第3讲 NS2语法及结果分析

NS2语法及结果分析NS2语法namAwkXgraphGnuplotNS2语法模拟器和节点每进行一次模拟都需要建立一个Simulator类的实例来控制模拟的过程，Simulator类提供了一些实例过程来创建和管理节点，setns[newSimulator]这条语句功能：1、包格式初始化；2、产生一个事件调度计划；3、选择一个默认的地址格式节点（node）是网络拓扑的重要组成部分。建立一个节点的基本方法是调用Simulator类的node过程： $nsnode例如：设置2个节点，可以表示为setns[newSimulator]

setn0[$nsnode]setn1[$nsnode]一个单播节点的基本结构如下图所示，它主要包括两个Tcl对象：地址分类器（addressclassifier）和端口分类器（portclassifier），它们分别用来判断分组的目标地址以及分组的目标Agent。

代理（Agent）Agent代表了网络层分组的起点和终点，并被用于实现如TCP和UDP等网络协议。Agent类是由C++和Otcl共同实现的。Agent可以实现网络层、运输层等多个层次的协议，对于一些运输层的协议（比如UDP），分组的大小和发送时间通常是由代表应用层的独立的对象来控制的，这些控制是通过Agent为应用程序开放的应用程序接口（API）来进行的。对于低层使用的Agent（比如路由Agent），分组的大小和发送时间通常由Agent自己控制。对于一个TCP

Agent，常用的协议代理有：

Agent/TCP--------------“Tahoe”TCP发送端（任何损耗下cwnd=1）Agent/TCP/Reno-------“Reno”TCP发送端（快速修复）Agent/TCP/Sack1------SackTCP发送端

Application类在NS中，应用层程序构建在运输层代理（transportagent）之上，它分为两大类：流量发生器（trafficgenerator）和应用模拟器（simulatedapplication）。下图说明了这两类应用层程序与运输层代理之间的关系：流量发生器一般用在UDP代理之上，应用模拟器一般用在TCP代理之上。Application/Traffic/ExponentialApplication/FTPAgent/UDPAgent/TCP/FullTcpAPIAPI应用程序与运输层代理之间的关系在NS2中常用的application有：

Application/FTP-----------------------------提供TCP将发送的数据数量

Application/Traffic/CBR-------------------以持续的比特率产生包裹

Application/Traffic/Exponential-----------处于中断周期时，不发送信息；工作周期时，以持续的比特率产生包裹。两个周期的长度均按指数分布。Application/Traffic/Trace------------------通信量从一个trace文件中产生，并且包裹间的间隔和大小都事先被定义。除了这些application外，还可以利用类提供的方法来产生信息。例如，如果通过UDP发送数据，可以用语句

send(intnbytes)--------nbytes是应用程序给出的分组的长度创建一个利用UDP作为传送协议的CBR信息源，并将其同节点n0绑定。

setudp0[newAgent/UDP]

$nsattach-agent$n0$udp0

setcbr0[newApplication/Traffic/CBR]

$cbr0attach-agent$udp0

$cbr0setpacket_size_1000

$udp0setpacket_size_1000

$cbr0setrate_1000000利用TCP作为传送协议的FTP

application，并同节点n1绑定的方法相似：settcp1[newAgent/TCP]$nsattach-agent$n1$tcp1setftp1[newApplication/FTP]$ftp1attach-agent$tcp1$tcp1setpacket_size_1000举例如果信息流中止处理，udp和tcp就必须和信息量sink相连接。分别用下面两个类来表示：Agent/TCPSink-------------TCPsinkAgent/Null------------------UDPsink用下面语句表示同udp0连接并同n2绑定的UDPsink：

setnull[newAgent/Null]

$nsattach-agent$n2$null

$nsconnect$udp0$null

标准的TCPsink每接收一个包裹能够获得确认信息，并同n3绑定，tcp1连接：setsink[newAgent/Sink]$nsattach-agent$n3$sink$nsconnect$tcp1$sink

也可以用另外的方法创建一个标准的TCP，同n1、n3连接，ID为1：$nscreate-connectionTCP$n1TCPSink$n31链路链路（Link）是网络拓扑的第二部分，是NS2复合网络组件的另一个大类。创建简单链路：

setns[newSimulator]

