NS3网络仿真

• NS3安装与配置
• 点对点通信
• 交换机（ARP协议）
• 其他分析文件

1. 安装与配置

参考网址：维基百科NS3配置

1.1预先安装环境

• apt-get install gcc g++ python
• apt-get install gcc g++ python python-dev
• apt-get install mercurial python-setuptools git
• apt-get install qt4-dev-tools libqt4-dev
• apt-get install cmake libc6-dev libc6-dev-i386 g++-multilib
• apt-get install gdb valgrind
• apt-get install gsl-bin libgsl2 libgsl-dev
• apt-get install flex bison libfl-dev
• apt-get install tcpdump
• apt-get install sqlite sqlite3 libsqlite3-dev
• apt-get install libxml2 libxml2-dev
• apt-get install libgtk2.0-0 libgtk2.0-dev
• apt-get install vtun lxc
• apt-get install uncrustify
• apt-get install doxygen graphviz imagemagick
• apt-get install texlive texlive-extra-utils texlive-latex-extra texlive-font-utils texlive-lang-portuguese dvipng
• apt-get install python-sphinx dia
• apt-get install python-pygraphviz python-kiwi python-pygoocanvas libgoocanvas-dev ipython
• apt-get install libboost-signals-dev libboost-filesystem-dev
• apt-get install openmpi-bin openmpi-common openmpi-doc libopenmpi-dev

1.2下载ns-3

• cd

• mkdir repos

• cd repos

• hg clone http://code.nsnam.org/ns-3-allinone

当执行完以上命令后，你会看到如下内容

destination directory: ns-3-allinone requesting all changes adding changesets adding manifests adding file changes added 26 changesets with 40 changes to 7 files 7 files updated, 0 files merged, 0 files removed, 0 files unresolved

执行结束后可以在repos目录下看到ns-3-allinone目录，该目录下包含下面文件：

build.py*  constants.py  dist.py*  download.py*  README  util.py

进入该目录，执行如下命令：

• ./download.py -n ns-3-dev

执行结束后，可以看到目录下多了一些文件：

build.py*   constants.pyc  download.py*  nsc/   README  util.pyc    constants.py  dist.py*  ns-3-dev/     pybindgen/  util.py

进入ns-3-dev目录，准备build ns-3。

1.3编译ns-3

• cd ns-3-dev
• ./build.py

执行期间会有大量编译信息，最后提示build finished successfully.

进入ns-3-dev目录使用waf构建

• ./waf -d optimized configure
• ./waf -d debug configure
• ./waf
• ./waf -d debug –enable-sudo configure

1.4.测试用例
首先在ns-3-dev/examples/tutorial/下找到 myfirst.cc文件，将他拷贝到到scratch目录下。
然后再返回ns-3-dev目录，执行如下命令：

• ./waf –run myfirst

1.5安装netanim

• cd netanim
• make clean
• qmake NetAnim.pro
• make

1.6测试
在myfirst.cc文件中添加头文件

#include “ns3/netanim-module.h”

并在Simulartor::run()这句代码之前添加如下语句：

 AnimationInterface anim(“myfirst.xml”);  

