【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了相應(yīng)的路由請(qǐng)求。當(dāng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求分組時(shí)，它會(huì)將其上游節(jié)點(diǎn)的標(biāo)志ID錄入路由表，從而能夠構(gòu)建一條從目的節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的反向路由。當(dāng)源端移動(dòng)時(shí)，它會(huì)重新發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)算法；如果中間節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，那么與其相鄰的節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)鏈路失效并向其上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送鏈路失效消息并一直傳到源節(jié)點(diǎn)，而后源節(jié)點(diǎn)根據(jù)情況重新發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程。NS中，AODV的實(shí)現(xiàn)組合DSR和DSDV協(xié)議。它既具有DSR協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)功能，同時(shí)又使用了DSDV采用的逐跳路由、序列號(hào)和Beacon消息。第四章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建 ubuntu實(shí)驗(yàn)環(huán)境 Ubuntu是Linux的一個(gè)版本，是一款免費(fèi)的操作系統(tǒng)，Ubuntu 項(xiàng)目完全遵從開源軟件開發(fā)的原則；并且鼓勵(lì)人們使用、完善并傳播開源軟件。也就是Ubuntu目前是并將永遠(yuǎn)是免費(fèi)的。任何人可以任意方式下載、修改、修正和使用組成自由軟件的代碼。因此，除去自由軟件常以免費(fèi)方式提供這一事實(shí)外，這種自由也有著技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)：進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)，就可以使用其他人的成果或以此為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)。對(duì)于非自由軟件而言，這點(diǎn)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)，人們總得白手起家。基于上述原因，自由軟件的開發(fā)是迅捷、高效和激動(dòng)人心的！用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑免費(fèi)獲得，并可以任意修改其源代碼。這是其他的操作系統(tǒng)所做不到的。正是由于這一點(diǎn)，來(lái)自全世界的無(wú)數(shù)程序員參與了Linux的修改、編寫工作，程序員可以根據(jù)自己的興趣和靈感對(duì)其進(jìn)行改變。這讓Linux吸收了無(wú)數(shù)程序員的精華，不斷壯大。NS2在linux環(huán)境下運(yùn)行比在windows下更穩(wěn)定，出現(xiàn)更少的錯(cuò)誤，還可以更改linux內(nèi)核，使得仿真效果更好。 NS2的安裝 NS2簡(jiǎn)介NS 是Network Simulator 的英文縮寫，字面翻譯即為網(wǎng)絡(luò)模擬器，又稱網(wǎng)絡(luò)仿真器。NS2 則是網(wǎng)絡(luò)仿真器的第2 版，它是一種面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)仿真器，本質(zhì)上是一個(gè)以離散事件模擬器，其本身有一個(gè)虛擬的時(shí)鐘，所有的仿真都是由離散事件驅(qū)動(dòng)的。目前NS2可以用于仿真各種不同的通信網(wǎng)絡(luò)。它功能強(qiáng)大，模塊豐富，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的一些仿真模塊有：網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，如TCP和UDP；業(yè)務(wù)源流量產(chǎn)生器，如FTP、Telnet、Web CBR和VBR；路由隊(duì)列管理機(jī)制，如Droptai、RED和CBQ；路由算法，如Dijkstra，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的WLAN，Ad hoc路由，移動(dòng)IP和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等。NS2也為進(jìn)行局域網(wǎng)的仿真而實(shí)現(xiàn)了多播以及一些MAC子層協(xié)議。NS2使用了被稱為分裂對(duì)象模型的開發(fā)機(jī)制，采用C++和Otcl兩種開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)。