$nssimplex-link[node0][node1][bandwidth][delay][queue_type]

这个命令建立了一条从node0到node1的链路，改link的带宽为bandwidth，延迟为delay，队列类型为queue_type。双向链路的创建也相似。例如：创建一条从n0到n2的链路，队列类型为DropTail$nsduplex-link$n0$n215Mb10msDropTailTraceTrace的功能是详细记录模拟的过程，trace可以根据用户的需要记录模拟过程中的任何一个细节。例如下面语句：settrace_all[openall.datw]$nstrace-all$trace_all$nsflush-traceclose$trace_all首先，打开输出文件，然后处理事件记录在文件中。模拟的最后，trace缓存被充满，文件关闭。下面是一个trace文件的例子：+1.8437502cbr210-------00.03.1225610-1.8437502cbr210-------00.03.1225610r1.8447121cbr210-------13.01.0195600d1.8456620ack40-------23.20.182602+1.8456602tcp1000-------20.13.2102611-1.8456602tcp1000-------20.13.2102611

r：接收（receive）＋：入队（enqueue）

d：丢失（drop）－：出队（dequeue）模拟当模拟拓扑创建之后，所有的代理都要配置，例如模拟的开始和结束。模拟的开始和结束语句为：$nsat$simtime“finish”----------------------模拟结束

$nsrun------------------------------------------模拟开始结束过程：procfinish{}{globalnstrace_all$nsflush-traceclose$trace_allexit0}开始或者结束的时间：$nsat0.0“cbr0start”$nsat50.0“ftp1start”$nsat$simtime“cbr0stop”$nsat$simtime“ftp1stop”简单的NS2例题创建一个如下图拓扑结构，加入一个利用UDP作为传送协议的CBR信息源，并将所有信息记录到一个trace文件中。n0n2

n13Mbps1ms5Mbps15ms代码如下：setns[newSimulator]#Enablingtracingofalleventsofthesimulationsetf[openex.namw]$nsnamtrace-all$fseta[openex.trw]$nstrace-all$a#Definingafinishprocedureprocfinish{}{globalnsfa$nsflush-traceclose$fclose$aexecnamex.nam&exit0}#Creationofthenodessetn0[$nsnode]setn1[$nsnode]setn2[$nsnode]$nscolor1Blue#Creationofthelinks$nsduplex-link$n0$n13Mb1msDropTail$nsduplex-link$n1$n21Mb15msDropTail#Creationofacbr-connectionusingUDPsetudp0[newAgent/UDP]$nsattach-agent$n0$udp0setcbr0[newApplication/Traffic/CBR]$cbr0attach-agent$udp0$cbr0setpacket_size_1000$udp0setpacket_size_1000$cbr0setrate_1000000$udp0setclass_0setnull0[newAgent/Null]$nsattach-agent$n2$null0$nsconnect$udp0$null0$udp0setfid_1#Schedulingtheevents$nsat0.1"$cbr0start"$nsat0.5"$cbr0stop"$nsat1.0"finish"$nsrun用NS执行模拟后，显示如下：（1）网络原始图（2）网络运行仿真图（节点1至节点2）（3）网络运行仿真图（节点0至节点1至节点2）结果分析End-to-EndDelay、Jitter、PacketLoss、和ThroughputNam、awk、xgragh、gnuplot等模拟拓扑Tcl脚本Example.tclNam结果Out.tr跟踪文件格式＋0.112cbr1000-------21.03.100－0.112cbr1000-------21.03.100＋0.10812cbr1000-------21.03.111－0.10812cbr1000-------21.03.111r0.11412cbr1000-------21.03.100＋0.11423cbr1000-------21.03.100－0.11423cbr1000-------21.03.100＋0.11612cbr1000-------21.03.122－0.11612cbr1000-------21.03.122r0.12212cbr1000-------21.03.111＋0.12223cbr1000-------21.03.111.................................................................awkawk是一种程序语言。它具有一般程序语言常见的功能。因awk语言具有某些特点，如：使用直译器(Interpreter)不需先行编译；变量无型别之分(Typeless)，可使用文字当数组的注标(AssociativeArray)等特色。使用awk撰写程序比起使用其它语言更简洁便利且节省时间。awk还具有一些内建功能，使得awk擅于处理具数据列(Record)，字段(Field)型态的数据；此外，awk内建有pipe的功能，可将处理中的数据传送给外部的Shell命令加以处理，再将Shell命令处理后的数据传回awk程序，这个特点也使得awk程序很容易使用系统资源。Awk如何使用资料列：awk从数据文件上读取的基本单位，以tracefile为例，awk读入的第一笔资料列为”＋0.112cbr1000-------21.03.100”第二笔资料列为“－0.112cbr1000-------21.03.100”一般而言，一笔数据列相当于数据文件上的一行资料。字段(Field)：为数据列上被分隔开的子字符串。以资料列”＋0.112cbr1000-------21.03.100”为例，一二三四五六七八九十十一十二＋0.112cbr1000-------21.03.100一般而言是以空格符来分隔相邻的字段。当awk读入数据列后，会把每个字段的值存入字段变量。字段变量意义$0为一字符串,其内容为目前awk所读入的资料列.$1代表$0上第一个字段的数据.$2代表$0上第二栏个位的资料.…………程序主要节构: Pattern1 {Actions1} Pattern2 {Actions2} …………… Pattern3 {Actions3}一般常用”关系判断式”来当成Pattern。例如：x＞3用来判断变量x是否大于3x==5用来判断变量x是否等于5awk提供c语言常见的关系操作数，如：＞、＜、＞＝、＜＝、＝＝、！＝等等Actions是由许多awk指令所构成，而awk的指令与c语言中的指令非常类似。IO指令：print、printf()、getline......流程控制指令

