实验八：NS3基础仿真实验.docx

- PAGE 1 - PAGE 13 计 算 机 网 络 实 验 实 验 指 导 书 实验名称 NS3基础仿真实验 实验目的 1．了解网络仿真的意义 2．熟悉NS-3的基本语句 3．安装并熟悉使用NS-3 4．用NS-3搭建最基本的网络仿真场景 实验背景 网络仿真技术 近年来，随着计算机和网络通信技术的不断发展，网络技术的研究也进入到了一个飞速发展的时期。研究人员不断开发出新的网络协议、算法和应用，以适应日益增长的网络通信需要。然而由于网络的不可控、易变和不可预测等特性的存在，给新的网络方案的验证、分析和比较带来了极大的困难。目前网络通信的研究一般分为以下3种方法。 1）分析方法：在理论和协议层面上对网络通信技术或系统进行研究分析，抽象出数学分析模型，利用数学分析模型对问题进行求解。如采用数学建模、协议分析、状态机、集合论以及概率统计等对多种理论分析手段和方法对通信网络及其算法、协议、网络性能等各个方面进行研究。 2）网络模拟：即计算机模拟仿真算法。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，它通过在计算机上建立一个虚拟的网络平台，来实现真实网络环境的模拟，网络技术研究人员在这个平台上不仅能对网络通信、网络设备、协议以及网络应用进行设计研究，还能对网络的性能进行分析和评价。 3）实验网方法：对网络协议、网络行为和网络性能采用建立实验室测试网络、网络测试平台（network testbed）和小规模商用实验网络的方式对网络进行实战检验。就是设计出研究所需要的合理硬件和软件配置环境，建立测试床和实验室，在现实的网络上进行研究。 以上3种方法有利有弊，相辅相成并各有侧重点。 理论研究适用于早期研究与设计阶段，对新算法和新技术进行理论准备和验证，除了人力和知识，几乎不需要什么额外成本。 实验网方法是网络和系统在投入实际应用前的一次系统的演练，能够发现网络设计与用户需求之间的相合度以及检验网络实际使用的效用和性能。该阶段建设成本很高，要求技术和设备开发相对成熟，网络系统基本成型，主要是对业务、系统稳定性能和服务性能的检验。 而网络模拟阶段可以说是理论方法和实验网方法的中间阶段，它可以对新协议进行初步实现和验证，并有助于新协议的及时调整和改进。网络模拟阶段由于采用计算机软件进行模拟，使得很多研究工作人员能够研究大规模网络和学习新协议新算法的设计和实现，并且能够在网络实用钱对其进行检验和改进。此外，它还可以在各种新老系统和算法之间进行比较而不必花费巨资去建立多个实际系统。因此，网络模拟是网络通信研究中一种非常重要的方法。 NS-3简介 俗话说“工欲善其事必先利其器”。为了方便网络研究人员的研究工作，一款好的网络模拟软件是必不可少的。它必须具备以下特点： 1）能够提供简单易用的使用界面，能方便快捷地建立和修改模拟环境和模拟配置； 2）能够提供常用的绝大部分网络协议、算法和应用模块； 3）能够方便地进行配置和扩展，有利于添加新的协议和算法。 当前有许多优秀的网络模拟软件，如NS-2（network simulator version 2）、OPNET（optimized performance network engineering tool）、OMNet++（objective modular network testbed in C++）、GloMoSim（global mobile information system simulator等，这为网络研究和开发人员提供了很好的网络模拟平台。 相比于以上提到的网络仿真软件，NS-3是比较年轻的网络仿真工具。NS-3是尽量吸取现有网络模拟工具的优点并避开其缺点，应用现代软件工程思想和网络仿真技术而设计开发的新一代网络模拟工具。 NS-3不是NS-2的扩展，而是一个全新的网络模拟器，是由美国华盛顿大学的Thomas R.Henderson教授及其研究小组在美国自然科学基金（NFS）的支持下，于2006年开始应用现代网络模拟技术和软件开发技术设计并开发的一个全新网络模拟工具。NS-3广泛汲取了现有优秀开源网络模拟器如NS-2、GTNetS、Yans等的成功技术和经验，专门用于教育和研究用途的离散事件模拟器，它基于GNU GPLv2许可，可以免费地获取、使用和修改。 NS-3相对简单易学、可扩展性好、节省资源，并且能提供高性能的，与真实网络相近的网络仿真，尤其能够集成到实验床和虚拟机环境，逐渐得到学术界的认可，在和仿真相关的国际会议如SIMUTools、SpringSim、ICST-NSTools等，以及网络方面的顶级会议如Sigcomm、Infocom等研究和使用NS-3的文献逐渐增多，详 /overview/publications。 实