NS2 和 Otcl 指令碼基礎


NS2(網路模擬器版本 2)是一種離散事件網路模擬器,廣泛用於模擬和分析計算機網路的行為。它是一個開源軟體,用 C++ 和 Otcl(面向物件工具命令語言)編寫。Otcl(面向物件工具命令語言)是 Tcl(工具命令語言)的擴充套件,用於建立和控制網路實體以及配置 NS2 中的網路場景。

NS2 由兩部分組成:C++ 部分,提供底層模擬引擎;Otcl 部分,提供使用者介面以及使用者與 C++ 部分之間的互動。C++ 部分負責排程和執行事件、維護網路狀態以及處理低階細節,例如資料包處理和位元級操作。Otcl 部分負責建立和配置網路實體(例如節點和鏈路)以及指定網路場景。

要使用 NS2,您需要對 C++ 和 Otcl 都有基本的瞭解。要編寫模擬指令碼,您需要結合使用這兩種語言。您用 Otcl 編寫網路拓撲和場景,用 C++ 編寫實際協議實現的程式碼。

以下是一個 Otcl 指令碼的基本示例,該指令碼建立一個簡單的網路場景,其中包含兩個節點和一個雙工鏈路:

# Create a Simulator object
set ns [new Simulator]

# Create two nodes
set n0 [$ns node]
set n1 [$ns node]

# Create a duplex link between the nodes
$ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail

# Start the simulation
$ns run

此指令碼建立一個 Simulator 物件,用於控制模擬。建立了兩個節點 n0 和 n1,並在它們之間建立了一個雙工鏈路,頻寬為 1 Mbps,延遲為 10 毫秒。該鏈路使用 DropTail 佇列管理演算法。$ns run 命令啟動模擬。

您還可以使用 NS2 實現不同的路由和傳輸協議,例如 TCP、UDP、DSR、AODV、DSDV 等。

檢視 NS2 提供的文件和示例,以及線上資源、教程和論壇將會有所幫助,這些都是一個良好的起點。

基本命令

以下是一些您可以在 Otcl 指令碼中使用的基本命令,用於在 NS2 中建立和配置網路實體:

  • set ns [new Simulator] - 此命令建立一個新的 Simulator 物件,用於控制模擬。

  • set n[i] [$ns node] - 此命令建立一個新的節點,其中 i 是一個唯一標識節點的整數。節點被建立為 Node 類的物件,可用於配置節點的各種屬性,例如其在網路中的位置、移動性和路由協議。

  • $ns duplex-link $n0 $n1 bw delay queue-type - 此命令在兩個節點 $n0 和 $n1 之間建立一個雙工鏈路,具有給定的頻寬 (bw)、延遲 (delay) 和佇列管理演算法 (queue-type)。例如,$ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail 建立一個頻寬為 1 Mbps、延遲為 10 毫秒的雙工鏈路,並使用 DropTail 佇列管理演算法。

  • $ns simplex-link $n0 $n1 bw delay queue-type - 此命令在兩個節點 $n0 和 $n1 之間建立一個單向鏈路,具有給定的頻寬 (bw)、延遲 (delay) 和佇列管理演算法 (queue-type)。

  • $ns drop-tail - 此命令將佇列管理演算法設定為 DropTail。

  • $ns queue-limit $queue_var limit - 此命令設定變數名為 $queue_var 的佇列的最大佇列大小。例如,$ns queue-limit $tcp_queue 1000000 將最大佇列大小設定為 1,000,000 位元組。

  • $ns at time "$tcl_command" - 此命令排程一個 Tcl 命令,使其在給定的模擬時間執行。例如,$ns at 5.0 "$n0 start" 在模擬的 5.0 秒處啟動一個節點。

  • $ns run - 此命令啟動模擬,並執行指定的時間或直到發生特定事件。

  • $ns stop - 此命令在特定時間或事件停止模擬。

這些只是一些您可以用來在 NS2 中建立和配置網路實體的基本命令。還有許多其他命令和選項可用於微調模擬並實現更復雜的網路場景。最好參考 NS2 提供的文件和示例,以及線上資源、教程和論壇,以獲取有關使用 NS2 和 Otcl 的更多資訊。

一些基本命令的示例

當然,以下是一些如何在 Otcl 指令碼中使用一些基本命令在 NS2 中建立和配置簡單網路場景的示例:

建立 Simulator 物件並設定模擬停止時間

set ns [new Simulator]
$ns set stoptime 20

這將建立一個新的 Simulator 物件,並將模擬停止時間設定為 20 秒。

建立節點

set n0 [$ns node]
set n1 [$ns node]
set n2 [$ns node]

這將建立三個節點 n0、n1 和 n2,作為 Node 類的物件。您可以使用這些節點配置節點的各種屬性,例如其在網路中的位置、移動性和路由協議。

在兩個節點之間建立雙工鏈路

$ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail

這將在節點 n0 和 n1 之間建立一個雙工鏈路,頻寬為 1 Mbps,延遲為 10 毫秒,並使用 DropTail 佇列管理演算法。

在兩個節點之間建立單向鏈路

$ns simplex-link $n0 $n2 2Mb 15ms DropTail

這將在節點 n0 和 n2 之間建立一個單向鏈路,頻寬為 2Mbps,延遲為 15 毫秒,並使用 DropTail 佇列管理演算法。

設定佇列大小限制

set queue_var [$ns queue]
$ns queue-limit $queue_var 200

這將建立一個佇列變數 $queue_var 並將其限制設定為 200 個數據包。

排程一個事件以在特定時間啟動節點

$ns at 1.0 "$n0 start"

這將排程命令 $n0 start,使其在模擬開始後的 1 秒執行。

啟動模擬

$ns run

這將啟動模擬,並執行指定的時間或直到發生特定事件。

這些只是一些如何在 Otcl 中使用一些基本命令在 NS2 中建立和配置簡單網路場景的示例。隨著您繼續學習和使用 NS2,您將能夠構建更復雜的網路場景和協議。

更新於:2023 年 2 月 6 日

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