仿真用戶只要通過簡(jiǎn)單易用的Tcl/OTcl腳本編寫出仿真代碼，對(duì)仿真拓?fù)?、?jié)點(diǎn)、鏈路等各種部件和參數(shù)進(jìn)行方便快速的配置。NS可以說是Otcl的腳本解釋器，它包含仿真事件調(diào)度器、網(wǎng)絡(luò)組件對(duì)象庫(kù)等。網(wǎng)絡(luò)組件模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或節(jié)點(diǎn)的通信，他們通過制定仿真場(chǎng)景和仿真進(jìn)程，交換特定的分組來(lái)模擬真實(shí)網(wǎng)絡(luò)情況，并將執(zhí)行情況記錄到日志文件（稱為Trace文件）中，以提供給仿真用戶進(jìn)行分析解讀，獲取仿真結(jié)果。NS采用這種分裂模型即提高了仿真效率，加快了仿真速度，又提供了仿真配置的靈活性和操作的簡(jiǎn)便性。 NS2的安裝NS2在ubuntu中的安裝步驟如下：1. 并解壓（tar–）2. 選擇安裝位置：（既想要安裝到的位置）3. 在終端里安裝：(1).打開一個(gè)終端（位置：應(yīng)用程序系統(tǒng)工具終端）；在終端里輸入sudoi，回車；按提示輸入密碼，回車，進(jìn)入root限操作；(2). 下載并安裝下一步安裝ns ：首先，在終端里輸入aptget install buildessential進(jìn)行下載、安裝，這一步是為了gccand some essential的安裝，如圖41：圖41 安裝buildessential接著，在終端里輸入aptget install 下載、安裝，這一步是為了tcland tk的安裝，如圖42：圖42 最后，在終端里輸入aptget install libxmudev進(jìn)行下載、安裝，這一步是為了nam的安裝，圖43。圖43 安裝libxmudev(3). 輸入cd命令，, cd /home/administrator/；輸入./install，進(jìn)行安裝。4. 設(shè)置環(huán)境變量在終端下輸入：gedit~/.bashrc。注意用你實(shí)際的路徑位置替換下面代碼中出現(xiàn)/ your/path的地方。added by janhexport PATH=$PATH:/home/natalie/:/home/natalie/:/home/natalie/“export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/natalie/:/home/natalie/“export TCL_LIBRARY=$TCL_LIBRARY:/home/natalie/上面步驟完成后，在終端中輸入下面代碼：source ~/.bashrc此時(shí)在終端下輸入：ns 如果出現(xiàn)了“％”表示安裝成功了，已經(jīng)可以使用NS2。退出ns時(shí)可以在“％”后鍵入：exit NS的仿真過程N(yùn)S的仿真過程大致如下所示：編寫OTcl腳本程序→建立并運(yùn)行仿真庫(kù)→仿真結(jié)果處理→trace文件數(shù)據(jù)分析以及nam動(dòng)態(tài)仿真。第五章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)本章研究實(shí)驗(yàn)首先在場(chǎng)景1中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中UDP的傳輸吞吐量、丟包率和端到端時(shí)延的分析；場(chǎng)景2是無(wú)線節(jié)點(diǎn)傳輸中四種無(wú)線路由策略的性能分析。下圖51的代碼是trace文件建立，用于記錄吞吐量、丟包率和網(wǎng)絡(luò)延遲，后面用xgraph來(lái)輸出圖像：圖51 建立trace的代碼以下圖52代碼用于創(chuàng)建代理，特別是接收端設(shè)置LossMonitor來(lái)記錄丟失分組等數(shù)據(jù)，用于后面對(duì)吞吐量，丟包率，延時(shí)的計(jì)算：圖52 創(chuàng)建代理的代碼下圖53代碼用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到相應(yīng)位置，以得到實(shí)驗(yàn)二的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，來(lái)進(jìn)行路由分析實(shí)驗(yàn)：圖53 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到相應(yīng)位置下圖54代碼是最后能得出結(jié)果的關(guān)鍵，是record函數(shù)的創(chuàng)建，用來(lái)計(jì)算吞吐量，丟包率，延時(shí)信息，并寫入相應(yīng)的trace文件(由于代碼過長(zhǎng)只截取了部分代碼)：圖54 record函數(shù)的創(chuàng)建下圖55代碼是finish函數(shù)中的代碼用來(lái)在坐標(biāo)圖中自動(dòng)顯示出吞吐量，丟包率，延時(shí)的對(duì)比圖像：圖55 顯示出吞吐量，丟包率，延時(shí)的對(duì)比圖像 程序運(yùn)行首先打開終端，輸入sudo i,回車，輸入密碼，進(jìn)入管理員權(quán)限如下圖56：圖56 進(jìn)入管理員權(quán)限然后輸入cd /home/administrator/桌面/ZGN,回車，進(jìn)入程序所在文件夾，如下圖57：圖57進(jìn)入程序所在文件夾最后輸入ns ，運(yùn)行程序，如下圖58：圖58運(yùn)行程序此時(shí)在文件夾內(nèi)已經(jīng)生成了相應(yīng)的trace和nam文件如下圖59：圖59 trace和nam文件此時(shí)程序已經(jīng)根據(jù)trace和nam文件，分別用xgraph和nam軟件生成了對(duì)比圖形和nam 圖形，下面將根據(jù)圖像作詳細(xì)分析。 