NS2 和 Otcl 脚本基础


NS2(网络模拟器版本 2)是一种离散事件网络模拟器,广泛用于模拟和分析计算机网络的行为。它是一个开源软件,用 C++ 和 Otcl(面向对象工具命令语言)编写。Otcl(面向对象工具命令语言)是 Tcl(工具命令语言)的扩展,用于创建和控制网络实体以及配置 NS2 中的网络场景。

NS2 由两部分组成:C++ 部分,提供底层模拟引擎;Otcl 部分,提供用户界面以及用户与 C++ 部分之间的交互。C++ 部分负责调度和执行事件、维护网络状态以及处理低级细节,例如数据包处理和比特级操作。Otcl 部分负责创建和配置网络实体(例如节点和链路)以及指定网络场景。

要使用 NS2,您需要对 C++ 和 Otcl 都有基本的了解。要编写模拟脚本,您需要结合使用这两种语言。您用 Otcl 编写网络拓扑和场景,用 C++ 编写实际协议实现的代码。

以下是一个 Otcl 脚本的基本示例,该脚本创建一个简单的网络场景,其中包含两个节点和一个双工链路:

# 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

此脚本创建一个 Simulator 对象,用于控制模拟。创建了两个节点 n0 和 n1,并在它们之间创建了一个双工链路,带宽为 1 Mbps,延迟为 10 毫秒。该链路使用 DropTail 队列管理算法。$ns run 命令启动模拟。

您还可以使用 NS2 实现不同的路由和传输协议,例如 TCP、UDP、DSR、AODV、DSDV 等。

查看 NS2 提供的文档和示例,以及在线资源、教程和论坛将会有所帮助,这些都是一个良好的起点。

基本命令

以下是一些您可以在 Otcl 脚本中使用的基本命令,用于在 NS2 中创建和配置网络实体:

  • set ns [new Simulator] - 此命令创建一个新的 Simulator 对象,用于控制模拟。

  • set n[i] [$ns node] - 此命令创建一个新的节点,其中 i 是一个唯一标识节点的整数。节点被创建为 Node 类的对象,可用于配置节点的各种属性,例如其在网络中的位置、移动性和路由协议。

  • $ns duplex-link $n0 $n1 bw delay queue-type - 此命令在两个节点 $n0 和 $n1 之间创建一个双工链路,具有给定的带宽 (bw)、延迟 (delay) 和队列管理算法 (queue-type)。例如,$ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail 创建一个带宽为 1 Mbps、延迟为 10 毫秒的双工链路,并使用 DropTail 队列管理算法。

  • $ns simplex-link $n0 $n1 bw delay queue-type - 此命令在两个节点 $n0 和 $n1 之间创建一个单向链路,具有给定的带宽 (bw)、延迟 (delay) 和队列管理算法 (queue-type)。

  • $ns drop-tail - 此命令将队列管理算法设置为 DropTail。

  • $ns queue-limit $queue_var limit - 此命令设置变量名为 $queue_var 的队列的最大队列大小。例如,$ns queue-limit $tcp_queue 1000000 将最大队列大小设置为 1,000,000 字节。

  • $ns at time "$tcl_command" - 此命令调度一个 Tcl 命令,使其在给定的模拟时间执行。例如,$ns at 5.0 "$n0 start" 在模拟的 5.0 秒处启动一个节点。

  • $ns run - 此命令启动模拟,并运行指定的时间或直到发生特定事件。

  • $ns stop - 此命令在特定时间或事件停止模拟。

这些只是一些您可以用来在 NS2 中创建和配置网络实体的基本命令。还有许多其他命令和选项可用于微调模拟并实现更复杂的网络场景。最好参考 NS2 提供的文档和示例,以及在线资源、教程和论坛,以获取有关使用 NS2 和 Otcl 的更多信息。

一些基本命令的示例

当然,以下是一些如何在 Otcl 脚本中使用一些基本命令在 NS2 中创建和配置简单网络场景的示例:

创建 Simulator 对象并设置模拟停止时间

set ns [new Simulator]
$ns set stoptime 20

这将创建一个新的 Simulator 对象,并将模拟停止时间设置为 20 秒。

创建节点

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

这将创建三个节点 n0、n1 和 n2,作为 Node 类的对象。您可以使用这些节点配置节点的各种属性,例如其在网络中的位置、移动性和路由协议。

在两个节点之间创建双工链路

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

这将在节点 n0 和 n1 之间创建一个双工链路,带宽为 1 Mbps,延迟为 10 毫秒,并使用 DropTail 队列管理算法。

在两个节点之间创建单向链路

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

这将在节点 n0 和 n2 之间创建一个单向链路,带宽为 2Mbps,延迟为 15 毫秒,并使用 DropTail 队列管理算法。

设置队列大小限制

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

这将创建一个队列变量 $queue_var 并将其限制设置为 200 个数据包。

调度一个事件以在特定时间启动节点

$ns at 1.0 "$n0 start"

这将调度命令 $n0 start,使其在模拟开始后的 1 秒执行。

启动模拟

$ns run

这将启动模拟,并运行指定的时间或直到发生特定事件。

这些只是一些如何在 Otcl 中使用一些基本命令在 NS2 中创建和配置简单网络场景的示例。随着您继续学习和使用 NS2,您将能够构建更复杂的网络场景和协议。

更新于:2023 年 2 月 6 日

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