ns-2的ad hoc网络路由协议模拟设计.doc
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ns-2的ad hoc网络路由协议模拟设计,ns-2的ad hoc网络路由协议模拟设计本文共计61页，28871字；本设计为硕士学位毕业论文；摘 要无线网络在支持移动性方面发展迅速。按是否具有基础设施可以把无线移动网络分为两大类:一类是具有基础设施的移动网络；另一类为没有基础设施的移动网络。无线自组网(ad hoc)就是一种没有基础设施的无线移动自组互联网络。由...
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NS-2的Ad Hoc网络路由协议模拟设计
本文共计61页，28871字；
本设计为硕士学位毕业论文；
摘 要
无线网络在支持移动性方面发展迅速。按是否具有基础设施可以把无线移动网络分为两大类:一类是具有基础设施的移动网络；另一类为没有基础设施的移动网络。无线自组网(Ad Hoc)就是一种没有基础设施的无线移动自组互联网络。由于它具有灵活机动、组网迅速的特点，在军用民用通信领域、商业应用环境和办公及家庭娱乐等各个方面具有广泛应用前景。无线移动自组网(Ad Hoc)是由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成的一个多跳、临时、无中心网络，可以在任何时候，任何地点快速构建起来的移动通信网络，并且不需要现有基础网络设施的支持，网络中的每个节点可以自由移动，地位相等。
本文在windows环境下，主要介绍了基于NS-2网络模拟器的Ad Hoc网络路由协议的模拟实现。首先对协议模拟软件NS-2进行了介绍，接着对现有的Ad Hoc网络的路由协议进行了说明，最后对NS-2的方法及工作流程进行了解释，并在此基础上针对不同网络模式、不同移动场景和不同的传输负载对表驱动路由协议，按需驱动路由协议进行了模拟。对模拟结果自己编写了处理程序，借助threshold、gnuplot工具对影响网络路由协议的数据报文投递率、数据报文端到端延时、路由负荷三个参数指标进行绘图、分析。结果表明对实时性要求较高的场合适宜使用表驱动协议，而对数据质量和网络带宽有严格要求的场合应使用按需驱动路由协议。
本文在模拟过程中，考虑到实际生活中网络环境复杂多变，终端众多。如果单纯依靠几个节点的试验很难真正反映在各种网络环境下性能参数的真实变化，所以分别使用10个节点和100个节点进行模拟试验，并在相同的模拟场景下对各性能指标进行比较。此外，在对本文脚本程序的基础上稍加改动就可以对其它网络路由协议进行模拟测试，并可在此基础上利用c++等工具进行新协议的编写。
关键词：无线自组网，表驱动路由协议，按需驱动路由协议，NS-2
Abstract
Mobilility get better and better support by wireless network, which can be classifed into 2 categories in terms of infrastructure: one is network with infrastructure such as WLAN; the other is wireless network without infrastructure. For instance, Ad-Hoc, a self-build wireless network without infrastructure, due highly flexibility and ease of setting up, Ad-Hoc has broad application perspective in military or commercial telecommunication, business or office application environment and family entertainment etc. Wireless Ad Hoc networks composed of mobile terminal nodes with wireless communication device are typically characterized by their mufti-hop, temporary and un-center, can be quickly built up in anywhere and at anytime, needn't be supported by basic network devices which have been constructed, and every terminal can move freely and equally.
