摘要
    NS是由美国DARPA资助的VINT项目中的一项成果，作为事件驱动的虚拟试验床，提供精确到数据包的一系列行为的仿真。它完全开放源码，可进行二次开发，并且其真实性和可靠性高居世界仿真软件前列，在国内外有极高的知名度。本文介绍了NS对通信协议的仿真机制，讨论了网络可用带宽测量技术，以及如何利用NS在其编译层和解释层实现专用网试验平台下可用带宽测量的仿真技术。在解释层仿真测量时分别通过时延和吞吐量两个指标实现探测报文速率模型的仿真；在编译层仿真时，修改c++编写的NS核心模组，通过时延实现探测报文速率模型的仿真，并探索了使用变速发包模型对探测报文机制的进一步改进。通过大量的仿真结果分析，证明在NS环境下使用探测报文速率模型进行可用带宽测量仿真是一种切实可行的方案。
    关键字：NS，可用带宽，编译层，解释层
Abstract
    NS is a part of VICT project,as a testbed drived by discrete event it supports to record the behavior of each packet.it is a simulator tool that open the source code and can be developeted by user also.NS is a famous tool all over the world,cause the authenticity and the reliability are higher than most of the other network simulator tools.This paper has an introduction on NS,give a talk over the technology of measure the network available bandwith.and the method about simulate on configuration layer,interpreter layer in NS as well. When simulate on the interpreter layer,use timedelay and throughput to implement the simulator model of PROBE PACKETS SPEED, When simulator on configuration layer,modifier the core of NS moduler that write in c++,complete the simulate by the parameter of timedelay.Then,developed the model of PROBE PACKETS SPEED by CHANGE THE SPEED OF PROBE PACKET.Through an analyse on plentiful resultes of simulating,there comes out an conclusion that measure the available bandwith by the model of PROBE PACKETS SPEED is precisely.
    key words: NS,available bandwith,configurstion layer,interpreter layer
 
目  录 - 3 -
第一章  绪 论 - 5 -
1.1 课题背景、目的及意义 - 5 -
1.1.1 背景 - 5 -
1.1.2 目的及意义 - 6 -
第二章  NS - 7 -
2.1 NS运行平台 - 7 -
2.1.1 NS的安装 - 7 -
2.1.2 NS软件包、模块的组成 - 8 -
2.1.3 NS的运行 - 9 -
2.2 NS体系结构 - 9 -
2.2.1 分裂对象模型 - 9 -
2.2.2 对象的体系结构 - 15 -
2.3 NS现有网络元素与工作机制 - 17 -
2.3.1 现有网络元素 - 17 -
2.3.2 工作机制 - 18 -
第三章  TCL语言与OTCL语言 - 19 -
3.1 TCL语言简介 - 19 -
3.2 OTCL语言介绍 - 19 -
第四章  NS解释层使用 - 23 -
4.1 NS工作概述 - 23 -
4.2 简述NS命令 - 24 -
第五章  AWK语言与GNUPLOT - 28 -
5.1 AWK语言 - 28 -
5.1.1 简介 - 28 -
5.1.2 运作 - 28 -
5.1.3 工作流程 - 29 -
5.2 GNUPLOT - 29 -
5.2.1 gnuplot命令 - 29 -
5.2.2 gnuplot图形设置 - 30 -
第六章  IP网络可用带宽的测量、算法选择 - 31 -
6.1 可用带宽 - 31 -
6.2 相关概念 - 31 -
6.3 测量模型 - 32 -
6.4 方案设计、算法选择 - 32 -
6.5仿真分析、安排 - 33 -
第七章  可用带宽测量解释层仿真实现 - 35 -
7.1 仿真场景 - 35 -
7.2 仿真过程 - 35 -
7.3 仿真后期处理及结构分析 - 38 -
7.4改进后的仿真 - 41 -
第八章  可用带宽测量编译层实现 - 43 -
8.1 通过时延计算可用带宽 - 43 -
8.1.1 编译层实现的方法 - 43 -
8.1.2 具体步骤 - 43 -
8.1.3 仿真与后期分析 - 50 -
8.2 多级发包速率计算可用带宽 - 51 -
8.2.1 问题分析 - 51 -
8.2.2设计与实现 - 51 -
8.2.3 仿真与分析 - 56 -
致谢 59
参考文献 60
 
第一章  绪 论
1.1 课题背景、目的及意义
    本文介绍了基于NS2网络仿真工具对专用网络试验平台进行可用带宽测量的仿真。随着互联网的快速发展，以及使用范围的推广，网络的效率、可靠性和公平性成为人们越来越重视的话题。与网络效率和公平性直接相联系的就是对于网络资源的分配、调度。所以，在传输控制的资源管理中，可用带宽的测量、分配非常重要。在早期，当新的可用带宽测量算法或者是协议完成时，研究人员多借助实验或是数学分析的方式来验证它，但是随着互联网的不断发展，网络环境也越来越复杂，搭建一个新的实验环境相当昂贵，而且由于特定协议、算法对特定环境的依赖性，高昂代价搭建的网络很可能在以后的学习研究中没有作用，而采用数学分析的方法，一方面由于网络和协议的复杂性难以分析；另外就算分析方法有了，往往也会带来很大的工作量。NS作为一款基于事件的免费仿真工具，在仿真分析上具有较高的准确性，采用NS仿真的方式来验证新的算法的可行性是比较好的方法。这样，可以采用仿真的结果对算法的改进进行指导。另一方面，这样验证算法的可行性成本低，且工作量小。