【正文】 為 x坐標(biāo)，第二列為 y 坐標(biāo)。 $ns halt puts Start Simulation... 執(zhí)行模擬 $ns run 數(shù)據(jù)流場景文件的生成 數(shù)據(jù)流類型選擇 cbr流，包固定大小為 512比特，無線節(jié)點數(shù)目 10個，隨機種子設(shè)為 1，節(jié)點間的最大連接數(shù)設(shè)為 5 且每秒發(fā)送 4個分組包，所以數(shù) 據(jù)發(fā)送速率為 4 512 8=16kbps。 禁止節(jié)點隨機移動 } 調(diào)用流量場景生成文件 source $val(cp) 調(diào)用隨機運動場景生成文件 source $val(sc) 設(shè)定無線節(jié)點的大小 for {set i 0} {$i$val(nn)} {incr i} { $ns initial_node_pos $node_($i) 40 } 仿真結(jié)束時重置節(jié)點 for {set i 0} {$i$val(nn)} {incr i} { $ns at $node_($i) reset。 其中 BEGIN 和 END 是特別的 Pattern， gawk 在開始或要結(jié)束時分別執(zhí)行相對應(yīng)于 BEGIN或 END 的 Action。例如， Trace 文件的每一行作為一個記錄，取實際 Ttrace 文件的記錄如下： 圖 仿真實驗 Trace文件部分截圖內(nèi)容 在對記錄的處理過程中，一般都要對記錄的字段進行操作。 結(jié)合 NS的 Trace 文件，以分組發(fā)送和到達接收之間的時間間隔來計算傳輸延時，計算方 式如下： D（ i） =RT（ i） S（ i） T 公式（ ）式中， D（ i)表示第 i 個分組的傳輸時延， RT（ i）表示第 i 個分組的接收時間，ST（ i）表示第 i 個分組的發(fā)送時間。 (6) Pkt id：分組的 id。 （ 10） Dst addr：表示分組的目的端，例如 3 的 0號端口。 （ 2） Time：事件發(fā)生的時間。 NAM使用方法如下： nam g geometry t graphInput i interval j startup_time k initial_socket_port_number Napplication_name c cache_size f configuration_file r initial_animation_rate a p S namfile NAM命令中的參數(shù)意義如下： g：指明 NAM 窗口的幾何位置； t：指定 nam 使用 tkgraph，并為 tkgraph 確定輸入文件； i: 指定屏幕刷新率，單位為毫秒（ ms），默認(rèn)為 50ms； j：指定 nam 演示時的仿真時間； k：初始化 socket端口號； N：為 nam實例命名，它可能在此后用于對等的同步； g：指明 NAM窗口的幾何位置； c：進行反向演示（模擬的逆過程）時，緩沖區(qū)所能存儲的活動對象的最大值（ size）； f: 演示啟動時所載入的文件； r：演示速度，默認(rèn)是 2ms（ ）； a：創(chuàng)建一個獨立的 nam實例； p：打印 Trace 的文件格式； S：開啟 X同步以便于圖形的調(diào)試，僅限于有 X環(huán)境的 UNIX 系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流生成工具 cbrgen 用來生成傳輸負(fù)載，可以產(chǎn)生移動節(jié)點之間的 TCP 流和 CBR 流。 用 NS解釋執(zhí)行剛才編寫的 OTcl 腳本。 假設(shè)用戶已經(jīng)完成了對 NS的擴展，或者 NS所包含的構(gòu)件已經(jīng)滿足了 要求， 那么進打一次仿真的步驟大致如下： 開始編寫 OTcl 腳本。 仿真 NS提供了更加接近真實網(wǎng)絡(luò)的仿真環(huán)境，這是其他仿真軟件所不具備的。 NS2 使用一整套C++類庫實現(xiàn)了大多數(shù)常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及鏈路層模型，利用這些類的實例可以搭建起整個網(wǎng)絡(luò)的模型，而且包括具體的細節(jié)實現(xiàn)。 當(dāng)某 Peer 接收到 n 個已編碼信息 E1 ,E2... ,En后，則有： ????????????????????????????????????????????????????nnnnnnnnn BBBCBBBcccccccccEEE. .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. . ... .. .. .. .. .. .212121222211121121 公式 () 如果公式 的系統(tǒng)轉(zhuǎn)移 矩陣 C 滿秩，即各編碼向量之間線性獨立，則能通過求解矩陣方程 [B1,B1.....Bn ]=C1[E1,E2.....En ]T 譯出各原始文件塊B1,B1.....Bn ，并恢復(fù)出原始文件。 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼的理論成果， Gkantsidis 等給出了基于隨機網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)的原理 模型（或稱概念模型），如圖 所示。 Katti等提出的基于機會的網(wǎng)絡(luò)編碼方法（ COPE）首次研究了網(wǎng)絡(luò)編碼在無線環(huán)境協(xié)議層面上的具體實現(xiàn)問題。文獻 [20]對網(wǎng)絡(luò)編碼在無線自組織網(wǎng)絡(luò)（ WirelessAd Hoc Networks）、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ Wireless Sensor Networks）和無線網(wǎng)狀網(wǎng) (Wireless Mesh Networks)中 的應(yīng)用進行了探討。通過對比測試，證明了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用層組播在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、資源利用率等方面的性能要優(yōu)于網(wǎng)絡(luò)層組播和普通的應(yīng)用層組播。 