ns—2下无线节点mac层帧分段发送实现

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1、第10卷第16期2010年6月科学技术与工程VoL10No．16June20101671—1815(2010)16—4001—04ScienceTechnologyandEn~neefing@2010Sci．Tech．Engng．NS一2下无线节点MAC层帧分段发送实现赵建明姚念民’。(福建师范大学福清分校‘，福清35O300；哈尔滨工程大学，高效能服务器和存储技术国家重点实验室，哈尔滨150001)摘要Ns—2是"3-前广泛使用的网络模拟器。在NS-2的IEEE802．11实现基础上增加了分段实现，并进行了实验。实验数据表明在网络环境较差的情况下，对大的帧进行分段传

2、输能够有效地提高无线网络的性能。关键词无线网络MAC网络模拟器分段中图法分类号TN925．93；文献标志码A络环境下正确地工作，IEEE802．11协议的设计者1NS-2简介采用了一些有别于传统以太网的机制。在802．11中，接收方正确接收一个帧后必需回应以响应帧。数据通信网络在近年来获得了巨大的发展，人如果发送方没有收到接收方发来的响应帧，发送方们需要设计新的协议和算法以满足日益增长的新认为接收方没有正确接收该帧因而采用重传机制的应用的需要，对这些新的协议和算法的测试和评重传该帧。此外，在无线网络中还存在隐藏节点问价成为一个迫切的问题。在真实网络中解决上述题。图1中

3、，节点3发送的信号节点1无法收到，对问题存在着诸多的困难，一方面难以获得测试所需于节点1来说，节点3是一个隐藏节点。由于隐藏要的条件，另一方面构建一个真实的网络测试环境节点的存在，在无线网络中冲突很难被检测到。为需要昂贵的花费。网络模拟器的出现为解决上述了解决隐藏节点带来的冲突问题，802．11协议的设问题提供了一个行之有效的解决方案。Ns—2是一计者要求在发送大的数据帧(超过RTS阈值)时使款开源的网络模拟软件，为网络研究者提供一整套用RTS／CTS帧序列来保留信道供后续传输使用。网络模拟工具。借助Ns_2平台，网络研究者可以在无线网络中，多个节点通过相同信道传输数

4、据，通过修改Ns—2源代码以扩展Ns—2功能，实现新形成了竞争关系。为了能够顺利地使用信道发送的协议和算法。另外，网络研究者还可以方便地模数据，要求节点在发送数据前采用CSMA／CA机制拟自己需要的网络拓扑结构，并在其上模拟相关的竞争信道，默认工作模式为分布式协调功能业务流和数据流，以实现对新的协议和算法的测试(DCF)。在DCF模式下，每个节点检测到信道空闲和评价¨。后，需要等待DIFS(分布式帧间间隔)加上一个随机退避时间(退避次数×时隙长)后才能传输数据。2IEEE802．11简介及NS—2下802．11当多个节点都在等待占用信道，哪个节点随机选择相关实现的退避

5、次数越小，哪个节点就先发送数据J。为了1EEE802．11规范的第一个版本发表于1997在干扰比较严重的环境下改善无线网络的性能，年，其中定义了介质访问控制层(MAC)和物理层的802．11协议提供了分段选择，对于大的管理帧和数协议规范。为了使无线网络能够在各种复杂的网据帧，允许进行分段传输，如果干扰发生的话，影响的是小的分段而不是整个帧。通过减少被破坏的2010年3月18日收到高效能服务器和存储技术国家重点实验室数据数目，分段能够提高无线网络的吞吐量』。开放基金项目(2009HSSA08)资助NS—2中关于IEEE802．11实现的相关代码主科学技术与工程10卷收到

6、一个帧时，如果是向下层发送的帧则进入准备节点1覆盖区域节点3覆盖区域发送状态，启动DeferTimer定时器，定时器到期后，如果媒介仍然空闲的话，通过接口把帧送入媒介，～j同时启动传输超时定时器TxTimer。在超时定时器13到期前，如果收到接收方的ACK帧，表示帧发送完成，回到发送空闲状态，继续下个帧发送，如果没有图1隐藏节点图不收到接收方的ACK帧，表示帧传输过程中出现错要位于ns2．33／mac目录下的mac一802—11．h／mac．误，需要重传当前帧，回到准备发送状态，对当前帧802—11．ec以及mac-timers．h／mac．timers．ee文件进行

7、重传。中，其中，2．33是NS实现的版本号。在mac．timers．ee中实现了支持IEEE802．11规范的七种定时器，关系如图2所示。BeaconTimer用于AP(无线接人点)定时发送信号帧；ProbeTimer用于移动节点完成无线网络扫描以及后续的授权关联过程；IFTimer用于指示接口已经把数据发送到介质中；NavTimer用于指示NAV(NetworkAllocationVector)时间已经到期，节点可以争用介质；RxTimer用于指示接口已经完成帧的接收；TxTimer用于指示当前发送的帧是否超时，如果需要的话，重传当前帧；Defer