拓扑结构发生变化时,节点在网络中发送更新消息,收到更新消息的节点将更新自己的路由表,以维护一致的、及时的、准确的路由信息,所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。源节点一旦要发送报文,可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小,但是路由协议的开销较大;反应式路由协议,又称为按需路由协议,是一种当需要发送数据时才查找路由的路由算法。在这种路由协议中,节点不需要维护及时准确的路由信息,当向目的节点发送报文时,源节点才在网络中发起路由查找过程,找到相应的路由。与先验式路由协议相比,反应式路由协议的开销较小,但是数据报传送的时延较大。在Ad Hoc网络中单纯采用先验式或反应式路由协议都不能完全解决路由问题。在高速动态变化的Ad Hoc网络中,使用单纯的先验式路由协议会产生大量的控制报文,并且很多控制报文经常是无用的;如果单独采用反应式路由协议,需要为每个报文查找路由,这也是不合理的(特别是当连续向某个目的节点发送多个报文时)。由此可见,应用结合先验式和反应式路由协议优点的混合式路由协议是一种较好的折衷方案。在局部范围内使用先验式路由协议,维护准确的路由信息,并可缩小路由控制消息传播的范围,当目标节点较远时,通过查找发现路由,这样既可以减少路由协议的开销,时延特性也得到了改善。

及至目前,已经提出多达10-20种移动Ad Hoc网络路由协议,但最基本的、具有原创性的也不过几种,如DS DV、DSR、T ORA、AODV、CGSR和ABR等。如图1-1所示是对移动Ad Hoc网络路由协议的一个简单分类[3]。

图1-1　移动Ad Hoc网络路由协议分类

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　基于NS2的移动Ad Hoc网络路由协议的仿真与改进

112　三种典型的Ad Hoc网络路由协议

11211　DS DV

目标排序距离矢量路由协议(Destinati on Sequenced D istance Vect or Routing,DS DV)是Bell m an-Ford路由算法即距离矢量(DV,D istance Vect or)算法[4]的改进。DS DV的主要思想就是在DV基础上加上目的节点的序列号,用于防止由于节点运动而产生的路由环和死锁等问题。但由于相邻节点之间必须周期性地交换路由表信息,所以会占据很大一部分网络资源,开销过大,这种交换所产生的开销以n2增长。当然也可以根据路由表的改变来触发路由更新。

NS2实现DS DV路由协议的具体策略如下:一个没有找到路由的分组到达节点后首先被缓存,同时节点发送路由查询消息,直到接收到来自接收端的路由响应消息,被缓存的分组才会被发送出去。当然,节点对于缓存的分组来说,通常有一个缓存门限,即最大缓存尺寸(Maxi m um Buffer Size)[5]。一旦缓存的分组超过了这个门限,新到达的需要缓存的分组就会被直接丢弃。分组到达目的节点后将直接由地址解复用器送到相应的端口,而后由端口将分组送到与其对应的目的代理。

11212　DSR

动态源路由协议(Dyna m ic Source Routing,DSR)[6]是一个简单有效的按需协议,特别为多跳无线Ad Hoc网络中的移动节点所设计。它允许节点动态地发现到达目的节点的多跳由。所谓源路由,是指在每个数据分组的头部携带有在到达目的节点之前所有分组必须经过的节点的列表,即分组中含有到达目的节点的完整路由。DSR不用周期性地广播路由控制信息,这样就能减少网络的带宽开销,节约了电池能量消耗,避免了移动Ad Hoc网中大范围的路由更新。

DSR的优点在于:

(1)它是源路由协议,中间节点无需维持更新的路由信息。

(2)由于DSR的数据分组中携带有完整的路由,一个节点可以通过扫描收到的数据分组来获取整个完整路由中需要的某一部分路由信息。

(3)DSR对于链路的对称性无要求。

(4)比链路状态协议或DV协议反应更快。

DSR缺点是:若使用DSR协议,网络规模不能太大,否则,由于分组携带了完整的路由,随着网络的增大,分组的头部就会变得很长,路由分组也会很长。对于带宽受限的移动Ad Hoc网络而言,带宽利用率就会很低。

11213　AODV

Ad Hoc按需距离矢量路由协议(Ad Hoc On de mand D istance Vect or Routing, AODV)[7]是基于距离矢量的算法。它可以说是按需式和表驱动式的一种结合,具备了两种方式的优点。它的处理过程简单,存储开销很小,能对链路状态的变化作出快速反应。AODV路由算法属于按需路由算法,即仅当有源节点需要向某目的节点通信时,才

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《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○八年第1期

在节点间建立路由,路由信息不会一直被保存,具有一定的生命期(Ti m e t o L ive, TT L),这是由移动Ad Hoc网络本身的特点所决定的。若某条路由已不需要,则会被删除。从本质上来说,AODV是DS DV和DSR的结合。它借用了路由发现的基本按需机制和DSR中的路由维护,再加上逐条路由,序列号和DS DV中的周期性的信标。AODV是一种纯粹的按需路由协议,它只在必要的时候请求路由,而且不要求节点维持当前通信中不使用的路由。因此,AODV的优点是它可以利用多播的优势,这正是所有其他协议所缺少的;它能高效地利用带宽(将控制和数据业务的网络负荷最小化),能对网络拓扑的变化作出快速反应,规模可变,不会形成路由环。而缺点则是它依赖于对称性的链路,而不能处理非对称性链路的网络,并且载高负载网络中产生大量的路由开销,端到端时延也不断增加。

2　AODV路由协议的改进

AODV在高负载网络中产生大量的路由开销,时延也在不断增加。AODV中的路由开销主要包括路由请求(RREQ)、路由应答(RREP)、和路由出错(RERR)分组,本文从路由发现和路由保持两个方面对AODV进行改进,通过减少各分组的传送次数和降低路由过期时间来减少路由开销并降低时延[8]。

在路由发现过程中,中间节点仅获得很少的路由信息,这就使得AODV需要经常的启动路由发现过程。同时,由于网络拓扑结构的不断变化,路由需要进行不断的更新,但由于节点的移动和拓扑的变化都会使得某些路由无效,从而造成RREQ的多次重传。如果在此过程中减少RREQ的重传次数RREQ_RET R I ES并降低TT L_ST ART,则可以在增加RRE Q的有效生命周期的同时减少因RREQ重传造成的路由开销。

在路由保持过程中,每条转发数据的路由都具有“路由过期时间”,其值等于当前时间与ACTI V E_ROUTE_TI M E OUT之和[9],于是通过减小ACTI V E_ROUTE_TI M E2 OUT的值可以减少故障链路的生存时间并且有助于进行周期性的更新路由。

通过上面对AODV的改进,可以减少路由开销和时延,但是,节点的移动性造成了路由选择最优化的困难,在高速高负载网络中使用无效路由的次数会增多,这将导致分组丢弃增多,数据包成功接收率会有一定程度的下降。

改进后的AODV_I m p r ove ment采用的参数如表2-1所示。

表2-1　参数修改表

参数AODV AODV_I m p r ove ment

ACTI V E_ROUTE_TI M E OUT101

RRE Q_RET R I ES32

TT L_ST ART51

通过修改AODV协议的https://www.wendangku.net/doc/c11563447.html,文件和脚本文件AODV1tcl,可以得到AODV_I m2 p r ove ment协议[10][11]。具体做法如下:

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　基于NS2的移动Ad Hoc网络路由协议的仿真与改进

在https://www.wendangku.net/doc/c11563447.html,中添加如下代码:

bind("actrtt out",&ACTI V E_ROUTE_TI M EOUT);

bind("actretry",&RRE Q_RETR I ES);

bind("actstart",&TT L_ST ART);

然后在AODV.tcl脚本文件中添加如下代码:

Agent/AODV set actrtt out1

Agent/AODV set actretry2

Agent/AODV set actstart1

这样,我们就得到AODV_I m p r ove ment,在本文实验的第二部分将对AODV_I m2 p r ove ment与AODV在高负载Ad Hoc网络中进行性能比较。

3　基于NS2的网络仿真与结果分析

311　NS2网络仿真软件介绍

NS2[12]是Net w ork Si m ulat or(网络仿真器)的简写,它是一个离散事件模拟器,源于REAL Net w ork Si m ulat or的一个变种,受到DARP A的V I N T项目的支持,由美国加州Berkeley大学LBL,Xer ox P ARC,UCB和USC/I SI共同开发的网络仿真集成环境,具有开放性好、扩展性强、适用于W indows和L inux系统平台的特点,是一个出色的研究网络拓扑结构、分析网络传输的仿真工具。与其它的网络仿真工具相比,NS对应用数据流的仿真能力尤为突出。模拟平台采用C++语言编写,并使用OTcl语言编写命令和配置接口。

NS2免费使用并且完全开放源代码,使用者可以根据自己的需求编写代码,扩充NS2的功能,因此备受研究人员关注。NS2支持有线网络和无线网络的协议仿真。有线网络仿真支持包括路由协议(距离向量协议、链路状态协议),传输协议(TCP、UDP),流量生成(W EB、FTP、Telnet、随机流量),队列算法(D r op Tail、RE D、VBR),QoS等功能模块。无线网络仿真支持则包括Ad Hoc网络路由协议、移动I P、sens or-MAC、卫星网络等功能模块。

312　NS2网络仿真过程

31211　网络拓扑和仿真场景的建立

为了对DS DV,DSR和AODV路由协议进行比较,我们需要在同样的场景下面对三种路由协议进行仿真。为了体现无线网络的特点,需要建立一个较大的场景,同时,网络节点的个数也不能太少,以便更准确地对路由协议DS DV,DSR,AODV进行比较。设定的仿真环境如下:网络拓扑的范围(t opol ogy boundary)为500×500(m2),50个网络移动节点,停留时间(pause ti m e)分别为0,10,20,40,100秒,节点最大移动速度(maxi m um s peed)为20m/s以及仿真时间为100s。

仿真场景文件包括随机数据流文件和移动场景文件。下面首先介绍随机数据流文件的产生。

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《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○八年第1期

在仿真实验中,使用50个节点,随机种子数为设置为1,传输的数据流为CBR流,传输速度为8kbp s。在对路由协议DS DV,DSR和AODV的比较中,采用的节点间最大连接数为20。产生随机数据流文件的命令如下:

ns cbrgen.tcl2type cbr2nn502seed12mc202rate2.0>cbrgen_cbr_50_1_20_2

接下来产生移动场景文件。在仿真过程中,需要调用一个运动场景文件来模拟移动节点的随机运动,代码如下:

实验中,采用如下命令产生文件名为scen_pause_0的运动场景文件:

./setdest2v12n502p02M202t1002x5002y500>scen_pause_0

该文件定义了50个移动节点,移动节点到达目的节点后不做停留,直接向另一个目的节点运动,最大速度是20m/s,场景仿真时间为100s,仿真场景的大小为500×500 (m2),并将结果保存到scen_pause_0文件中。通过修改停留时间参数-p,我们可以分别得到停留时间为0s,10s,20s,40s和100s的节点移动场景文件。

31212　性能指标

为了对路由协议DS DV、DSR和AODV进行比较,我们需要分别计算三种协议在系统仿真环境下的如下性能指标:数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷。

(1)数据包成功接收率(Packet Delivery Fracti on,P DF)

数据包成功接收率=接收数据包数/发送数据包数

(2)端到端平均时延(Average End-t o-End Delay)

端到端时延=数据包接收的时间-数据包发送的时间

(3)路由负荷(Routing Load)

路由负荷=路由包的数目/数据包的数目

31213　结果分析

这样通过统计实验得到的数据文件,可以得到DS DV、DSR和AODV的数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷数据,即可画出DS DV、DSR和AODV的数据包成功接收率比较图(图3-1)、端到端平均时延比较图(图3-2)和路由负荷比较图(图3-3)。

数据包成功接收率反映了路由协议的可靠性。从图3-1可以看出,在相同仿真场景和移动特性下,源发性按需式路由协议AODV和DSR的数据包成功接收率明显优于表驱动路由协议DS DV,数据包成功接收率超过了96%,并且AODV的数据包成功接收率整体上略高于DSR。端到端平均时延反映了整个仿真过程中cbr数据包的端到端时延的平均值。从图3-2可以看出,DSR的端到端平均时延性能整体上最小,AODV次之, DS DV的端到端平均时延随着移动节点停留时间的不同而波动较大。路由负荷反映了路由包数目与数据包数目的比值,从图3-3可以看出,AODV的路由负荷最大,DSR和DS DV的路由负荷都低于AODV,这也反映了路由协议的源发性按需式路由协议和表驱动路由协议的路由发现过程的特点,前者的路由负荷明显大于后者。

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　基于NS2的移动Ad Hoc网络路由协议的仿真与改进

图3-1　数据包成功接收率比较图

图3-2　端到端平均时延比较图

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图3-3　路由负荷比较图

313　AODV_I m p r ove ment与AODV的仿真与比较

31311　仿真场景的建立

实验设定的仿真环境如下:网络拓扑的范围(t opol ogy boundary)为500×500 (m2),50个网络移动节点,停留时间(pause ti m e)为10秒,节点最大移动速度(maxi m um s peed)为20m/s以及仿真时间为100s。

在仿真实验中,通过交通场景产生器,设定随机种子数为1,传输的数据流为CBR 流,传输速度分别为4kbp s、8kbp s、16kbp s、32kbp s和64kbp s,采用的节点间最大连接数为40。产生传输速度为4kbp s的随机数据流文件的命令如下:

ns cbrgen.tcl2type cbr2nn502seed12mc402rate1.0>cbrgen_cbr_50_1_40_1

通过修改参数“-rate”的值,我们可以得到传输速度分别为8kbp s、16kbp s、32kbp s和64kbp s的随机数据流文件。

通过setdest工具产生相应的运动场景文件,命令如下:

./setdest–v1–n50–p10–M20–t100–x500–y500>scen_M_20_new 该文件设定50个移动节点,停留时间为10秒,最大速度为20m/s,仿真时间为100秒,场景大小为500×500(m2),并将结果保留到节点移动场景文件scen_M_20 _ne w中。

31312　结果分析

这样仿真实验得到AODV的数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷数据,并画出两者的网络性能对比图。