保存后运行，

• ./waf – run myfirst

可以发现有myfirst.xml文件生成。
接下来进入netanim文件夹下，运行netanim

• ./NetAnim

然后选择刚才生成的myfirst.xml文件，点击运行即可。

2. 点对点通信
2.1网络拓扑

2.2源程序分析

int main (int argc, char *argv[]){  //设置时间单位  Time::SetResolution (Time::NS);  //两个日志组件生效，并且日志级别设置为INFO  LogComponentEnable ("UdpEchoClientApplication", LOG_LEVEL_INFO);  LogComponentEnable ("UdpEchoServerApplication", LOG_LEVEL_INFO);//声明一个结电容器并创建两个节点  NodeContainer nodes;  nodes.Create (2);//设置点到点协议的延迟和数据速率  PointToPointHelper pointToPoint;  pointToPoint.SetDeviceAttribute ("DataRate", StringValue ("500bps"));  pointToPoint.SetChannelAttribute ("Delay", StringValue ("2ms"));  //安装点到点网络设备  NetDeviceContainer devices;  devices = pointToPoint.Install (nodes);//安装协议栈  InternetStackHelper stack;  stack.Install (nodes);//设置IP地址  Ipv4AddressHelper address;  address.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");  Ipv4InterfaceContainer interfaces = address.Assign (devices);//应用程序部分，设置udp回显服务应用  UdpEchoServerHelper echoServer (9);//服务器端应用开始  ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install (nodes.Get (1)); //设置服务开始和结束时间 serverApps.Start (Seconds (1.0));  serverApps.Stop (Seconds (10.0));  UdpEchoClientHelper echoClient (interfaces.GetAddress (1), 9);  echoClient.SetAttribute ("MaxPackets", UintegerValue (1));  echoClient.SetAttribute ("Interval", TimeValue (Seconds (1.0)));  echoClient.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (1024));//客户端应用开始  ApplicationContainer clientApps = echoClient.Install (nodes.Get (0));  clientApps.Start (Seconds (2.0));  clientApps.Stop (Seconds (10.0));//产生动画AnimationInterface anim("myFirst.xml");//开始模拟  Simulator::Run ();  //模拟结束  Simulator::Destroy ();  return 0;}

2.3执行结果

3.交换机（ARP协议仿真）
3.1网络拓扑

3.2实验解释
发送数据，从n0到n1。
3.3源代码分析

int main (int argc, char *argv[]){  // 创建四个节点  NodeContainer terminals;  terminals.Create (4);//创建网桥  NodeContainer csmaSwitch;  csmaSwitch.Create (1);//建立拓扑结构//设置延迟和比特率  CsmaHelper csma;  csma.SetChannelAttribute ("DataRate", DataRateValue (5000000));  csma.SetChannelAttribute ("Delay", TimeValue (MilliSeconds (2)));  // 设置链路，将各节点连接到网桥  NetDeviceContainer terminalDevices;  NetDeviceContainer switchDevices;  for (int i = 0; i < 4; i++)    {      NetDeviceContainer link = csma.Install (NodeContainer (terminals.Get (i), csmaSwitch));      terminalDevices.Add (link.Get (0));      switchDevices.Add (link.Get (1));    }  //创建网桥设备  Ptr<Node> switchNode = csmaSwitch.Get (0);  BridgeHelper bridge;  bridge.Install (switchNode, switchDevices);  // 安装协议栈  InternetStackHelper internet;  internet.Install (terminals);  // 设置IP地址  //  NS_LOG_INFO ("Assign IP Addresses.");  Ipv4AddressHelper ipv4;  ipv4.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");  ipv4.Assign (terminalDevices);  //  // 创建ONoff应用基于udp  //  NS_LOG_INFO ("Create Applications.");  uint16_t port = 9;   // Discard port (RFC 863)  OnOffHelper onoff ("ns3::UdpSocketFactory",                      Address (InetSocketAddress (Ipv4Address ("10.1.1.2"), port)));  onoff.SetConstantRate (DataRate ("500kb/s"));  ApplicationContainer app = onoff.Install (terminals.Get (0));  // 设置开始应用的时间  app.Start (Seconds (1.0));  app.Stop (Seconds (10.0));  // 设置接收的节点  PacketSinkHelper sink ("ns3::UdpSocketFactory",                         Address (InetSocketAddress (Ipv4Address::GetAny (), port)));  app = sink.Install (terminals.Get (1));  app.Start (Seconds (0.0));  // 记录日志  AsciiTraceHelper ascii;  csma.EnableAsciiAll (ascii.CreateFileStream ("csma-bridge.tr"));  // 创建每个节点的端口发送接收包的情况  csma.EnablePcapAll ("csma-bridge", false);  // 产生动画，用于NetAnimAnimationInterface anim("csma-bridge.xml");//开始模拟  Simulator::Run ();  Simulator::Destroy ();}

3.4实验结果

第一次发送时，网桥不知道发送给哪个端口，所以进行广播；
之后地址表建立，便不再进行广播。

4.其他分析文件

4.1Pcap文件
Wireshark:可以看到每个结点接收发送数据的信息：

4.2 tr 跟踪文件

每一笔记录的开始字段都是封包事件发生的原因：
r表示这个封包被某个节点接受，+表示进入队列，-表示离开队列，d表示封包被队列丢弃；