目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 无线自组网 1
1.1.1 Ad Hoc网络的定义 1
1.1.2 Ad Hoc网络的历史 1
1.1.3 Ad Hoc网络的结构 2
1.1.4 Ad hoc网络的特点 2
1.1.5 Ad hoc网络的应用 3
1.2 常用无线通信系统 4
1.2.1 蜂窝系统 4
1.2.2 集群系统 4
1.2.3 卫星通信系统 5
1.2.4 Ad hoc网络与移动通信系统比较 5
1.3 Ad hoc网络的研究 5
1.3.1 Ad hoc网络的问题 5
1.3.2 Ad hoc网络的研究方向 6
1.4课题来源与内容 7
2 无线自组网路由协议 9
2.1 Ad Hoc与无线通信的路由差别 9
2.1.1 无线路由功能 9
2.1.2传统通信系统 9
2.1.3无线自组网 9
2.2 无线自组网网络协议 9
2.3 表驱动路由协议（Table Driven） 10
2.4 按需路由协议 (On Demand) 11
2.4.1 DSR协议 12
2.4.2 AODV协议 13
2.4.3 AODV与DSR的比较 14
2.5 混合路由协议(ZRP) 15
2.6 Ad Hoc网络的展望 16
3 NS-2与网络模拟 18
3.1模拟和仿真 18
3.1.1 概念 18
3.1.2 通信网络模拟 18
3.2 NS-2模拟软件 19
3.2.1 NS2简介 19
3.2.2 NS-2目录结构 20
3.3.3 NS-2工具介绍 20
4 基于NS-2的程序设计 22
4.1 模拟平台 22
4.2 移动场景建立 22
4.3 传输负载生成 22
4.4 TCL仿真脚本编写 23
4.5 程序运行 27
5 模拟结果收集 28
5.1 Trace样式 28
5.2 NAM样式 29
6 模拟结果处理 32
6.1 GAWK概述 32
6.2 SHELL 概述 32
7 模拟结果分析 34
7.1 分析工具 34
7.2 性能指标 35
7.3 无线覆盖范围变化 36
7.3.1 10个节点模拟 36
7.3.2 100个节点模拟 37
7.3.3 结果分析 39
7.4数据报文投递率的比较 39
7.4.1 节点低速运动 39
7.4.2 节点高速移动 41
7.4.3 结果分析 41
7.5 数据报文端到端的平均延时比较 42
7.5.1 节点低速移动 42
7.5.2 节点高速移动 44
7.5.3 结果分析 44
7.6 路由负荷比较 45
7.6.1 节点低速移动 45
7.6.2 节点高速移动 47
7.6.3 结果分析 47
结 论 49
参 考 文 献 50
致 谢 52
大连理工大学学位论文版权使用授权书 53
部 分 参 考 文 献
[1] J. Jubin and J.D.Tornow.The DARPA packet radio network protocols. Proceedings of the IEEE,1987,75(1):21-32.
[2] David A. Beyer. Accomp lishments of the DARPA Survivable Adaptive Networks SURAN Program. In Proceedings of the IEEE MILCOM Conference, 1990.
[3] Leiner B M,ruth R,Sastry AR,goals and challenges of the DARPA glomo program.IEEEpersonal communications,1996.
[4] Barry M. Leiner,Robert Ruth,and Ambatipudi R.Sastry. Goals and Challenges of the DARPA GloMo Program. IEEE Personal Communications,Vol.3,No.6,1996.
[7] 米志超,郑少仁,无线战术互联网控制器通信协议的设计与实现,解放军理工大学学报,2000（6）.
[8] Daniel wong K, Kwon T j, Varma V. towards commercialization of ad hoc networks, proceedings of the 2004IEEEinternational conference on networking, sensing & control taipei taiwan,2004.
本文共计61页，28871字；
本设计为硕士学位毕业论文；
摘 要
无线网络在支持移动性方面发展迅速。按是否具有基础设施可以把无线移动网络分为两大类:一类是具有基础设施的移动网络；另一类为没有基础设施的移动网络。无线自组网(Ad Hoc)就是一种没有基础设施的无线移动自组互联网络。由于它具有灵活机动、组网迅速的特点，在军用民用通信领域、商业应用环境和办公及家庭娱乐等各个方面具有广泛应用前景。无线移动自组网(Ad Hoc)是由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成的一个多跳、临时、无中心网络，可以在任何时候，任何地点快速构建起来的移动通信网络，并且不需要现有基础网络设施的支持，网络中的每个节点可以自由移动，地位相等。
本文在windows环境下，主要介绍了基于NS-2网络模拟器的Ad Hoc网络路由协议的模拟实现。首先对协议模拟软件NS-2进行了介绍，接着对现有的Ad Hoc网络的路由协议进行了说明，最后对NS-2的方法及工作流程进行了解释，并在此基础上针对不同网络模式、不同移动场景和不同的传输负载对表驱动路由协议，按需驱动路由协议进行了模拟。对模拟结果自己编写了处理程序，借助threshold、gnuplot工具对影响网络路由协议的数据报文投递率、数据报文端到端延时、路由负荷三个参数指标进行绘图、分析。结果表明对实时性要求较高的场合适宜使用表驱动协议，而对数据质量和网络带宽有严格要求的场合应使用按需驱动路由协议。
本文在模拟过程中，考虑到实际生活中网络环境复杂多变，终端众多。如果单纯依靠几个节点的试验很难真正反映在各种网络环境下性能参数的真实变化，所以分别使用10个节点和100个节点进行模拟试验，并在相同的模拟场景下对各性能指标进行比较。此外，在对本文脚本程序的基础上稍加改动就可以对其它网络路由协议进行模拟测试，并可在此基础上利用c++等工具进行新协议的编写。
关键词：无线自组网，表驱动路由协议，按需驱动路由协议，NS-2
Abstract
Mobilility get better and better support by wireless network, which can be classifed into 2 categories in terms of infrastructure: one is network with infrastructure such as WLAN; the other is wireless network without infrastructure. For instance, Ad-Hoc, a self-build wireless network without infrastructure, due highly flexibility and ease of setting up, Ad-Hoc has broad application perspective in military or commercial telecommunication, business or office application environment and family entertainment etc. Wireless Ad Hoc networks composed of mobile terminal nodes with wireless communication device are typically characterized by their mufti-hop, temporary and un-center, can be quickly built up in anywhere and at anytime, needn't be supported by basic network devices which have been constructed, and every terminal can move freely and equally.