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　基于NS2的移动Ad Hoc网络路由协议的仿真与改进

图3-4　数据包成功接收率比较图

图3-5　端到端平均时延比较图

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图3-6　路由负荷比较图

这里对AODV和AODV_I m p r ove ment的网络性能比较是在传输负荷较大的实验场景下进行的。从以上三个实验结果数据图可以看出,AODV_I m p r ove ment在数据包成功接收率上与AODV基本一致,而在端到端平均时延和路由负荷上有了较大的改进。可见,通过修改AODV协议的ACTI V E_ROUTE_TI M EOUT、RRE Q_RETR I ES和TT L_ ST ART等参数而得到的改进协议AODV_I m p r ove ment,在高负载移动Ad Hoc网络场景下,比AODV有更好的网络性能。

4　总结

本文详细介绍和分析了Ad Hoc网络的表驱动路由协议DS DV和源发性按需式路由协议DSR与AODV。在相同的仿真场景下,基于网络仿真器NS2对三种路由协议进行仿真,并根据仿真实验得到的数据计算路由协议的性能指标:数据包成功接收率、端到端平均时延和路由负荷,画出相应的比较图。可以看出,在该实验的仿真场景下,DS2 DV的数据包成功接收率比较低,丢包问题较为严重,可靠性较差,也不能很好适应移动Ad Hoc网络自身复杂多变的动态拓扑特性;DSR的网络性能指标与AODV很接近,是一种网络性能稳定的路由协议,适用于中小规模网络结构;AODV是DS DV和DSR的结合,具有较高的效率和较强的适应性,适用于较大规模的网络结构。

而通过修改AODV相应参数得到的协议AODV_I m p r ove ment,在实验设定的场景中,其网络性能指标比AODV有了较大的优化。所以,通过修改路由协议相应的参数可以使AODV更好地适用复杂多变的Ad Hoc网络结构。

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　基于NS2的移动Ad Hoc网络路由协议的仿真与改进

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S i m ul a ti on and I m prove m en t of Ad Hoc Routi n g Protocols Ba se on NS2

X u Hao m in

(School of M a the m atics and Co m pu tational S cience,Sun Yat-S en U niversity,

Guangzhou,510275)

Abstract:The devel opments,characteristics,p ivotal techniques and app licati on domain of Ad Hoc net w orks are revie wed in this thesis.After wards,the analysis and comparis on of table-driven r outing p r ot ocol(DS DV) and On-de mand r outing p r ot ocol(such as DSR,AODV)of Ad Hoc net w orks are studied deep ly.I n the end, experi m ental analysis of DS DV,DSR and AODV based on Net w ork Si m ulat or(NS2)are relevant t o educed. The net w orking perfor mances(such as Packet Delivery Fracti on,Average End-t o-End Delay and Routing Load)of the three p r ot ocols are compared and analyzed.I n this thesis,An i m p r oved p r ot ocol AODV_I m p r ove2 ment is br ought forth when p r oper para meters of AODV are modified.I n the experi m ent si m ulati on scene,the net w orking perfor mance of AODV_I m p r ovement is better than AODV.Thus,the adap tability of AODV_I m2 p r ove ment is more satisfying.

Key words:Ad Hoc,r outing p r ot ocol,AODV_I m p r ove ment,NS2

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基于OPNET的IP_QoS仿真

基于OPNET的IP QoS仿真 摘要：网络仿真能够为网络的规划设计提供可靠的定量依据。网络仿真技术能够迅速地建立起现有网络的模型，并能够方便地修改模型并行仿真，这使得网络仿真非常适用于预测网络的性能，回答"WHAT…IF…"这样的问题。本文概要的介绍了网络仿真软件OPNET以及如何进行基于OPNET的IP QoS仿真。 关键词网络仿真、OPNET、IP QOS仿真 WFQ、PQ OPNET-based Simulation of IP QoS Abstract Network simulation for network planning and design can provide a reliable quantitative basis. Network simulation technology can quickly build models of existing networks and can easily modify the model and simulation, which makes network simulation is applied to predict the network performance, the answer "WHAT ... IF ..." this problem. This paper describes the outline of the OPNET network simulation software, and how the IP QoS-based OPNET simulation. Keywords:Network simulation, OPNET, IP QOS simulation ，WFQ，PQ 目录

NS2网络模拟

网络协议分析与仿真课程设计报告 网络模拟 一、课程设计目的 掌握网络模拟工具NS2的使用，学习基本的网络模拟方法。 二、课程设计内容 协议模拟 工具：NS2，awk，shell，perl等； 要求：掌握NS2网络模拟的基本流程； 内容：NS2网络模拟基本流程 编写TCL脚本，搭建如下图所示的一个网络，共6个节点，其中2、3节点用做ftp服务器和客户端，4、5节点用做cbr流量的源和目的，而0、1节点用做转发设备。各节点间的链路属性见图。 cbr null packet size = 1kbytes, rate=1Mbps 模拟时间设为13秒钟，在0.1秒开始产生cbr流量，在1.0秒开发发送发ftp流量； 8.0秒ftp流量结束，12.0秒cbr流量结束。编写脚本（可用shell，awk，或perl等） 分析模拟日志文件，统计每0.5s内0、1节点间链路通过的分组数以及字节数。 三、设计与实现过程 1.仿真脚本代码与详细注解 #Create a simulator object set ns [new Simulator] #Define different colors for data flows (for NAM) $ns color 1 Blue $ns color 2 Red #Open the NAM trace file set nf [open out.nam w] $ns namtrace-all $nf #Open the Trace file

set tf [open out.tr w] $ns trace-all $tf #Define a 'finish' procedure proc finish {} { global ns nf tf $ns flush-trace close $nf close $tf exec nam out.nam & exit 0 } #Create four nodes set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] set n2 [$ns node] set n3 [$ns node] set n4 [$ns node] set n5 [$ns node] #Create links between the nodes $ns duplex-link $n0 $n2 1.5Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n0 $n4 1.5Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n0 $n1 2Mb 20ms DropTail $ns duplex-link $n1 $n3 1.5Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n1 $n5 1.5Mb 10ms DropTail #Set Queue Size of link (n2-n3) to 10 $ns queue-limit $n0 $n1 10 #Setup a TCP connection set tcp [new Agent/TCP] $ns attach-agent $n2 $tcp set sink [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $n3 $sink $ns connect $tcp $sink $tcp set fid_ 1 #Setup a UDP connection set udp [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n4 $udp set null [new Agent/Null] $ns attach-agent $n5 $null

OPNET网络仿真包交换

一、实验目的 1.学习熟悉使用OPNET仿真软件，实现对网络场景的仿真。学习并掌握包交换有线网络的基本知识。 2.数据包建模。学习并掌握数据包建模的基本方法和技能。 3.有线链路建模。学习并掌握有线链路建模的基本方法和技能。 4.中心交换节点建模 学习并掌握中心交换节点建模的基本方法和技能。包括hub进程建模和包流的连接。 5.周边节点建模 学习并掌握周边节点建模的基本方法和技能，包括： src进程建模； sink进程建模； proc进程建模；包流的连接。 6.网络建模。学习并掌握包交换有线网络建模的基本方法技能。 7.配置参数、运行和调试仿真 学习并掌握收集统计量、配置参数、运行和调试仿真的基本方法和技能。 8.仿真结果分析。学习并掌握仿真结果分析的基本方法和技能。 二、实验过程 专题1：实现包交换 1、定义包格式 （1）从File 菜单列表中选择Packet Format，单击OK 按钮。这时打开包格式编辑器。 （2）单击Create New Field 工具按钮，然后将光标移到编辑窗口中，单击鼠标左键，接着单击右键。这时一个新的包域出现在编辑窗口中。设置包域的属性，定义好的包域名称和大小。 图1.包格式定义 （3）从File 菜单中选择Save，命名包格式。 2、定义链路模型 （1）从File 菜单列表中选择Link Model，打开链路模型编辑器。

