发布时间 : 星期二 文章隐藏节点和暴露节点更新完毕开始阅读8aac91b4fab069dc51220115
计算机学院专业实习小组报告
专业名称 网络工程
实习题目 基于NS2的无线自组织网络
协议仿真
计算机学院网络工程实习报告
2014年5月18日
目 录
摘 要 .................................................................................................................................................. 1 关键词 .................................................................................................................................................. 2 第一章 网络问题的理解............................................................................................................... 2 1.1 隐藏节点和暴露节点 .............................................................................................................. 2 1.1.1 隐藏节点 ............................................................................................................................ 2 1.1.2 暴露节点 ............................................................................................................................ 3 1.1.3 暴露节点和隐藏节点产生的原因及影响 ........................................................................ 4 1.1.4 解决办法 ............................................................................................................................ 4 1.2 RTS/CTS握手机制 ................................................................................................................. 5 1.2.1 浅析RTS/CTS ................................................................................................................... 5 1.2.2 RTS/CTS如何降低冲突 ................................................................................................... 5 1.2.3 RTS/CTS的退避算法 ....................................................................................................... 6 1.3 NS2中相关问题分析 .............................................................................................................. 7 1.3.1 NS2模拟的基本过程 ........................................................................................................ 7 1.3.2 无线传输模型 .................................................................................................................... 8 1.3.3 门限 .................................................................................................................................... 9 1.3.4 无线节点通信范围的设置 ................................................................................................ 9 第二章 网络环境的建立与配置 .................................................................................................... 10 2.1 NS2软件的安装与配置 ........................................................................................................... 10 2.1.1 软件安装 .......................................................................................................................... 10 2.1.2 相关配置 .......................................................................................................................... 11 2.1.3 出现的错误分析 .............................................................................................................. 11 2.2 隐藏节点仿真场景 .................................................................................................................. 13 2.2.1 网络拓扑结构 .................................................................................................................. 13 2.2.2 模拟仿真Tcl脚本 ........................................................................................................... 13 2.2.3 参数的设置 ...................................................................................................................... 16 2.3 暴露节点仿真场景 .................................................................................................................. 17 2.2.1 网络拓扑结构 .................................................................................................................. 17 2.3.2 模拟仿真Tcl脚本 ........................................................................................................... 18 2.3.3 参数设置 .......................................................................................................................... 20
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第三章 网络模拟运行 .................................................................................................................... 22 3.1 隐藏节点的模拟 ...................................................................................................................... 22 3.1.1 Trace文件 ........................................................................................................................ 22 3.1.2 Nam文件 ......................................................................................................................... 24 3.2 暴露节点的模拟 ...................................................................................................................... 26 3.2.1 Trace文件 ........................................................................................................................ 26 3.2.2 Nam文件 ......................................................................................................................... 27 第四章 网络性能仿真与分析 ........................................................................................................ 28 4.1 Gawk语言简介 ..................................................................................................................... 28 4.1.1 gawk处理文档的过程 .................................................................................................... 28 4.2 gnuplot绘图 ........................................................................................................................... 29 4.3 性能参数分析模型 ................................................................................................................ 30 4.3.1 传输延时 .......................................................................................................................... 30 4.3.2 时延抖动 .......................................................................................................................... 30 4.3.3 丢包率 .............................................................................................................................. 30 4.3.4 吞吐量 .............................................................................................................................. 30 4.4 丢包率计算 ............................................................................................................................ 31 4.4.1 NS2中网络丢包因素简介 .............................................................................................. 31 4.4.2 隐藏节点 .......................................................................................................................... 32 4.4.3 暴露节点 .......................................................................................................................... 35 4.5 吞吐率计算 ............................................................................................................................ 37 4.5.1 隐藏节点 .......................................................................................................................... 37 4.5.2 暴露节点 .......................................................................................................................... 40 结语 .................................................................................................................................................... 42
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摘 要
网络协议的开发和完善需要进行许多验证和与性能相关的测试，在很多情况下这些工作是不可能都在实际的硬件系统上完成的，往往受限于资源、经费、技术条件和场地等因素的影响，使得我们难以在实际的网络系统中完成验证和测试工作，这时需要在虚拟的环境中进行模拟仿真。本次实习是基于网络模拟软件NS2（Network Simulator）的无线自组织网络协议的仿真，针对在无线自组织网络(Ad--Hoc)中存在的的隐藏节点与暴露节点问题，我们利用NS2在虚拟的环境中进行模拟仿真，加深对于CSMA/CA（载波侦听多路访问冲突避免）中RTS/CTS的机制解决无线网络传输中的冲突问题的理解。
在NS2模拟环境下，我们学习了NS2中无线传输模型和门限的观念，在此基础上，通过分别编写无线网络环境中的隐藏节点、暴露节点有无RTS/CTS机制的的Tcl脚本语言，利用NS命令生成相应的Trace(跟踪文件)与Nam（动画演示文件），并通过Gawk程序语言对所有的trace文件进行有关吞吐量、丢包率、时延、抖动等性能参数的分析与研究，为了简化数据的分析，综合利用交互式绘图软件Gnuplot，将庞杂的数据资料转换成直观的图形，从而得出加入RTS/CTS对于解决无线网络传输中的数据包冲突问题的优势。
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