从零开始的ns3笔记(一):安装与第一个示例

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从零开始的ns3笔记(一):安装与第一个示例

2023-07-20 06:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、ns3安装

安装环境:VM16pro、ubuntu 22.04.1、ns 3.39

参照官方文档:安装指南 (nsnam.org), 以下皆按照官方文档进行安装。

1.在命令行中输入:(需要几分钟克隆)

git clone https://gitlab.com/nsnam/ns-3-dev.git cd ns-3-dev

如果你想尝试最新的版本(此时是3.39版),可以检出对应git标签的分支:

git checkout -b ns-3.39-branch ns-3.39

2.使用 CMake 生成系统配置,构建 ns-3 模块库和可执行文件:(第二个指令需要几分钟)

./ns3 configure --enable-examples --enable-tests ./ns3 build

若成功,结果显示为:

 3.运行测试文件检验是否生成:

./test.py

若全通过或跳过,则成功配置好ns3环境,ns-3模拟器可以开始运行程序了。

二、第一个示例first.cc

1.在ns-3-dev/examples/tutorial文件夹下找到了第一个示例first.cc,但因为工作区位于ns-3-dev文件夹,因此运行该文件需在第一级文件夹(ns-3-dev)下。

2.在指定文件夹下打开终端,输入:

./ns3 run first

得下图: 

 通过命令行中打印的指令,可以看出first.cc文件是客户端发送一个1024字节的文件给服务端,服务端收到后发送回客户端,即在两个节点之间创建一个点对点链接,主要用于测量两点间的RTT。

三、脚本文件以及网络构建

该部分先介绍脚本编写的一般步骤,后根据first.cc文件具体分析。

以下部分参考:NS3学习之整体介绍_特立独行的一只miao的博客-CSDN博客

1.网络核心概念 节点

ns-3中的节点代表网络中的基本计算设备(或者叫计算机)。当然节点仅仅是个计算机,要想使它工作,还需要添加网卡,协议栈,应用程序。

节点用Node类表示,下面两行代码会创建两个节点对象,它们在仿真中代表计算机。

NodeContainer nodes; nodes.Create(2); 应用

ns-3中的应用表示需要被仿真的用户程序。在C++中用Application类描述。有以下几种:

bulk-send-application on-off-application udp-client/server udp-echo-client/server 信道

与其他条件下的信道概念类似,ns-3中,节点需要连接到信道上来进行数据交换,在C++中用Channel类来描述,一个信道实例可以模拟一条简单的线缆,也可以是一个复杂的巨型以太网交换机,甚至是一个无线网络中充满障碍物的三维空间。有以下几种:

CsmaChannel PointToPointChannel Wi-FiChannel

网络设备 ns-3中的网络设备相当硬件设备和软件驱动的总和。网络设备安装在节点上,然后节点之间通过信道和其他节点通信。这个网络和信道是相对应的,就像无线网卡不能连接网线,只能在在无线环境中使用。C++中用NetDevice类来描述网络设备。

2.网络搭建的步骤 步骤实例1. 创建节点NodeContainer2. 创建链路类型XxxDeviceHelper3. 安装链路类型,生成网卡XxxDeviceContainer=XxxDeviceHelper.install(NodeContainer)4. 安装协议栈XxxStack.install(NodeContainer)5. 配置IP地址XxxAddressHelper.setBase(“IP”,“NETMASK”)6. 生成网络接口XxxInterfaceContainer = XxxAddressHelper.Assign(NetDeviceContainer )7. 安装应用ApplicationContainer = XxxHelper.Install(NodeContainer);8. 开始仿真 3.结合first.cc具体分析

first.cc两个P2P节点,client节点向server节点发送数据,server回显数据。

1.创建节点node

NodeContainer nodes; nodes.Create (2);

2.创建链路类型,并配置链路属性(速率5Mbps,延时2ms)

PointToPointHelper pointToPoint; pointToPoint.SetDeviceAttribute ("DataRate", StringValue ("5Mbps")); pointToPoint.SetChannelAttribute ("Delay", StringValue ("2ms"));

3.安装链路,生成网卡

NetDeviceContainer devices; devices = pointToPoint.Install (nodes);

 4.安装协议栈,为每一个节点容器中的节点安装一个网络协议栈。

InternetStackHelper stack; stack.Install (nodes);

5. 设置 IP 地址和子网掩码

Ipv4AddressHelper address; address.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");

6.生成网络接口,配置服务器端节点

Ipv4InterfaceContainer interfaces = address.Assign (devices); UdpEchoServerHelper echoServer (9); ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install (nodes.Get (1)); serverApps.Start (Seconds (1.0)); serverApps.Stop (Seconds (10.0));

设端口号为9,令第一个节点为服务器节点。 echoServer.Install 在管理节点的 NodeContainer 容器中索引为 1 的节点上安装一个 UdpEchoServerApplication,作为服务器节点。 应用对象需要一个时间参数来“开始”产生数据通信,并且可能在一个可选的时间点“停止”。这些时间点是用ApplicationContainer 的方法 Start 和 Stop 来设置的。

7. 安装应用,配置客户端节点

UdpEchoClientHelper echoClient (interfaces.GetAddress (1), 9); echoClient.SetAttribute ("MaxPackets", UintegerValue (1)); echoClient.SetAttribute ("Interval", TimeValue (Seconds (1.0))); echoClient.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (1024)); ApplicationContainer clientApps = echoClient.Install (nodes.Get (0)); clientApps.Start (Seconds (2.0)); clientApps.Stop (Seconds (10.0));

MaxPacket属性是数据包数量,Interval是发送间隔,PacketSize是数据包大小。

把”RemoteAdress”和”RemotePort”属性传递给了生成器(实际上是作为生成器构造函数的两个必须传递的参数)。 RemoteAdress、RemotePort为Sever端的IP地址和端口号(端口号为9)。 客户端启动时间为2.0s,比服务器端晚1s。

8.开始仿真

Simulator::Run (); Simulator::Destroy (); return 0;

运行仿真并清除。

当事件队列中没有其他事件,或找到特殊的停止事件时,模拟将自动停止。停止事件将通过Simulator::Stop(stopTime)函数创建。Simulator::Stop(stopTime)的调用要在Simulator::Run之前。(一旦碰上停止的条件了就不会再运行了)



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