（2）找到链路类型支持属性框，设置支持的包格式，除了ptdup 外的链路类型对应的Supported属性设置为no，表明该链路只支持点对点双工连接。 （3）在packet formats 属性右边对应的Initial Value 栏中单击鼠标左键。“Supports All Packet Formats”和“Supports Unformatted Packets”复选框取消，同时将新增加包设置为Support。 图2.链路模型定义 3、创建中心节点 定义节点模型，中心交换节点：四对发信机和收信机（每对收发信机对应一个周边节点），一个中心交换处理进程（按地址转交包）。 （1）从File 菜单列表中选择Node Model，打开节点模型编辑器。 （2）在编辑窗口中放置一个进程模块，四个点对点发信机，和四个点对点收信机。 图3.中心进行模型定义 （3）给每个对象命名，并用包流将每个收信机和发信机和hub 相连。查看包流的连接情况。

基于移动AdHoc网络的OLSR路由改进协议

第27卷　第5期 武汉理工大学学报?信息与管理工程版 Vol .27No .52005年10月 JOURNAL OFWUT (I N FORMATI O N &MANAGE MENT ENGI N EER I N G ) Oct .2005文章编号:1007-144X (2005)05-0116-04 收稿日期:2005-05-15. 作者简介:孟芳兵(1977-),男,陕西宝鸡人,武汉理工大学信息工程学院硕士研究生.基金项目:教育部重点科技攻关资助项目(03120). 基于移动Ad Hoc 网络的OL SR 路由改进协议 孟芳兵 (武汉理工大学信息工程学院,湖北武汉430070) 摘　要:提出了一种改进的OLSR 路由协议,改进后的协议能根据本地网络拓扑结构自适应改变HE LLO 消息和TC 消息的发送频率。仿真结果表明,改进后的协议在网络吞吐量和数据传送成功率等性能上有明显提高。 关键词:移动Ad Hoc 网络;路由协议;OLSR;自适应改进中图法分类号:TP393 文献标识码:A 1　引　言 移动Ad Hoc 网络的概念出现于 20世纪70年代,近年来由于便携式设备在移动性、储存能力和无线通信能力等方面的迅速发展,使得不需要固定基站支持的Ad Hoc 网络得到了广泛应用。Ad Hoc 网可以在不能利用或不便利用现有网络 基础设施的情况下提供一种通信支撑环境,因此对于军用网有着特殊意义。另外它可用于偏远地区的援救系统,或者是需要快速扩展覆盖范围的网络,如大型建筑工地。在大型会议中与会者也可利用笔记本电脑或掌上电脑在Ad Hoc 网络环境下互相传递信息。 图1描述了一个简单的移动Ad Hoc 自治网络。 图1　移动Ad Hoc 网络示意图 可见,移动Ad Hoc 网络是一种无基站支持的多跳无线网络,具有高度动态变化的拓扑结构并且网络中各节点可任意移动,各移动终端利用无线技术传送数据包。由于无线传输覆盖范围的限制,网络中任意2个节点间可能不存在直接的通 信链路,因此分组需要网络中间节点的中转才能实现通信,这使网络中各节点具有别于常规网络的重要特点,即在Ad Hoc 网中,每个用户终端(每个节点)兼备路由器和主机2种功能。因此对路由的研究在移动Ad Hoc 网络中显得尤为重要。 2　OL SR 路由协议 OLSR 路由协议 [1] 是由I ETF MANET (Mobile Ad Hoc Net w ork )工作组提出的一种表驱动式的 链路状态路由协议 [2] ,节点之间需要周期性地交 换各种控制信息,通过分布式计算来更新和建立自己的网络拓扑图,被邻节点选为多点中继站MPR (Multi point Relay )的节点需要周期性地向网络广播控制信息。控制信息中包含了把它选为MPR 的那些节点的信息(称为MPR Select or ),只有MPR 节点被用作路由选择节点,非MPR 节点不参与路由计算。OLSR 还利用MPR 节点有效地广播控制信息,非MPR 节点不需要转发控制信息。 OLSR 主要采用HE LLO 分组和T C 分组方式 控制分组。HELLO 用于建立1个节点的邻居表,其中包括邻居节点的地址以及本节点到邻居节点的延迟或开销,OLSR 采用周期性地广播HE LLO 分组来侦听邻居节点的状态,同时HELLO 分组用于计算该节点的MPR,HELLO 分组只在邻居节点范围内广播,不能被转发;与HELLO 分组方式相反,T C 分组必须被广播到全网,在TC 分组中包