：if(...){...}else{…}、while(…){…}……在awk程序的流程为先判断Pattern的结果，若为真True则执行相对应的Actions，若为假False则不执行相对的Actions。若是处理的过程中没有Pattern，awk会无条件的去执行Actions。

工作流程

执行awk时,它会反复进行下列四步骤。1.自动从指定的数据文件中读取一笔数据列。2.自动更新(Update)相关的内建变量之值。3.逐次执行程序中所有的Pattern{Actions}指令。4.当执行完程序中所有Pattern{Actions}时，若数据文件中还有未读取的料，则反复执行步骤1到步骤4。awk会自动重复进行上述的四个步骤，所以使用者不须在程序中写这个循环。

End-to-EndDelay

把量测CBR封包端点到端点间延迟时间的awk程序，写在文件measure-delay.awk

中执行方法:($为shell的提示符号)$awk-fmeasure-delay.awkout.tr若是要把结果存到档案，可使用导向的方式。(把结果存到cbr_delay档案中)$awk-fmeasure-delay.awkout.tr>cbr_delay执行结果:0.1000000.0387060.1080000.0387060.1160000.0387060.1240000.0387060.1320000.038706………xgraph

在Shell的提示符号后输入startxwin.bat

xgraphcbr_delaygnuplot

gnuplot是一个命令导向的交谈式绘图程序(command-driveninteractivefunctionplottingprogram)。使用者输入的每一项命令，可以逐步设定或修改绘图环境。它以图形表达数据或涵数，使我们可以藉由图形做更进一步的分析。$gnuplot以cbr_delay为例，先简单示范如何把图给画出来。画图的指令是plot，要画的档案cbr_delay

。gnuplot>plot“cbr_delay”修改环境变量坐标轴(Axis)：绘图参数在设定坐标轴方面的参数可分为变量名称、标点、网格、显示范围、坐标轴显示方式与显示与否等六方面的设定。

