ns2 网络仿真软件
NS 是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台，研究人员使用它可以很容易的进行网络技术的开发 ，
而且发展到今天，它所包含的模块已经非常丰富， 几乎涉及到了网络技术的所有方面。所以，NS 成了目前学术界广泛
使用的一种网络模拟软件。在每年国内外发表的有关网络技术的学术论文中，利用 NS 给出模拟 结果的文章最多，通过
这种方法得出的研究结果也是被学术界所普遍认可的，此外，NS 也可作为一种辅助教学的工具，已被广泛应用在了网
络技术的教学方面。因 此，目前在学术界和教育界，有大量的人正在使用或试图使用 NS。
然而，对初学者来说，NS 是非常难于掌握的，一般人从学习 NS 到上手至少 需要半年多时间。原因是多方面的：一方
面，NS 内容庞杂，随软件所提供的手册更新不够快，初学者阅读起来非常困难；另一方面，使用 NS 还要掌握其它很多
必 备的相关知识以及相关工具，这会使初学者感到无从入手;有的使用者可能还不了解网络模拟的过程或是对 NS 软件的
机制缺乏理解，这也影响了对 NS 的掌握。另 外，不论在国外还是国内，还没有一本书能集中回答和解决这些问题，这
也是 NS 难于被掌握的一个重要原因。
1、NS2 简介
NS2 （Network Simulator, version 2）是一种面向对象的网络仿真器，由 UC Berkeley 开发而成。它本身有一个虚拟时钟，
所有的仿真都由离散事件驱动的。目前 NS2 可以用于仿真各种不同的 IP 网，已经实现的一些仿真有：网络 传输协议，
比如 TCP 和 UDP；业务源流量产生器，比如 FTP，Telnet,Web CBR 和 VBR；路由队列管理机制，比如 Droptail,RED 和
CBQ；路由算法，比如 Dijkstra 等。NS2 也为进行局域网的仿真而实现了多播 以及一些 MAC 子层协议。NS2 使用 C++
和 Otcl 作为开发语言。 NS 可以说是 Otcl 的脚本解释器，它包含仿真事件调度器、网络组件对象库以及网络构建模型库
等。事件调度器计算仿真时间，并且激活事件队列中的当前事 件，执行一些相关的事件，网络组件通过传递分组来相互
通信，但这并不耗费仿真时间。所有需要花费的仿真时间来处理分组的网络组件都必须要使用事件调度器。 它先为这个
分组发出一个事件，然后等待这个事件被调度回来之后，才能做下一步的处理工作。事件调度器的另一个用处就是计时。
NS 是用 Otcl 和 C++编写 的。由于效率的原因，NS 将数据通道和控制通道的实现相分离。为了减少分组和事件的处理
时间，事件调度器和数据通道上的基本网络组件对象都使用 C++写出并编译的，这些对象通过映射对 Otcl 解释器可见。
当仿真完成以后，NS 将会产生一个或多个基于文本的跟踪文件。只要在 Tcl 脚本中加入一些简单的语句，这些文件中就
会包含详细的跟踪信息。这些数据可以用于下一步的分析处理，也可以使用 NAM 将整个仿真过程展示出来。
2、使用 NS 进行网络仿真的方法和一般过程
进行网络仿真前，首先分析仿真涉及哪个层次，NS 仿真分两个层次：一个是基于 OTcl 编程的层次。利用 NS 已有的网
络元素实现仿真，无需修改 NS 本身，只需 编写 OTcl 脚本。另一个是基于 C++和 OTcl 编程的层次。如果 NS 中没有所
需的网络元素，则需要对 NS 进行扩展，添加所需网络元素，即添加新的 C++ 和 OTcl 类，编写新的 OTcl 脚本。整个仿
真的过程简图如图 2 所示：
假设用户已经完成了对 NS 的扩展，或者 NS 所包含的构件已经满足了要求，那么进行一次仿真的步骤大致如下：
（1） 开始编写 OTcl 脚本。首先配置模拟网络拓扑结构，此时可以确定链路的基本特性，如延迟、带宽和丢失策略等。
（2） 建立协议代理，包括端设备的协议邦定和通信业务量模型的建立。
（3） 配置业务量模型的参数，从而确定网络上的业务量分布。
（4） 设置 Trace 对象。NS 通过 Trace 文件来保存整个模拟过程。仿真完后，用户可以对 Trace 文件进行分析研究。
（5） 编写其他的辅助过程，设定模拟结束时间，至此 OTcl 脚本编写完成。
（6） 用 NS 解释执行刚才编写的 OTcl 脚本。
（7） 对 Trace 文件进行分析，得出有用的数据。
（8） 调整配置拓扑结构和业务量模型，重新进行上述模拟过程。
NS2 采用两级体系结构，为了提高代码的执行效率，NS2 将数据操作与控制部分的实现相分离，事件调度器和大部分基
本的网络组件对象后台使用 C++实现和编译，称为编译层，主要功能是实现对数据包的处理；NS2 的前端是一个 OTcl
解释器，称为解释层，主要功能是对模拟环境的配置、建立。从用户角度看，NS2 是一个具有仿真事件驱动、网络构件
对象库和网络配置模块库的 OTcl 脚本解释器。NS2 中编译类对象通过 OTcl 连接建立了与之对应的解释类对象，这样用
户间能够方便地对 C++对象的函数进行修改与配置，充分体现了仿真器的一致性和灵活性。
2、NS2 的功能模块
NS2 仿真器封装了许多功能模块，最基本的是节点、链路、代理、数据包格式等等，下面分别来介绍一下各个模块。
⑴ 事件调度器：目前 NS2 提供了四种具有不同数据结构的调度器，分别是链表、堆、日历表和实时调度器。
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