Chou 等最早將隨機網(wǎng)絡(luò)編碼付諸實施，構(gòu)建了一個可實用化的網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)，并在 Washington 大學(xué)的 Rocketfuel 項目所獲得的幾個 ISP 骨干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖线M行了仿真，取得了較好的傳輸性能。如果節(jié)點對傳輸?shù)男畔⑦M行線性操作，則稱為線性網(wǎng)絡(luò)編碼；否則稱為非線性網(wǎng)絡(luò)編碼（ Nonlinear Network Coding）。在圖 ， b1和b2都是源 s向端節(jié)點 y和 x發(fā)出的兩個單位 bit的信息，當(dāng) b1和 b2到達 w節(jié)點時，由于一次只能處理一個單位的信息，所以 W只能選擇發(fā)送其中之一，而另一個則必須送入等待隊列，因此，要使 Y和 Z這兩個目的節(jié)點都要收到這兩個信息，則 W必須至少傳送兩次；圖 ，節(jié)點 W對輸入的信息進行網(wǎng)絡(luò)編碼操作（“ +”表示模二加），然后將操作結(jié)果 b1 + b2（稱為編碼信息）發(fā)送至輸出鏈路(W,X)，然后又通過 鏈路 (X,Y)和 (X,Z)，最終傳送給信宿 Y 和 Z。 網(wǎng)絡(luò)編碼 (work coding)是一種融合編碼和路由的信息交換技術(shù)，在傳統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)的路由方法基礎(chǔ)上，通過允許對接收的多個數(shù)據(jù)包進行編碼信息融合，增加單次傳輸?shù)男畔⒘?，提高網(wǎng)絡(luò)整體性能。該模型根據(jù)節(jié)點之間聯(lián)系的緊密程度，中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 共 57 頁 將節(jié)點分布在多個在不同區(qū)域的社區(qū)，然后計算不同社區(qū)對每個節(jié)點的吸引力，并以此確定節(jié)點是否移動以及朝哪個目標(biāo)區(qū)域移動。此外，他們還在 INFOCOM參會期間進行了類似的實驗； UMass研究小組 [15]收集并分析了由公交車上的 WiFi節(jié)點組成的機會網(wǎng)絡(luò)DieselNet實際運行中的相遇規(guī)律。因此，相比于傳統(tǒng)的 MANET，移動模型對機會網(wǎng)絡(luò)研究更加重要。 鏈路帶寬受限 機會網(wǎng)絡(luò)采用無線傳輸技術(shù)作為其基本通信手段，與有線傳輸技術(shù)相比，它具有較低的傳輸帶寬。 機會網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c 多跳網(wǎng) 由于無線通信的距離受限制，機會網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間的通信通常需要借助其他節(jié)點的中繼轉(zhuǎn)發(fā)才能實現(xiàn)，便形成了多跳通信路徑。EID中包含一個或多個機會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。因此為了避免這樣的事情發(fā) 生，將數(shù)據(jù)打包成一個較大的消息，稱之為束，并使之不能輕易分割成更小的片段。 DTN網(wǎng)絡(luò)體系由多個底層運行獨立通信協(xié)議的DTN域組成。 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 57 頁 2 機會網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)編碼相關(guān)知識 機會網(wǎng)絡(luò)的概念 機會網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的自組織網(wǎng)絡(luò)，它不需要存在端到端的完整路徑，充分利用了節(jié)點 移動帶來的相遇機會（ contact），實現(xiàn)數(shù)據(jù)逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，并最終傳送到目的節(jié)點 [5]。我國的香港中文大學(xué)（ CUHK）、清華大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)和南京大學(xué)等也對網(wǎng)絡(luò)編碼展開了研究，并取得一定的進展。 Ho 等人推廣了這一概念，提出了有限域下隨機線性網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，并證實其有效性 [4]。 在上述的各種網(wǎng)絡(luò)發(fā)展后，一種節(jié)點移動范圍更大，網(wǎng)絡(luò)大多數(shù)都是不連通的新型網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了，這種類型的網(wǎng)絡(luò)被稱為機會網(wǎng)絡(luò)，機會網(wǎng)絡(luò)是一種不需要源節(jié)點和目的節(jié)點之間存在完整路徑，利用節(jié)點移動帶來的相遇機會實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的自組織網(wǎng)絡(luò)?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》 (2022一 2020)中已經(jīng)明確提出了未來通信領(lǐng)域的競爭將集中反映在特殊環(huán)境和新興應(yīng)用領(lǐng)域中的通信網(wǎng)絡(luò)能力及通信技術(shù)的競爭上 [1]。同時在一些領(lǐng)域，機會網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未形成，尤其在國內(nèi)對于這類高延遲的特殊通信網(wǎng)絡(luò)的研究才剛剛起步。網(wǎng)絡(luò)編碼的核心思想是允許通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點對傳輸?shù)男畔⑦M行操作和處理（如有限域中的運算等），而不再局限于存儲與轉(zhuǎn)發(fā)。