無(wú)線環(huán)境下吞吐量，延時(shí)和丟包測(cè)試1．場(chǎng)景描述：該模型由8個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)組成，是前80秒的操作，在1秒，11秒，21秒，31秒0，2，4，6四個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)分別開始發(fā)包，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，丟包，延時(shí)，吞吐量等問題相繼產(chǎn)生。如下圖510為實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D，無(wú)線PC_0，PC_2， PC_4， PC_6分別向 PC_1， PC_3， PC_5， PC_7發(fā)送數(shù)據(jù)包：圖510 吞吐量，延時(shí)和丟包測(cè)試拓?fù)鋱D下圖511，在0秒的時(shí)候8個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的nam 圖：圖511無(wú)線節(jié)點(diǎn)的nam 圖下圖512，在1秒的時(shí)候節(jié)點(diǎn)0開始向節(jié)點(diǎn)1發(fā)送數(shù)據(jù)包，此時(shí)并未發(fā)現(xiàn)丟包象：圖512 0開始向節(jié)點(diǎn)1發(fā)送數(shù)據(jù)包圖513，在11秒的時(shí)候節(jié)點(diǎn)2開始向節(jié)點(diǎn)3發(fā)送數(shù)據(jù)包：圖513 2開始向節(jié)點(diǎn)3發(fā)送數(shù)據(jù)包下圖514，21秒以后節(jié)點(diǎn)4開始向5發(fā)送數(shù)據(jù)包并且由于信道占用，使得丟包現(xiàn)象明顯。 圖514 4開始向5發(fā)送數(shù)據(jù)包下圖515，在31秒以后節(jié)點(diǎn)6開始向節(jié)點(diǎn)7發(fā)送數(shù)據(jù)包，并且由于此時(shí)有四條無(wú)線傳輸鏈路在傳輸信道占用嚴(yán)重，所以丟包現(xiàn)象更加嚴(yán)重，如下圖：圖515 6開始向節(jié)點(diǎn)7發(fā)送數(shù)據(jù)包2．對(duì)前80秒trace文件生成圖像的分析，如下圖分別是生成的xgraph圖像：吞吐量對(duì)比圖像516：圖516吞吐量對(duì)比圖像分析：節(jié)點(diǎn)0在T =1秒開始傳送數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)1在T=11秒開始傳送數(shù)據(jù)。［，　11］內(nèi)，唯有節(jié)點(diǎn)1傳送數(shù)據(jù)，它占用了所有的網(wǎng)絡(luò)帶寬，所以上圖該時(shí)段內(nèi)，節(jié)點(diǎn)1的性能在整個(gè)模擬過程是最好的。節(jié)點(diǎn)2在T=11秒開始傳送數(shù)據(jù)，開始與節(jié)點(diǎn)0爭(zhēng)用信道資源，不過在T=，還未超出信道的服務(wù)能力； 隨著更多節(jié)點(diǎn)的相繼加入，我們看到各節(jié)點(diǎn)的傳輸率一再下降，并且由于爭(zhēng)用，各自均處于波動(dòng)狀態(tài)。丟包率對(duì)比圖像517：圖517 丟包率對(duì)比圖像分析：從圖517中可以看出，每當(dāng)爭(zhēng)用通信信道的節(jié)點(diǎn)數(shù)增加，數(shù)據(jù)丟包率就相應(yīng)增大。因?yàn)閇 , 11 ]時(shí)段內(nèi)，只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用通信新到時(shí)，數(shù)據(jù)丟包率為0， 而當(dāng)有更多的節(jié)點(diǎn)加入并共同爭(zhēng)用信道時(shí)，節(jié)點(diǎn)的通信性能開始變壞（即，開始丟包）。延時(shí)對(duì)比圖像518：圖518 延時(shí)對(duì)比圖像分析：由圖518隨著爭(zhēng)用通信信道的節(jié)點(diǎn)數(shù)增加，數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)延明顯增大，并且擁塞窗口大?。–W）調(diào)整所需時(shí)間更長(zhǎng)。 AdHoc路由對(duì)比分析1． 場(chǎng)景描述：本實(shí)驗(yàn)要求就相同場(chǎng)景分別使用不同的無(wú)線路由協(xié)議，對(duì)比其性能。由于現(xiàn)在的無(wú)線路由協(xié)議分為 先驗(yàn)式路由協(xié)議和反映式路由協(xié)議 ，本實(shí)驗(yàn)采用了最典型的DSDV和AODV來(lái)對(duì)比分析。該模型由8個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，并在1000 m1000 m的范圍內(nèi)按以下預(yù)定的移動(dòng)模式移動(dòng)。