功能绘图参数名称标点设定xtics，ydtics网格设定grid坐标显示方式logscale显示范围设定autoscale，xrange，yrange坐标轴显示与否xzeroaxis，yzeroaxisxtics是对X坐标轴上的标点做设定。如起始点、结束点、间隔或在轴上特定点放特定的名称。其语法为：setxtics{{<start>,<incr>{,<end>}}| {({"<label>"}<pos>{,{"<label>"}<pos>}...)}}unsetxtics#不标示任何X轴上的标点。showxtics#显示X轴标点的状况。ytics与xtics相似，不同点是作用在y轴上gnuplot>plotsin(x)在x轴上的标点设定是以5为单位。若是觉得想要把标点距离设小一点，例如设为1，可以使用gnuplot>setxtics-10,1,10gnuplot>plotsin(x)网格设定在XY坐标平面上依刻度画上方格子。gnuplot>setgridgnuplot>plotsin(x)若是想要把网格拿掉，只要在下unsetgrid即可

坐标显示方式分为线性与对数两种。一般为前者，若要改为对数方式，其语法为：setlogscale<axes><base>其中axes为X轴、Y轴、Z轴的任意组合。base预设为10。显示范围设定改变各轴的显示范围。autoscale参数设定后gnuplot自动调整显示范围。而xrange、yrange则是可以由使用者设定该轴的范围。以xrange为例，其语法为：

setxrange[{<xmin>:<xmax>}]其中参数<xmin>与<xmax>代表X轴的起点与终点，可以是数字或数学式子。例：gnuplot>setxrange[0:10]gnuplot>plotsin(x)坐标轴显示与否设定设定是否要画出坐标轴，以X轴为例：setxzeroaxis#设定显示X坐标轴unsetxzeroaxis#设定不显示X坐标轴showxzeroaxis#检查X坐标轴显示与否gnuplot>setxzeroaxisgnuplot>plotsin(x)标示(Label)GNUPLOT除了绘出图形外，尚可加入批注做为辅助说明。这批注包括文字与线条两方面，其提供的设定有

功能绘图参数名称线条arrow文字批注key，label，title，xlabel，ylabel线条在图上画一线段可以选择有无箭头。其语法为setarrow{<tag>}{from<sx>,<sy>{,<sz>}}{to<ex>,<ey>{,<ez>}}{{no}head}unsetarrow{<tag>}#删除一线条showarrow#显示线条使用情况其中参数＜tag＞是给该条线条一个整数名称，若不设定则为最小可用整数。此线条由坐标(sx,sy,sz)到(ex,ey,ez)(在2D中为(sx,sy)到(ex,ey))。参数nohead为画没有箭头的线段，参数head或没有nohead为画有箭头的线段。#画一带有箭头的线条由原点到(1,2)。gnuplot>setarrowto1,2#画一名为3的带箭头线条由(0.4,0.3)到(0.2,0.1)。gnuplot>setarrow3from0.4,0.3to0.2,0.1#删除名为3的线条。gnuplot>unsetarrow3#删除所有线条。guplot>unsetarrow文字批注分为设定标头(title)和标示(label)。标头(title)：设定为在图的正上方加上说明本图的文字。其语法为:settitle{"<title-text>"}{<xoff>}{,<yoff>}showtitle其中设定参数<xoff>或<yoff>为微调标头放置的地址。xlabel,ylabel的语法与title相同，其各自描述一坐标轴。标示(label)为在图上任一位置加上文字说明，一般与线条一并使用。

setlabel{<tag>}{"<label_text>"}

{at<x>,<y>{,<z>}}{<justification>} unsetlabel{<tag>}#删除一标示showlabel#显示标示使用情况其中参数＜tag＞与"线条"(arrow)中＜tag＞意义相同，用以区别不同的

label。参数

<justification>是调整文字放置的位置，可以是

left，right或

center。

#将y=x放在坐标(1,2)之处。gnuplot>setlabel“y=x”at1,2 #将y=x^2放在坐标(2,3)之处，并命名为3。

gnuplot>setlabel3"y=x^2"at2,3right #将名为3的标示居中放置。

gnuplot>setlabel3center#删除名为3的标示。gnuplot>unsetlabel3#删除所有标示。gnuplot>unsellabel一般绘一图形后，gnuplot会将函数名称或图形文件名称置于右上角。key参数设定可改变名称放置位置。其语法为: setkey setkey<x>,<y>{,<z>} #其中参数<x>,<y>,<z>设定名称放置位置。

unsetkey #不显示名称

showkey #再度显示名称例gnuplot>settitle“cbr_delay”gnuplot>set