无线网络仿真软件使用

1、计算机学院 秦向红 无线网络无线网络仿真软件使用one1. 软件安装准备说明（1）安装平台：window 8（2）所需软件：one_1.5.1.zip(windows版)，jdk-8u20-windows-x64.exe(jdk1.8)，ActivePerl（windows平台perl解释器），Graphviz（用于将程序生成的数据绘图，程序会生成与graphviz兼容的文件）。2. 软件安装（1） 安装JDK，双击jdk-8u20-windows-x64.exe文件，一直选择默认安装即可。注意选择一个合适的安装路径即可。（2） 为JDK配置环境变量。控制面板>系统与安全>系统&g

2、t;高级系统设置>环境变量中新建一个JAVA_BIN用户变量，如图1所示。然后在系统变量中找到path变量，把JAVA_BIN添加到path中，并在后面加上“;（注意是英文输入法下的）”，添加完成如图2所示。点击确定即可。图 1图 2（3）测试JDK安装成功，打开DOS命令窗口，输入javac，如果在窗口中能够出来一些提示，如图4所示，就说明环境变量注册成功。如果提示命令不存在，如图3所示，则表示注册不成功。图 3图 43. 程序的运行（1）编译源代码。我的one程序文件夹的路径为E:one_1.5.1，在DOS窗口中用cd命令进入one_1.5.1所在的目录，如图5所示。图 5（2）输

3、入命令编译程序，命令为compile.bat，如图6所示。图 6（3）执行程序。输入命令执行程序，命令为one.bat，如图7所示。将会出现程序图形界面，如图8所示。此时程序运行成功，并且运行成功地是默认程序。图 7图 84. One的进一步学习首先，从整体上把握ONE的基本框架，如图1-9所示。从图上可以看出，在ONE中，一个模拟环境包含节点的移动模拟，路由模拟，可视化的界面以及消息报告模块。移动模型可以通过整合的移动模块产生，也可以通过外部的接口人工导入，模拟产生的消息事件可以导出到报告模块做进一步分析。节点移动行为通过movement models实现，软件已经整合了六种移动模型。当然也

4、可以自定义自己的移动模型，定义的方法有两种，一种方法通过外部收集的trace集进行导入，trace集有严格的数据格式（比如节点位置（GPS），buffer size，速度等）。另外一种方法通过一个外部模块接口实现。路由功能通过routing modular实现，同样，ONE已经定义了六种路由模型，这六种路由模型皆为active routing，为了与外部的其他DTN路由模拟器的路由模型（如dtnsim）交互，或是方便自定义自己的路由算法，ONE特意设定了一个passive routing接口，如此，方便了ONE路由模型的扩展。路由模块主要负责消息的传送，包括消息的copy，relay，rece

5、ive，abort等事件。消息事件的产生则由event generator负责。模拟的结果作为输出事件通过simulation engine输入到report modular中做进一步分析处理，处理结果再进一步被外部的post-processing tools处理，产生关于本次模拟的统计信息，这些信息可以通过作图工具（如Graphviz和gnuplot）直观地显示出来。另外，GUI可以显示出整个模拟的场景和节点的状态信息，如：位置，相遇时间，信息携带者，信息传送的量等。      各个模块详细记录了当前操作的状态，模块之间通过bus进行通信，共

6、享各模块相互操作的结果。如节点移动模块可以根据路由模块的状态改变它的移动行为，反过来，路由模块可以基于节点移动模块中的相遇时间调整通信的参数。图 54.1 Software architecture  首先，软件各个模块的package，以及它们之间的交互显示如图10所示。图 6  每个模块分别对应上面的体系结构，其实现都是继承至一个基类，然后进行自身模块的扩展，core package实现了DTN主机以及它们之间的连接关系；gui package实现和GUI相关的类，playfield package是它的一个子类，负责整个界面的中央部分，ui实现了与用户交互的接口类和基

7、于文本的console 接口（传说中的黑框，ONE中也作为模拟界面，名为patch）。routing实现路由功能，movement实现节点的移动行为，将routing和movement模块产生的结果导入到report package中进行处理，最后，test package没有直接和核心模块相连，它主要包含系统测试的相关类，以此来检验模拟的结果是否达到真实的场景需求。4.2 Movement models如图11所示，节点的移动实现都是继承自MovementModel，软件实现了六种基本的移动模型，每种模型的运作机理详见，ExternalMovement模块可以对导入的trace进行操作，tr

8、ace数据的移动模型一般是基于map的，其数据格式是WKT，换句话说，只有WKT格式，ONE才能识别，有一个工具可以将获取的trace数据格式转化成WKT进行模拟，即一个GIS的开源项目OpenJUMP。图 74.3 Routing models同样，各路由模块的实现也是继承自MessageRouter，主要实现了六种active routing， First Contact , Direct Delivery, Spray and Wait (normal and binary), Epidemic, PRoPHET and MaxProp and within reference