8個(gè)節(jié)點(diǎn)初始坐標(biāo)為：節(jié)點(diǎn)0（1，400）、節(jié)點(diǎn)1（900，1）、節(jié)點(diǎn)2（100，200）、節(jié)點(diǎn)3（220，200）、節(jié)點(diǎn)4（340，200）、節(jié)點(diǎn)5（460，200）、節(jié)點(diǎn)6（580，200）、節(jié)點(diǎn)7（700，200）。模擬開始運(yùn)行后，在100 s時(shí)節(jié)點(diǎn)0以50 m／s速度向目標(biāo)坐標(biāo)（1，250）移動(dòng)，1以50 m／s的速度向目標(biāo)坐標(biāo)（800，50）移動(dòng)，在250s時(shí)節(jié)點(diǎn)0開始以50m／s速度向目標(biāo)坐標(biāo)（800，250）移動(dòng)。在節(jié)點(diǎn)0和節(jié)點(diǎn)1之間建立固定比特率（CBR）業(yè)務(wù)流，CBR的分組大小為512字節(jié)。并且在130s時(shí)，節(jié)點(diǎn)0開始向節(jié)點(diǎn)1發(fā)送CBR數(shù)據(jù)包，模擬的總時(shí)間設(shè)為400s。通過下圖519所示程序段改變路由協(xié)議：圖519 節(jié)點(diǎn)屬性設(shè)置下圖520為實(shí)驗(yàn)在開始時(shí)的拓?fù)鋱D，無(wú)線PC_0通過PC_2，PC_4， PC_5，PC_6，PC_7把數(shù)據(jù)傳給PC_1：圖520 路由分析拓?fù)鋱D ：在87秒時(shí)，節(jié)點(diǎn)迅速移動(dòng)，形成了該模型的場(chǎng)景，如下面的nam圖520：圖520 開始時(shí)的nam 在100s時(shí)，0，1節(jié)點(diǎn)開始移動(dòng)形成如下圖521：圖521 0，1節(jié)點(diǎn)開始移動(dòng)此時(shí)DSDV協(xié)議已經(jīng)開始交換相鄰節(jié)點(diǎn)路由信息在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)，而AODV協(xié)議在開始發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)才尋找路由，源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前先廣播一個(gè)路由請(qǐng)求消息,附近節(jié)點(diǎn)收到后再次廣播,直到請(qǐng)求消息到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)或到達(dá)知道目的節(jié)點(diǎn)路由的中間節(jié)點(diǎn),目的節(jié)點(diǎn)或中間節(jié)點(diǎn)沿原來(lái)路徑返回響應(yīng)消息如下圖522：AODV:圖522 AODV協(xié)議尋找路由數(shù)據(jù)傳輸時(shí)如下圖523，圖524：DSDV：圖523 DSDV開始數(shù)據(jù)傳輸AODV：圖524 AODV開始數(shù)據(jù)傳輸由上面兩圖可以開出DSDV下的路徑為：0345671，而AODV下為：02345671。很明顯DSDV路徑更短，能更好的獲得最優(yōu)路徑。在250s時(shí)，0，1節(jié)點(diǎn)開始移動(dòng)，在移動(dòng)過程中丟包嚴(yán)重，并且路由路徑很不穩(wěn)定，直到到達(dá)目的位置以后，DSDV協(xié)議才開始與臨近節(jié)點(diǎn)交換路由信息300s時(shí)才開始穩(wěn)定的傳輸，而AODV是反應(yīng)式路由協(xié)議相對(duì)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)反應(yīng)更快能更快的找到路徑如下圖525，圖526：DSDV：圖525 DSDV 300s時(shí)才開始穩(wěn)定的傳輸AODV：圖526 DSDV 266s時(shí)才開始穩(wěn)定的傳輸延時(shí)圖形526，527：DSDV：圖526 DSDV延時(shí)AODV：圖527 AODV延時(shí)分析：以上兩圖526，527，在130s時(shí)，0節(jié)點(diǎn)開始發(fā)包，DSDV因?yàn)橹耙呀?jīng)交換了路由信息延時(shí)很小就開始發(fā)送數(shù)據(jù)包，而AODV在130s時(shí)才開始廣播尋找路由路徑所以延時(shí)明顯增加。直到250s，數(shù)據(jù)傳輸都比較穩(wěn)定，在250s是由于兩節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，使得路由路線頻繁變換，兩節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的位置后又開始尋找路徑。DSDV必須定時(shí)與臨近節(jié)點(diǎn)交換路由信息，一個(gè)沒有找到路由的分組到達(dá)節(jié)點(diǎn)后首先被緩存，同時(shí)節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由查詢消息，直到接收到來(lái)自接收端的路由響應(yīng)消息，開銷比較大直到300s后才找到路徑，開始傳輸。而AODV源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前先廣播一個(gè)路由請(qǐng)求消息,附近節(jié)點(diǎn)收到后再次