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1、基于NS2的网络教学研究水柯宗武，洪家平，童饪，陈年生，董武世湖北师范学院计算机科学系湖北黄石435002摘要：网络仿真是研究网络协议的有效手段，同时也是向学生展示网络协议的工作状况和性能的方法。本文介绍了网络仿莫软件NS2的工作原理和特点，探讨了NS2在网络教学中的应用，并给出了应用实例。关键词：网络协议；网络仿真；NS2分类号：TP393TheresearchofNS2-basednetworkeducationKEZongwu,HONGJaping,TONGYu,CHENNianshong,DONGWushi(
2、DeptirtmentofComputerScienee,HubeiNormalUniversity,Hucingshi,Hubei435002)Abstract:Networksimulationisaefficaciousmeansofresearchinginnetworkprotocol,anditisamethodofshowingtheworkingandcapabilityofnetworkprotocol.Thispaperintroducestheprincipleandcharacteristic
3、ofNS2,discusstheapplicationofNS2innetworkeducation,andprovideanexample・Keyword:Networkprotocol,Networksimulation,NS21引言“计算机网络”课程主要讲解计算机网络的工作原理，其屮需要介绍大量的网络协议，在教学中i般只能从理论上进行分析，无法使用试验手段让学生获得感性认识，原因是构建一个试验的网络环境是非常困难的，另外，即使真实的网络环境可以获得，然而这种非理想的场景中影响因数众多，学生难以了解到各种因数带来
4、的真正效杲。采用网络仿真技术是解决以上问题的有效途径。网络仿真是使用计算机技术构造网络拓扑、实现网络协议的模拟网络行为。它能获取特定的网络特性参数，进而可对网络性能进行研究和分析。它包括网络拓扑仿真、协议仿真和通信量仿真,模拟网络流量在实际网络中传输、交换等的过程。目前,知名的网络仿真软件主要有Seawind,0PNET和免费软件NS等Y其屮NS2仿真软件是由位于美国加州的LNBL(LawreneeBerkeleyNationalLaboratory)网络研究组于1989年开始研究开发的仿真软件NS第二个版本。NS2
5、集成了大量典型的有线和无线网络下各个层的协议，同时NS2具有强大的二次开发能力以及可扩展、易配置和编程的事件驱动特性,使得NS在教育、研究方而得到广泛的应用。在教育方面，运用NS2,特别是nam工具的动画演示可以清楚深刻地向学生演示网络协议的运行过程。通过NS2进行教学，学生对以直观地看到网络协议的行为，了解各种环境或其它因数对网络帯来的影响，也可以通过对比演示和仿真结果的追踪了解各种策略的优缺点。本文通过分析NS2的工作原理和特点,总结了一套NS2在“计算机网络”教学中的应用方法。2NS2工作原理和特点2.1NS2
6、的工作原理NS2是一个离散事件模拟器，其核心部分是一个离散事件模拟引擎。NS2屮有一个“调度器”类，负责纪录当前时间，调度网络时间队列中的事件，并提供函数产生新事件，指定事件发生的时间。在一个网络模拟器屮，典型的事件包括分组到达、时钟超时等，模拟时钟的推进由事件发生的时间量确定。模拟处理过程的速率不直接对应着实际时间。一个事件的处理可能乂会产生后继的时间。模拟器所做的就是不停地处理一个个事件，直到所有的事件都被处理完或者某一特定事件发生为止。2.2NS2的特点NS2提供了丰富的构件库，已经对网络系统中一些通用的实体进
7、行了建模，如节点和分组转发、链路和延迟、队列管理与分组调度、代理、吋钟、分组头及其格式、局域网、移动网络、卫星网络等,并用对象来实现这些实体的特性和功能。同时NS还提供了丰富的数学支持，如随机数产生、积分等;提供了方便的追踪和监视方法；提供了完整的路由支持,如单播/组播路由、动态/静态路由、层次路由等。在全世界的研究者的努力下NS2得到不断的扩充,现在NS2支持GPRS、移动Ipv6、蓝牙技术、RSRV、MPLS、ad-hoc无线网等新技术的仿真⑵。NS2允许定义点到点双向链路的带宽、延迟和队列类型；允许定义数据包(
8、packet)模型和缓冲区管理模型；支持多种不同的算法如drop-tail(FIFO)队列、RED缓冲区管理等⑵。NS2是一个开放源代码的工具软件，且NS2具有一个非常容易扩展的体系结构，其结构如图1所zj 用户层…NSOtcl对象Otcl脚本NS内核/Otcl/Tcl解释器■^―>C++对象NS库Oicl对象图INS-2功能结构图NS2采用