网络模拟器NS2中仿真功能的问题分析及改进

第21卷第2期 系 统 仿 真 学 报? V ol. 21 No. 2 2009年1月 Journal of System Simulation Jan., 2009 网络模拟器NS2中仿真功能的问题分析及改进 况晓辉1, 赵 刚1,2, 郭 勇1, 3 (1.北京系统工程研究所, 北京 100101; 2.清华大学计算机科学与技术系, 北京 100084; 3.国防科技大学信息系统与管理学院, 长沙 410073) 摘 要：网络仿真技术为解决大规模网络规划、应用和协议设计面临的挑战提供了新的途径。作为广泛应用的网络模拟器，NS2为建立可扩展的网络仿真环境奠定了重要基础。在描述NS2仿真功能实现的基础上，重点分析了NS2仿真功能存在的不足。针对发现的问题，提出并实现了NS2仿真功能扩展，最后验证了仿真功能扩展的正确性。 关键词：网络仿真；NS2；报文转换；功能扩展 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (2009) 02-0427-05 Improvement of Emulation Function in Network Simulator KUANG Xiao-hui 1, ZHAO Gang 1,2, GUO Yong 1, 3 (1. Beijing Institute of System and Engineering, Beijing 100101, China; 2. Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. Department of Information System and Management of NUDT, Changsha 410073, China) Abstract: Network emulate technology which enables real hosts and a real network to interact with a virtual network, becomes a very important way to resolve the challenge faced in network plan, application and protocol design. As a famous network simulator, NS2 proposed a foundation to construct network emulate platform. The emulation function of NS2 was described firstly. Based on analysis the problem of emulation function in NS2, the extension of NS2 emulation function was proposed and implemented. The correctness of extension was dominated in the end. Key words: network emulation; NS2; packet reform; function extension 引 言互联网的迅速发展与膨胀对网络的规划、应用和协议的 设计提出了新的挑战。在试验环境中对网络规划、新的应用和协议进行评估是应对上述挑战的有效手段之一[1-3]。当前构建复杂网络试验环境的实现技术主要包括测试床、网络模拟（network simulation ）和网络仿真（network emulation ）[4]等三种类型。 测试床具有逼真度高的优点，但是造价较高、规模和复杂性有限。网络模拟具有可控性强、灵活性高、代价低以及能够实现复杂网络拓扑等优点，但是对于网络流量以及实现细节支持不够，交互性不高。网络仿真综合了测试床和网络模拟的优点。在仿真环境中，网络应用运行在实际的硬件平台上，且能够与实际的环境交互，扩展性和灵活性较高，同时网络试验环境可配置、可控制、可重复，能够生成真实网络流量，从而成为当前构建网络试验环境的重要技术。当前网络仿真技术研究思路分为两种：一种思路是将仿真网络看作简单的延迟黑盒（simple delay lines ），仅关注网络出入口的设置，该思路具有硬件要求低的优点。相关研究包括：Dummynet [5]，NIST net [6]等。另一种思路是通过建立虚拟网络模拟进行实时网络仿真。真实网络流量能够通过仿真 收稿日期：2007-06-10 修回日期：2008-02-09 作者简介：况晓辉(1975-), 男, 湖南新化, 博士, 副研究员, 研究方向为计算机网络, 信息安全；赵刚(1969-), 男, 河北保定, 研究员, 研究方向为计算机网络, 信息安全; 郭勇(1966-), 男, 湖南常德, 研究员, 研究方向为计算机网络, 计算机软件。 器，虚拟网络能够根据交互生成网络流量。相关的研究包括VINT/nse [7]，ModelNet [8]，NetBed [9], Virtual Routers [10]，PlanetLab [11]以及IP-TNE [1]等。 随着网络复杂性的提高，基于延迟黑盒的网络仿真环境难以满足应用需求。因此，建立在网络模拟基础上的仿真环境成为网络仿真技术的研究重点。在网络模拟器实现中，NS2 [12]能够支持有线和无线、本地或卫星、局域网和广域网等各种网络类型以及网络分层模型，具有强大的二次开发能力以及可扩展、易配置和编程的事件驱动特性，为构建网络仿真平台提供了良好基础。然而，NS2已有的仿真功能在IP 地址支持、路由机制、协议支持等方面存在不足，难以满足网络技术研究和协议设计开发的实际需求。 本文在深入分析NS2仿真功能的基础上，重点分析了已有功能存在的不足，描述并实现了NS2仿真功能扩展，解决了IP 地址支持、动态路由以及拓扑验证的问题。最后，通过试验验证了仿真功能的正确性和有效性。 1 NS2网络仿真功能分析 事件驱动的网络模拟器NS2是DARPA 支持的VINT 项目中的核心部分，由Berkeley, USC/ISI 、 LBL 和Xerox PARC 等大学和实验室合作开发，其目的是构造虚拟的网络平台和模拟工具，以支持网络协议的研究、设计和开发。 1.1 仿真功能 NS2仿真模块实现了模拟器与实际网络的连接功能，

基于位置的Adhoc网络路由协议研究报告

基于位置的Ad hoc网络路由协议研究 【摘要】基于位置的ad hoc网络路由协议利用节点地理位置信息指导数据包的转发，具有可扩展性强，路由效率高等优点。分析了ad hoc网络中基于位置的路由协议以及位置信息服务，对几种协议进行了分析比较，并指出了基于位置的路由协议的研究重点。 【关键词】ad hoc网络；路由；协议；位置 【abstract 】ilocation-based unicast routing protocol uses geographical location information of nodes to direct the forward of data package, superior to scalability and high efficiency in routing. in this paper, we introduced location-based unicast routing protocols and location information services for ad hoc network. analysed and pared several protocols, we pointed at the research emphasis on location-based unicast routing protocol. 【keywords 】ad hoc network;routing;protocol;location 1 引言 ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的多跳临时自治系统。路由协议一直是ad hoc网络研究的重点。根据不同的路由策略，ad hoc网络的路由协议可以分为基于拓扑的路由协议和基于位置的路由协议。与传统的基于拓扑的路由协议相比，基于位置的路由协议利用节点的位置信息来指导包的转发，其基本思想是利用节点的位置信息来选择下一跳，将包向目的节点的方向上进行

OPNET网络仿真入门实例

OPNET网络仿真入门实例 OPNET简介 OPNET最早出自麻省理工学院的两个博士之手，最终得以商业化。OPNET被广泛应用于精确模拟领域，例如网络设备制造领域的企业商Cisco以及运营商AT&T,都采用OPNET来做各种各样的网络环境模拟和调试。在OPNET的各类产品中，Modeler几乎包含其他产品的所有功能，针对不同领域，主要的用途如下：(1)对于企业网的模拟，Modeler 调用自带的已经建好的标准模型组建网络，在某些业务应用达不到事先预想结果或服务质量未及规定要求，比如说网上电子交易过程中交易延迟、数据库服务等业务响应时间慢于正常情况时，Modeler捕捉重要的流量进行分析，从业务、网络、服务器三方面来找出瓶颈。(2)对于比企业网更复杂的运行商(ISP)网络的模拟，Modeler把焦点放在整个业务层、流量的模拟，使得运营商可以有效地查出业务配置中产生的错误，例如网络中的哪些服务器配置不够妥善，让黑客容易攻击，有哪些业务的参数配置不合适等情形。(3)针对研发的需要，Modeler提供了一个开放的环境，使用户能够建立新的协议和配备，并且能够将细节定义并模拟出来。为使读者有一个生动、形象、更明确的理解，我们再进行如下说明解释：Modeler 所能应用的各种领域主要包括三个方面即端到端结构、新的协议开发和优化、网络和业务层配合如何达到最好的性能。举例来说明一下吧，假设我们要将现有的IPv4的网络升级到IPv6的网络，需要确定采用哪种技术方式对转移效果来说比较好，这就属于端到端结构上的应用;新协议的开发，比如说目前流行的3G无线协议的开发，在系统级的仿真中，可以分析一种新的路由或调度算法如果使路由器或交换机达到QoS;在网络和业务之间如何优化方面，可以分析新引进的业务对整个网络的影响、网络对业务的要求，实际应用中网络和业务是对矛盾，通过Modeler模拟来查找网络和业务之间所能达到的最好的指标。 软件的安装 图1

NS2网络仿真实验

NS2网络仿真实验 实验目的： 通过修改NS2的TCP协议代码，来简单的观察窗口阈值的不同算法对网络资源利用率的影响。 实验步骤： 1. 实验环境搭建 （1）系统环境： 虚拟机：virtrulbox； 操作系统：linux/ubuntu 10.04 工作目录：/home/wangtao/workspace/ （2）NS2安装与使用： 下载NS2软件包到工作目录， 地址https://www.wendangku.net/doc/c11563447.html,/sourceforge/nsnam/ns-allinone-2.33.tar.gz 解压（注：以下斜体字为命令行命令） tar -zxf ns-allinone-2.33.tar.gz cd ns-allinone-2.33 ./install （中间的两个bug已经修改，此处忽略） 耐心等待安装完毕后将出现如下画面说明安装正常： 接下来是系统环境配置，重新进入终端 cd ~ vim .bashrc（如果没有安装vim最好安装一下，sudo apt-get install vim） 在打开的.bashrc的末尾加上以下内容：