研究網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)成為了現(xiàn)中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 57 頁 代通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，在通信網(wǎng)絡(luò)性能研究中起關(guān)鍵性作用。當(dāng)節(jié)點（如：車輛、移動用戶）進入彼此的通信范圍之內(nèi)時，則發(fā)生通信，當(dāng)兩者離開彼此通信范圍時，則鏈路斷開，停止通信。 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 57 頁 機會網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架 機會網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng) Inter傳輸結(jié)構(gòu)的最 大區(qū)別在于束層（ BundleLayer），它位于傳輸層和應(yīng)用層之間，它跟底層協(xié)議相互配合，使得應(yīng)用程序可以跨過多個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)通信。此外，對于具體的應(yīng)用，可能還需要一些狀態(tài)域和認(rèn)證消息，例如，監(jiān)管傳送請求等。區(qū)域名是早先提出的一個概念，一個完整的地址由區(qū)域號 和節(jié)點號組成。 分布式控制 在機會網(wǎng)絡(luò)中，為了實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點之間的通信，需要解決無線資源使用、路由發(fā)現(xiàn)等控制問題。 有限的安全性 機會網(wǎng)絡(luò)由于采用分布式控制、無中心、臨時組織等原因，它比一般的無線網(wǎng)絡(luò)更易受到安全方面的威脅。 MT 是指兩個節(jié)點從靜止開始到第一次相遇 (進入通信范圍 )經(jīng)過的時間間隔，而 IMT 是指兩個節(jié)點前后兩次相遇的時間間隔。 基于社區(qū)的移動模型 人所攜帶設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)是機會網(wǎng)絡(luò)的一個主要應(yīng)用，探索適用于這類場景且便于數(shù)學(xué)分析的移動模型機會網(wǎng)絡(luò)研究的一個重點。前者是選擇在本地社區(qū)內(nèi)移動，后者是在其他地方漫游。經(jīng)過幾年的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)編碼的理論研究已取得重要進展，在應(yīng)用基礎(chǔ)和工程實踐方面的研究正在全方位展開。也就是說，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)模式實現(xiàn)了該組播的理論傳輸容量。圖 所示的節(jié)點 W對輸入的信息 b1 和 b2 進行的模二加操作，就是一種最簡單的線性網(wǎng)絡(luò)編碼操作方式。最初的 CodedStream 在自己的仿真平臺上進行了測試，其后續(xù)研究將整個思想進一步擴展，并利用 PlaLab 平臺進行了更廣泛的測試。但是， T. Nad等通過進一步的實驗證實，由于在執(zhí)行編碼和譯碼操作時需要一定的 I/O 和 CPU消耗，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用層組播的傳輸容量往往無法達到預(yù)期。 Ad Hoc組播方面提出了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼的最小化能量解決方法 [22]，使得傳輸每比特信息消耗的能量最小，以此來節(jié)省 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)分發(fā)的能耗。靈活的設(shè)計使得即使在網(wǎng)絡(luò)交通需求未知或者網(wǎng)絡(luò)流量劇增、或者發(fā)送 /接收方動態(tài)變化的情況下， COPE協(xié)議仍能有效的支持多路單播流。 = E 1c1 + E2 c2分發(fā)給 Peer B。Avalanche 能克服基于存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的 數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)（如 BitTorrent 等）的缺陷和不足，可以顯著減少節(jié)點平均下載時間，進一步提升數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)的傳輸性能。另一方面，具有面向?qū)ο筇匦?的 Tcl 腳本語言通過調(diào)用引擎中各類的屬性、方法定義網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?， 配置數(shù)據(jù)源，目的端 ， 建立連接，產(chǎn)生所有事件的時刻表，運行并跟蹤模擬結(jié)果，還可以對結(jié)果進行相應(yīng)的統(tǒng)計處理或制圖，方便網(wǎng)絡(luò)研究者在短時間內(nèi)快速地開發(fā)和模擬出所需要的網(wǎng)絡(luò)壞境。 可 擴 充 性 可擴充性表現(xiàn)在可以方便的添加新協(xié)議，讓使用范圍更加廣泛。 配置業(yè)務(wù)量模型的參數(shù)，從而確定網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)量分布。 下面是仿真的流程圖： 圖 NS2進行仿真的基本流程圖 NS2 仿真的基本組件和使用 節(jié)點的結(jié)構(gòu)和配置 無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點是可移動的節(jié)點，擁有很多屬性，如果使用 NS研究無線網(wǎng)絡(luò)需要在無線節(jié)點創(chuàng)建之前對節(jié)點的各項屬性進行配置。生成 setdest 的命令的源代碼文件在 ~