目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 无线自组网 1
1.1.1 Ad Hoc网络的定义 1
1.1.2 Ad Hoc网络的历史 1
1.1.3 Ad Hoc网络的结构 2
1.1.4 Ad hoc网络的特点 2
1.1.5 Ad hoc网络的应用 3
1.2 常用无线通信系统 4
1.2.1 蜂窝系统 4
1.2.2 集群系统 4
1.2.3 卫星通信系统 5
1.2.4 Ad hoc网络与移动通信系统比较 5
1.3 Ad hoc网络的研究 5
1.3.1 Ad hoc网络的问题 5
1.3.2 Ad hoc网络的研究方向 6
1.4课题来源与内容 7
2 无线自组网路由协议 9
2.1 Ad Hoc与无线通信的路由差别 9
2.1.1 无线路由功能 9
2.1.2传统通信系统 9
2.1.3无线自组网 9
2.2 无线自组网网络协议 9
2.3 表驱动路由协议（Table Driven） 10
2.4 按需路由协议 (On Demand) 11
2.4.1 DSR协议 12
2.4.2 AODV协议 13
2.4.3 AODV与DSR的比较 14
2.5 混合路由协议(ZRP) 15
2.6 Ad Hoc网络的展望 16
3 NS-2与网络模拟 18
3.1模拟和仿真 18
3.1.1 概念 18
3.1.2 通信网络模拟 18
3.2 NS-2模拟软件 19
3.2.1 NS2简介 19
3.2.2 NS-2目录结构 20
3.3.3 NS-2工具介绍 20
4 基于NS-2的程序设计 22
4.1 模拟平台 22
4.2 移动场景建立 22
4.3 传输负载生成 22
4.4 TCL仿真脚本编写 23
4.5 程序运行 27
5 模拟结果收集 28
5.1 Trace样式 28
5.2 NAM样式 29
6 模拟结果处理 32
6.1 GAWK概述 32
6.2 SHELL 概述 32
7 模拟结果分析 34
7.1 分析工具 34
7.2 性能指标 35
7.3 无线覆盖范围变化 36
7.3.1 10个节点模拟 36
7.3.2 100个节点模拟 37
7.3.3 结果分析 39
7.4数据报文投递率的比较 39
7.4.1 节点低速运动 39
7.4.2 节点高速移动 41
7.4.3 结果分析 41
7.5 数据报文端到端的平均延时比较 42
7.5.1 节点低速移动 42
7.5.2 节点高速移动 44
7.5.3 结果分析 44
7.6 路由负荷比较 45
7.6.1 节点低速移动 45
7.6.2 节点高速移动 47
7.6.3 结果分析 47
结 论 49
参 考 文 献 50
致 谢 52
大连理工大学学位论文版权使用授权书 53
部 分 参 考 文 献
[1] J. Jubin and J.D.Tornow.The DARPA packet radio network protocols. Proceedings of the IEEE,1987,75(1):21-32.
[2] David A. Beyer. Accomp lishments of the DARPA Survivable Adaptive Networks SURAN Program. In Proceedings of the IEEE MILCOM Conference, 1990.
[3] Leiner B M,ruth R,Sastry AR,goals and challenges of the DARPA glomo program.IEEEpersonal communications,1996.
[4] Barry M. Leiner,Robert Ruth,and Ambatipudi R.Sastry. Goals and Challenges of the DARPA GloMo Program. IEEE Personal Communications,Vol.3,No.6,1996.
[7] 米志超,郑少仁,无线战术互联网控制器通信协议的设计与实现,解放军理工大学学报,2000（6）.
[8] Daniel wong K, Kwon T j, Varma V. towards commercialization of ad hoc networks, proceedings of the 2004IEEEinternational conference on networking, sensing & control taipei taiwan,2004.