PATH="$PATH:/home/wangtao/worksapce/ns-allinone-2.33/bin:/home/wangtao/worksapce/ns-a llinone-2.33/tcl8.4.18/unix" export LD_LIBRARY_PATH="$LD_LIBRARY_PAHT:/home/wangtao/worksapce/ns-allinone-2.33/otcl-1.13,/ home/wangtao/worksapce/ns-allinone-2.33/lib" export TCL_LIBRARY="$TCL_LIBRARY:/home/wangtao/worksapce/ns-allinone-2.33/tcl8.4.18/library" 保存并退出，重新进入终端 安装xgraph sudo apt-get install xgraph 运行一个简单的例子，以证明环境安装完成： ns /home/wangtao/workspace/ ns-allinone-2.33/tcl/ex/simple.tcl 出现如下图说明成功： 2.修改https://www.wendangku.net/doc/c11563447.html,代码 vim /home/wangtao/workspace/ns-allinone-2.33/tcp/https://www.wendangku.net/doc/c11563447.html, （将窗口阈值一半变为的窗口阈值1/3——wt_https://www.wendangku.net/doc/c11563447.html,） 第一处： …… if (cwnd_ < ssthresh_) slowstart = 1; if (precision_reduce_) { //halfwin = windowd() / 2; //wangtao halfwin = windowd() / 3;

Adhoc网络TORA和DSR路由协议的分析比较

Ad hoc网络TORA和DSR路由协议的分析比较 郑创明 张升华 (中国电子科技集团公司第七研究所 广州510310) 摘 要: T ORA和DSR路由协议是Ad hoc网络中具有成果性的两种后应式路由协议。分别对两种路由协议的建立、维护方面进行了分析对比,并给出了两种协议的优缺点。最后通过仿真从路由分组开销、路由建立时间和发送数据分组信息几个方面进行分析论证。 关键词: TORA DSR 路由协议 Ad hoc网络 在Ad hoc网络的路由协议中普遍认可的代表性成果有DSR[1]、TORA[2]、DSDV[3]、WRP[4]、AODV[5]、和ZRP[6]等。源头性的创新性研究主要集中在2001年以前,后续的成果多为这些协议的改进,目前路由协议的研究仍然是Ad Hoc网络成果最集中的部分。这些路由协议根据不同的角度进行分类,从路由发现策略的角度可分为先应式的路由协议(主动路由)和后应式的路由协议(按需路由)两种类型。DSR和T ORA是MANET工作组提出的比较具有成果性的后应式路由协议,本文通过深入研究DSR和T ORA的实现方法,对DSR和TORA 的性能进行分析比较,并通过仿真进行论证。 1 动态源路由协议(DSR) 动态源路由协议DSR(Dynamic Source Rout ing)最重要的一个特点是利用了源路由[1]。也就是说,发送包的源节点知道到达目的地的完整路径,即路径所经过的节点地址有序列表。这些路径存于路由缓存器中,数据分组的包头携带该源路由。这种源路由的方法避免了数据分组经过的中间节点不停更新路由的需要,而且允许节点在转发或无意中收到数据分组时,将最新的路由信息存于它的路由缓存器中以备将来所需。协议的所有操作都是基于按需求的,允许数据分组动态的根据需要对当前路径的变化做出反应。DSR协议包含两个重要的机制:路由搜索和路由维护。 1.1 路由搜索机制 当在MANET中的一个节点要发送数据分组给一个目的节点时,路由搜索程序向网络广播路由请求RREQ(Route Request)包(该包会记录下经过的节点地址有序列表),每个接到RREQ包的节点又重广播它(但丢弃收到的重复的路由搜索包)。RREQ包格式如图1所示。 分组类型分组ID其他控制信息源地址目的地址经过的节点列表信息 图1 RREQ数据分组格式 当目的节点或路由缓存中存在通向目的地的路径的中间节点收到RREQ时,发送一个路由应答包RACK(Route Acknow ledge),把RREQ包中的路由发回给源节点。由于无线链路存在不对称性,因此RACK包不能简单的按RREQ来时的路径发回源节点,若该节点的路由缓存器内已存在回源节点的路由,则RREQ可经这条路径回源节点;否则,要启动路由搜索程序,为了避免相互寻找对方,造成路由搜索循环,在此路由搜索报文中必须附带想要发送到源节点路由应答包RACK。源节点收到RACK 包后将此路径加入其路由缓存器中。RACK格式如图2。 分组类型分组ID其他控制信息源地址目的地址路径节点列表 图2 RACK数据分组格式 1.2 路由维护机制 只有当路由在使用时,才对它进行维护。即当路径上某个节点发现数据分组无法发送到下一跳节点,从自己路由缓存中找出路由,并向源节点发送一个路由出错包(RERR),使源节点将自己的路由缓 收稿日期:2005 01 22

浅析Opnet,Ns2,Matlab网络仿真工具

浅析Opnet，Ns2，Matlab网络仿真工具 【摘要】网络仿真可以有效提高网络规划和设计的可靠性和准确性，明显地降低网络投资风险，减少不必要的投资浪费。本文就常见的三种网络仿真工具（OPNET、NS2及MATLAB），从它们的基本情况及特点进行了分析。 【关键字】网络仿真；OPNET；NS2；MATLAB 引言 随着网络结构和规模越来越复杂化以及网络的应用越来越多样化，单纯地依靠经验进行网络的规划和设计、网络设备的研发以及网络协议的开发，已经不能适应网络的发展，因而急需一种科学的手段来反映和预测网络的性能，网络仿真技术应运而生。网络仿真可以有效提高网络规划和设计的可靠性和准确性，明显地降低网络投资风险，减少不必要的投资浪费。各种网络仿真工具在此背景下应运而生。本文就常见的三种网络仿真工具（OPNET、NS2及MATLAB），从它们的基本情况及特点进行了分析。 基本情况及特点分析 1.OPNET OPNET公司最初只有一种产品OPNET Modeler，到目前已经拥有Modeler、ITGuru、SPGuru、WDMGuru、ODK等一系列产品。 对于网络的设计和管理，一般分为3个阶段：第1阶段为设计阶段，包括网络拓扑结构的设计，协议的设计和配置以及网络中设备的设计和选择；第2阶段为发布阶段，设计出的网络能够具有一定性能，如吞吐率、响应时间等等；第3阶段为实际运营中的故障诊断、排错和升级优化。而OPNET公司的整个产品线正好能面向网络研发的不同阶段，即可以作网络的设计，也可以作为发布网络性能的依据，还可以作为已投入运营的网络的优化和故障诊断工具。OPNET公司也是当前业界智能化网络管理分析解决方案的主要提供商。 OPNET的主要特点： 层次化的网络模型。使用无限嵌套的子网来建立复杂的网络拓扑结构。 简单明了的建模方法。Modeler建模过程分为3个层次：过程（process）层次、节点（Node）层次以及网络（Network）层次。在过程层次模拟单个对象的行为，在节点层次中将其互连成设备，在网络层次中将这些设备互连组成网络。几个不同的网络场景组成“项目”，用以比较不同的设计方案。这也是Modeler建模的重要机制，这种机制有利于项目的管理和分工。

