NS-2下的TCP和TCPReno模块程序.doc

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，tcp.cc，tcp-reno.cc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tcp.cc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。而TCP在对FTP的数据进行分组处理后，与下层IP层进行通信，交换数据用到了底层的子程序send_one(*pkt,flags), 由TCP调用，用来将单个数据包发送到IP层，并由IP层进行转发到目的地。 TCP模块的分组头 NS-2采用了分组头的概念，用分组头代表一个分组，而没有具体的数据。发送和接收都只处理分组头，因为网络模拟是不需要具体的数据的，并且这种设计降低了计算机的开销，使单台计算机进行模拟网络成为可能。NS-2中，一个分组由多个分组头构成，如一个分组可以包括IP分组头、TCP分组头、RTP分组头、AODV分组头等。如果只传TCP，就可以去掉其他分组头。 TCP的分组头在tcp.h中定义。如下： struct hdr_tcp { double ts_; /* 发端发送时盖的时间戳*/ double ts_echo_; /* 对端收到时盖的时间戳 */ int seqno_; /* 本数据包的发送序号*/ int reason_; /*重传的原因*/ … static int offset_; // 本分组头在分组中的偏移量 inline static int offset() { return offset_; } //取得偏移量值 inline static hdr_tcp* access(Packet* p) { //用于从分组获取本TCP分组头 return (hdr_tcp*) p-access(offset_); } /* 用于获取前面参数的子程序 */ double ts() { return (ts_); } double ts_echo() { return (ts_echo_); } int seqno() { return (seqno_); } int reason() { return (reason_); } … }; 其中ts_、ts_echo_用于计算rtt时间,offset_记录下本TCP分组头在该分组中的偏移，而acess（*p）则根据此偏移量来获取该分组。TCP的发端和收端就是通过发送本端TCP分组头和接收对端分组头，来获取数据包的序号等信息，完成双方的通信。 TCP模块参数介绍 除了分组头的参数，TCP中的大量参数在TCP代理的类定义class TcpAgent中给出。下面列出了常用的参数： TracedInt t_rtt_; /* 往返时间RTT */ TracedInt t_srtt_; /