9、。PassiveRouter模块定义了加载其他路由协议的接口。图 84.4 Mobility Model从大的方面，可以分为三种：1) 随机移动；2) 基于Map的随机移动；3) 基于用户行为的移动进一步细分：1) Random Walk（RW）2) Random Waypoint（RWP）3) Random Map-Based  Movement (MBM)4) Shortest Path Map-Based Movement (SPMBM)5) Routed Map-Based Movement (RMBM).6) Working Day Movement Model（WDM）所

10、有的移动模型都封装成一个类，继承于MovementModel，提供节点选择新路径的接口，SimMap类中描述了Map数据，DijkstraPathFinder类可以使用这些数据来找到一条最短路径，PointOfInterest类可以从Map数据中选择合理的POI数据点。模型见初识the ONE。下面分别描述几种模型。（1）RW：节点从当前位置随机选择一个方向和速度移动到一个新的位置，方向和速度从一个预先定义的范围里面选择，如：speedmin, speedmax,0,2 .通过一个固定的时间间隔t或固定的距离d之后，节点的方向和速度在重新计算。如图13所示。图 9（2）RWP：该模型类似RW，

11、只不过节点在选择下一个方向和速度时有一段自定义的暂停时间（Pause time），节点需要在这个节点待一段时间，如图14所示。图 10（3）MBM：依托于Map数据，选择一个节点随机地放置在map area，使其在该路段上行驶，直到到达一个路段终点，然后选择返回或结束，如果节点到达一个十字路口，再随机选择一个方向行驶，如果达到预先配置的距离或时间，停止一段时间，在继续行驶，如果达到目的地，则停止行驶。（4）SPMBM：该模型为MBM的升级版，节点从map数据中通过Dijkstra算法找出一条最短的路径，然后沿着这条路径进行行驶。（5）RBMB：该模型适用于一些有着预定义的路径的节点，如Bus，

12、train等节点。其包含了一条路径中所有可能遇到的stop和在stop停止的时间间隔。（6）WDM：该模型考虑了用户的行为，包括用户可能sleeping at home, working at office, 以及going out with friends in the evening等活动。此外，WDM中引入社交关系和社区（community）的概念。4.5 Routing Model:ONE实现了六种路由协议，涵盖了DTN路由协议的所有类型，包括single-copy，n-copy，unlimited-copy以及基于估计的协议。1) Direct Delivery (DD),2) Fi

13、rst Contact (FC)3) Spray-and-Wait,4) PRoPHET5) Max-Prop, and 6) Epidemic.所有的路由协议都封装成一个类，继承于MessageRouter类，该类有两个兄弟类，ActiveRouter和PassiveRouter类，所有实现的六种路由协议皆继承自ActiveRouter类，而PassiveRouter类提供用户自定义的路由协议类的上层接口。（1）DD：是一种single-copy的路由协议，只有当携带信息的节点遇到目的节点的时候，才进行数据转发。（2）FC：也是一种single-copy的路由协议，携带信息的节点只要遇到一个

14、节点，就进行转发，直到到达目的节点。这两种方法保证了整个网络中只有一个信息的copy，只要信息转发成功，就将原信息删除，是简单的store-and-forward.虽然节省了网络带宽，但不能提高网络中信息的传送率。（3）Epidemic:是一种n-copy的路由协议，泛洪式的信息传播方式，携带信息的节点将自己所有的信息进行泛洪，直到到达目的节点，或TTL时间到进行删除。（4）Spray-and-Wait:和Epidemic比较相像，只不过限制信息copy的数量。这两种方法虽然能提高网络中信息的传送率，但大量消耗网络的资源，如网络带宽和节点的存储能力。所以，为了权衡上面几种协议之间的利弊，提出了

15、下面基于估计的两种协议。基于估计的协议的本质的原理是：通过节点之间维护着一张和其他节点相遇的表，通过概率模型计算，如果两个节点相遇，那么根据他们估计的相遇概率，可以估计它们下次再次相遇的概率，选择相遇概率大的节点进行转发。（5）PRoPHET:该协议模型选择和目的节点相遇概率大的节点进行转发。（6）Max-Prop:该协议进一步优化，使用相遇概率通过Dijskra算出从一个节点到目的节点的最短路径，选择在最短路径上的节点进行转发。5. 案例演示5.1 案例要求：模拟无线网络：100个节点，每个节点随机移动，速度12 m/s；节点的无线通信设备的覆盖半径10m，传输速率1Mb/s；网络区域：长5000m，宽5000 m；仿真时间：10000s。5.2 修改参数（1）如图15所示，设置节点数为100个节点。如图16所示为前3组中每一组的节点个数；如图17所示为第4组节点个数；如图18所示为第5组节点个数；如图19所示为第6组节点个数。六组节点个数相加一共是1