基于ns3构建隐藏节点场景:在平面网络搭建一个Ad Hoc 网络,节点N1、N2、N3 之间相距20m, 节点均使用UdpClient 发送报文,并设置RTS/CTS 机制,观察RTS/CTS 机制对隐藏节点的影 响,隐藏节点网络拓扑如下图4-1 所示,N1 与N3 节点为发送节点,N2 为接收节点,N1、N3 向N2 发送数据,N2 处于N1 与N3 的通讯范围内,N3 成为隐藏节点,收集数据并分析。观察 吞吐率、丢包率以及平均时延变化情况,并将RTS/CTS 机制开启后观察吞吐率、丢包率、平均 时延变化情况,分析隐藏节点对网络性能的影响,以及对比开启RTS/CTS 机制之后对网络性能 的变化。
时间: 2024-03-26 22:35:07 浏览: 109
好的,针对你的问题,我们可以使用ns3网络模拟器来构建隐藏节点场景,并观察RTS/CTS机制对隐藏节点的影响。下面是具体的实现步骤:
1. 安装ns3网络模拟器
首先,我们需要在本地或虚拟机上安装ns3网络模拟器。具体安装步骤可以参考ns3官方文档。
2. 编写网络场景脚本
接着,我们需要编写一个网络场景脚本来搭建隐藏节点场景,并设置RTS/CTS机制。下面是示例代码:
```c++
#include "ns3/core-module.h"
#include "ns3/network-module.h"
#include "ns3/wifi-module.h"
#include "ns3/mobility-module.h"
#include "ns3/internet-module.h"
#include "ns3/applications-module.h"
using namespace ns3;
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE ("HiddenNodeExample");
int main (int argc, char *argv[])
{
// 创建节点
NodeContainer nodes;
nodes.Create (3);
// 创建WiFi设备
WifiHelper wifi;
wifi.SetStandard (WIFI_PHY_STANDARD_80211a);
wifi.SetRemoteStationManager ("ns3::ConstantRateWifiManager",
"DataMode", StringValue ("OfdmRate54Mbps"));
// 创建物理层和信道模型
YansWifiPhyHelper wifiPhy = YansWifiPhyHelper::Default ();
YansWifiChannelHelper wifiChannel;
wifiChannel.SetPropagationDelay ("ns3::ConstantSpeedPropagationDelayModel");
wifiChannel.AddPropagationLoss ("ns3::RangePropagationLossModel",
"MaxRange", DoubleValue (20.0));
wifiPhy.SetChannel (wifiChannel.Create ());
// 创建MAC层
WifiMacHelper wifiMac;
wifiMac.SetType ("ns3::AdhocWifiMac");
// 安装设备和MAC层
NetDeviceContainer devices;
devices = wifi.Install (wifiPhy, wifiMac, nodes);
// 设置节点位置和移动模型
MobilityHelper mobility;
mobility.SetPositionAllocator ("ns3::GridPositionAllocator",
"MinX", DoubleValue (0.0),
"MinY", DoubleValue (0.0),
"DeltaX", DoubleValue (20.0),
"DeltaY", DoubleValue (20.0),
"GridWidth", UintegerValue (1),
"LayoutType", StringValue ("RowFirst"));
mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
mobility.Install (nodes);
// 配置网络层
InternetStackHelper internet;
internet.Install (nodes);
// 配置IP地址
Ipv4AddressHelper ipv4;
ipv4.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");
Ipv4InterfaceContainer interfaces = ipv4.Assign (devices);
// 创建UDP应用
uint16_t port = 9;
UdpServerHelper server (port);
ApplicationContainer serverApps = server.Install (nodes.Get (1));
serverApps.Start (Seconds (0.0));
serverApps.Stop (Seconds (10.0));
UdpClientHelper client (interfaces.GetAddress (0), port);
client.SetAttribute ("MaxPackets", UintegerValue (1000));
client.SetAttribute ("Interval", TimeValue (Seconds (0.1)));
client.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (1024));
ApplicationContainer clientApps1 = client.Install (nodes.Get (0));
clientApps1.Start (Seconds (1.0));
clientApps1.Stop (Seconds (10.0));
UdpClientHelper client2 (interfaces.GetAddress (2), port);
client2.SetAttribute ("MaxPackets", UintegerValue (1000));
client2.SetAttribute ("Interval", TimeValue (Seconds (0.1)));
client2.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (1024));
ApplicationContainer clientApps2 = client2.Install (nodes.Get (2));
clientApps2.Start (Seconds (1.0));
clientApps2.Stop (Seconds (10.0));
// 开启RTS/CTS机制
Config::SetDefault ("ns3::WifiRemoteStationManager::RtsCtsThreshold",
StringValue ("0"));
Config::SetDefault ("ns3::WifiRemoteStationManager::FragmentationThreshold",
StringValue ("2200"));
// 启用pcap文件记录
wifiPhy.EnablePcapAll ("hidden-node");
// 启动仿真器
Simulator::Stop (Seconds (10.0));
Simulator::Run ();
Simulator::Destroy ();
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们首先创建三个节点,然后创建一个802.11a标准的WiFi设备,并设置固定的发送速率和传输距离。接着,我们通过YansWifiChannelHelper来创建信道模型,并将其应用到设备上。然后,我们创建一个Ad Hoc WiFi MAC层,并安装设备和MAC层。接下来,我们使用MobilityHelper来设置节点的位置和移动模型。然后,我们通过InternetStackHelper来配置节点的网络层,并使用Ipv4AddressHelper来分配IP地址。接着,我们创建两个UDP应用,分别在节点N1和N3上运行,并将数据发送到节点N2上。然后,我们通过Config::SetDefault()函数来设置RTS/CTS阈值和分片阈值,以开启RTS/CTS机制。最后,我们启用pcap文件记录,以记录仿真结果。需要注意的是,我们只在节点N2上运行了一个UDP Server,以便收集数据和分析。
3. 运行网络场景脚本并分析结果
编译并运行上面的场景脚本,将生成名为"hidden-node-0-0.pcap"、"hidden-node-1-0.pcap"和"hidden-node-2-0.pcap"的pcap文件,分别记录节点N1、N2和N3之间的通信情况。我们可以使用Wireshark等网络分析工具来分析这些pcap文件,从而获取网络性能指标,如吞吐率、丢包率和平均时延等。需要注意的是,由于节点N3是隐藏节点,因此在开启RTS/CTS机制之前,节点N1和N3之间的通信可能会受到干扰,导致性能下降。在开启RTS/CTS机制之后,由于节点N2会发送CTS帧给节点N3,告知其可以发送数据,因此节点N3的发送不会再受到干扰,从而提高了网络性能。
希望这些信息能对你有所帮助!
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