(完整word版)NS2网络仿真实验

移动自组织网络 实 验 报 告 NS2网络仿真实验 何云瑞 13120073 电信研1301班

1．实验目的和要求 1．学会NS2的安装过程，并熟悉NS2的环境； 2．观察并解释NAM动画，分析Trace文档。 3．学会用awk和gnuplot分析吞吐量、封包延迟、抖动率和封包丢失率。2．实验环境 先在PC上安装VMware虚拟机，再在虚拟机上安装Ubuntu系统，最后再Ubuntu系统上安装NS2软件，本次实验采用的是NS-2.34版本。 3．基本概念 3.1 NS2简介 NS2是一款开放源代码的网络模拟软件，最初由UC Berkeley开发。它是一种面向对象的网络模拟器，它本质上是一个离散事件模拟器，其本身有一个模拟时钟，所有的模拟都由离散事件驱动。其采用了分裂对象模型的开发机制，采用C++和OTcl两种语言进行开发。它们之间采用TclCL进行自动连接和映射。考虑效率和操作便利等因素，NS2将数据通道和控制通道的实现相分离。为了减少封包和事件的处理时间，事件调度器和数据通道上的基本网络组件对象都使用C++编写，这些对象通过TclCL映射对OTcl解释器可见。 目前，NS2可以用于模拟各种不同的通信网络，它功能强大，模块丰富，已经实现的主要模块有：网络传输协议，如TCP和UDP；业务源流量产生器，如FTP、Telnet、CBR、Web和VBR；路由队列管理机制，如Droptail、RED和CBQ；路由算法；以及无线网络WLAN、移动IP和卫星通信网络等模块。也为进行局域网的模拟实现了多播协议以及一些MAC子层协议。 3.2 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，下面对各个模块进行简单的介绍： （1）事件调度器：目前NS2提供了四种具有不同数据结构的调度器，分别是链表、堆、日历表和实时调度器。

Ad Hoc网络技术

Ad Hoc网络技术 随着人们对摆脱有线网络束缚、随时随地能够实行自由通信的渴望，近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。人们能够通过配有无线接口的便携计算机或个人数字助理来实现移动中的通信。当前的移动通信大多需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方实行通信，一种新的网络技术——AdHoc网络技术应运而生。AdHoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信。AdHoc网络的出现推动了人们实现在任意环境下的自由通信的进程，同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。 1AdHoc网络的概念 AdHoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。AdHoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，该项目由DARPA资助，其后，又在1983年和1994年实行了抗毁可适合网络 SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和世界移动信息系统 GloMo(GlobalInformationSystem)项目的研究。因为无线通信和终端技术的持续发展，AdHoc网络在民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区实行临时通信时，能够很方便地通过搭建AdHoc 网络实现。 在AdHoc网络中，当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆盖范围内时，它们能够直接通信。但是因为移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要实行通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。所以在AdHoc网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的工作。在AdHoc网络中，每个主机的通信范围有限，所以路由一般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故AdHoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。

网络性能的仿真+ns2

实验一：网络性能的仿真 一、实验要求 1)对64个计算机结点，每个计算机采用若干100Mbps集线器（HUB）的 方式连接到一台服务器上。采用NS2仿真软件，对于以上的具体环节进 行网络性能的仿真，给出网络的吞吐量，丢包率，总时延，抖动率等参 数的仿真曲线，并对结果进行分析。 2)将以上环境中的集线器（HUB）换成交换机（switch）,给出网络的信道 利用率，吞吐量，传输时延，排队延迟等参数的仿真曲线，并对结果进 行分析。 二、实验目的 通过本次实验的完成，首先能够学会在Ubuntu环境下安装搭建NS2运行的环境。其次对于tcl语言有了更加全面的了解。通过对具体环境的网络环境进行仿真，可以加深对网络的信道利用率，吞吐量，传输时延，排队延迟等参数的计算及了解。最后通过仿真环境中集线器（HUB）和交换机（Switch）之间的仿真的区别，加深对HUB和交换机之间差别的理解。 三、实验原理 1、NS2（ 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。计算机网络是一个相当复杂的系统，包含了各种通信协议和网络技术，而网络仿真是网路通信技术研究的重要手段之一，网络仿真是指采用计算机软件对网络协议，网络拓扑，网络性能进行模拟分析的一种研究手段。NS2是一种面向对象的网络仿真器，本质是一个离散事件模拟器，它可以仿真各种不同的IP网，实现一些网络传输协议，比如TCP和UDP，还包括业务源流量产生器，比如FTP,CBR等。NS2使用C++和Otcl作为开发语言。NS可以说是Otcl的脚本解释器，它包含仿真事件调度器、网络组件对象库以及网络构建模型库等。NS是用Otcl和C++编写的。由于效率的原因，NS将数据通道和控制通道的实现相分离。为了减少分组和事件的处理时间，事件调度器和数据通道上的基本网络组件对象都使用C++写出并编译的，这些对象通过映射对Otcl解释器可见。当仿真完成以后，NS将会产生一个或多个基于文本的跟踪文件。只要在Tcl脚本中加入一些简单的语句，这些文件中就

移动adhoc网络HOLSR路由协议研究与实现

计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ２００９。３０（９）２１４７ＩＩ ?网络与通信技术? 移动ａｄ．ｈｏｃ网络ＨＯＬＳＲ路由协议研究与实现 黄娟，余敬东 （电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室，四川成都６１００５４） 摘要：根据移动ａｄ．ｈｏｅ网络的特点分析了ＨＯＬＳＲ分级路由协议的工作原理，在控制网络中群的数量及规模、减少冗余控制分组两方面进行了改进，并基于Ｃ语言提出了一种ＨＯＬＳＲ路由协议的实现方案。该方案结合了ｃ语言特点主要完成了消息处理、拓扑计算、群成员管理、路由计算等功能。最后在Ｌｉｎｕｘ系统下实现了该方案，基于对实验结果的分析，验证了ＨＯＬ－ＳＲ路由协议简单、实用、性能优越． 关键词：Ａｄ－ｈｏｅ网络；ＨＯＬＳＲ；分级路由；群；Ｌｉｎｕｘ 中图法分类号：ＴＰ３９３．０２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－７０２４（２００９）０９．２１４７．０４ ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＨＯＬＳＲｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒＡｄ—ｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋｓ ＨＵＡＮＧＪｕａｎ．ＹＵＪｉｎｇ—ｄｏｎｇ （ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ， Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｏｆｍｏｂｉｌｅＡｄ—ｈｏｅｎｅｔｗｏｒｋｓ．ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＨＯＬＳＲｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｎｔｗｏａｓｐｅｃｔｓｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈａｔｉｓｔｈｅｃｌｕｓｔｅｒｎｕｍｂｅｒａｎｄｓｃａｌｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｎｔｒｏｌｐａｃｋｅｔｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｒｅｄｕｃｉｎｇ．ＡｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＨＯＬＳＲｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｄｏｎｅｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｅｓｓａｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｏｐｏ—ｌｏｇｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｃｌｕｓｔｅｒｍｅｍｂｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｒｏｕｔｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗＨＯＬＳＲｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｐｒａｃｔｉｃａｌａｎｄｓｕｐｅｒｉｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｄ－ｈｏｅｎｅｔｗｏｒｋｓ；ＨＯＬＳＲ；ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｍｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｃｌｕｓｔｅｒ；Ｌｉｎｕｘ ０引言 移动ＡｄＨｏｅ网络“１是由一组可移动的无线节点组成的多跳无线网络。这种多跳无线网络没有基站一类的基础通信设施，依靠节点之间在无线信道上的相互感知与协调，构成网络通信环境，移动节点既是主机也是路由器。与有中心网络相比，移动ＡｄＨｏｅ网更坚固，更耐用，而且不需要提供固定的骨干设施，用户就可以通过无线网络瓦通。因此移动ＡｄＨｏｅ网主要应用于军事ｌ二，以及一些紧急情况，如受灾地区的通信、边远地区和勘探等场合的通信。 ｌ移动Ａｄｈｏｅ网络的路由技术 在多跳和移动通信环境下，节点间的通信关系随时都可能发生变化，需要采用一定的自组织算法，及时掌握动态变化中的网络拓扑结构，为网络中的通信寻找路由。 大部分移动ＡｄＨｏｅ网络的路由协议假设节点具有相用的处理和通信能力，即网络是同构的。对于同构的网络，路由协议根据路由发现策略可分为：主动路由协议（如ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｌｉｎｋｓｔａｔｅｒｏｕｔｉｎｇｏ“，０ＬＳＲ）和按需路由协议（如０１１．ｄｅｍａｎｄｄｉｓ—ｔａａｃｅＶＯＣｔ一，ＡＯＤＶ）两种类型嘲。ＯＬＳＲ、ＡＯＤＶ的节点都有多个接口，然而都采用了平面结构，这种方法没有考虑接口的通信能力，增加了控制开销。 然而，在大多数军事战术情况下，ＡｄＨｏｅ无线网络是异构的，组成的移动设备的配备接口具有不同的通信能力，频带，电池寿命等。为了在异构ＡｄＨｏｅ网络解决这一复杂问题的路由，可将网络细分为一个层次规模较小的网络，每个一级负责自己的路由嘲。在分级路由协议中，节点根据自己的地理位置进行分群，每个群由一个群首和多个普通节点组成。普通节点只知道其群内的所有信息，群首节点除了知道其群内的所有信息，还知道其它对等群的成员信息。这种方法每个节点只用维护一个比较小的路由表，减小了资源开销，缩短了路南收敛时间。 目前提出的针对异构移动Ａｄｈｏｅ网络的分级路由协议主要有：ＨＳＲ用（ｈｉｅｒａｒｅｈｋａｌｓｔａｔｅｒｏｕｔｉｎｇ）、ＬＡＮＭＡＲ蚓（１ａｎｄｍａｒｋｒｏｍａｇｐｒｏｔｏｃ０１）、ＨＯＬＳＲＩ”ｏｇｈｉｅｒａａｒｈｉｃａｌｏｐｔｉｍｉｚｅｄｌｉｎｋｓｔａｔｅｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃ０１）。 ２ＨＯＬＳＲ路由协议 ２．１协议概述 ＨＯＬＳＲ协议是以节点性能的高低来进行群组的划分和 收稿日期：２００８－０５．１９：修订日期：２００８．０８．０５。 基金项目：国家自然科学基金项目（１０５７７００７）。 作者简岔：黄娟（１９８２一），女，硕士研究生，研究方向为无线移动自组织网的组网与路由技术；余敬东（１９６８～），男，副教授，研究方向为无线移动自组网、通信信号侦察、通信中的信号处理。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｖｅ６７４３＠，ｓｉｎａ．ｃｏｉｎ 万方数据

基于AdHoc和移动IP的无线移动网络技术分析与研究

?42? 计算机与信息计术 网络天地 基于Ad Hoc 和移动IP 的无线移动 网络技术分析与研究 许绘香 张 慧 （中州大学信息工程学院 河南 郑州 450015） 摘 要 简要介绍了Ad Hoc 和移动IP 的工作原理，探讨了一种基于Ad Hoc 和移动IP 集成的无线移动网络体系结构， 并分析了其工作过程和服务性能。 关键词 Ad Hoc 移动IP 无线移动网络 0 引言 随着互联网和移动通信技术的飞速发展，无线移动互联网（Wireless Mobile Internet）正日益受到人们的关注。它使全球网络基础设施可以实现随时、随地、无缝地接入，从根本上改变了全球通信业的面貌。目前，通过移动IP 实现Ad Hoc 接入Internet 以拓展互联网的无线应用范围，正成为无线移动网络技术的研究热点。 1 Ad Hoc 网络和移动IP 技术概述 1.1 Ad Hoc 网络概述 Ad Hoc 网络即自组网（Self Organized Network），是一种特殊的对等式网络，它使用无线通信技术，由一组带有无线收发装置的移动节点组成，网络中所有节点的地位平等，无需设置任何的中心控制节点，也被称为多跳无线网（Multihop Wireless Network ）、无固定设施的网络（Infrastructureless Network），具有无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑等特点。Ad Hoc 网络通过移动节点间的相互协作来进行网络互联，而不依赖于任何固定的网络基础设施，每个移动节点都具有报文转发能力；当一个节点需要和另一个节点通信时，它或使用直接的无线链路，或通过到目的节点的多个中间节点的转发，即经过多跳路由，从而实现网络的自动组织和运行。Ad Hoc 网络路由协议通常被分为两类：先验式（proactive）和反应式（reactive）。先验式协议通过周期性路由控制信息的交换，每个节点始终维护到网络中所有节点的路由，如DSDV 和OLSR；反应式协议在节点需要时才发现路由，并且仅维护活动路由，如AODV 和DSR。 1.2 移动IP 概述 移动 IP 是用于移动主机移动性管理的一组网络层协议，其目的是使移动中的主机在保持原IP 地址不变的条件下能保持通信，类似于移动电话系统中的漫游，可适用于各种不同类型的移动通信系统。它定义了四个功能实体：移动主机（mobile host）、通信主机（corresponding host）、家乡代理（home agent）和外地代理（foreign agent）。移动主机是一个能在子网间移动的主机，当Internet 上的通信主机向移动主机发送IP 数据包时，数据包将交付到移动主机的家乡网络， 若移动主机离开了家乡网络，数据包将通过隧道（tunnel）机制交付到外地网络，外地代理负责拆封数据包并转发到移动主机。 2 Ad Hoc 和移动IP 集成原因分析 Ad Hoc 网络有很强的独立性，但它所使用的路由算法大多数只适用于单个Ad Hoc 网络，很少涉及如何实现Ad Hoc 网络与Internet 的互联，这些因素使它难以大范围与互联网通信。 移动IP 使节点在不同的子网间切换时仍可保持正在进行的通信，它提供了一种IP 路由机制，使移动节点能够以一个永久的IP 地址连接到任何子网中，它的扩展性使其能在整个Internet 上应用。 为了达到Ad Hoc 网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc 网络间移动和随时接入互联网，我们利用移动IP 的可扩展及可在不同网络中漫游的特性，从而实现Ad Hoc 网络与Internet 的互联。 3 Ad Hoc 和移动IP 结合的体系结构及工作过程 近几年，许多国内外学者从事Ad Hoc 网络和移动IP 集成方面的研究，并且提出了不同的解决方案。在此我们以图1所示的简单结构模型为例来探讨Ad Hoc 和移动IP 的结合思想及工作过程。 图1 体系结构 3.1体系结构 在图1所描述的体系结构中，无线移动网络由多个Ad Hoc 网组成，每个Ad Hoc 网相当于一个子网，它们都通过相应的网关（即基站）接入Internet，每个网关需配置两块网卡：