ns3学习之ns3模拟基本流程

1选择或开发相应模块：根据实际仿真对象和仿真场景选择相应的仿真模块：如果是有线局域网络（CSMA）还是无线局域网络（Wi-Fi）；节点是否需要移动（mobility）；使用何种应用程序（application）；是否需要能量（energy）管理；使用何种路由协议（internet、aodv等）；是否需要动画演示等可视化界面（visualizer、netanim）等。如果要搭建的网络是比较新的网络，如延迟容忍网络（DTN）等，需要开发设计协议，如路由协议、移动模型、能量管理模型等。
2编写网络仿真脚本：有了相应的模块，就可以搭建网络仿真环境，ns3仿真脚本支持两种语言：C++和Python，但是两种语言的API接口是一样的，部分API可能还没有提供Python接口。编写ns3仿真脚本的大体过程如下。
生成节点：ns3中节点相当于一个空的计算机外壳，接下来要给这个计算机安装网络所需要的软硬件，如网卡、应用程序、协议栈等。
安装网络设备：不同的网络类型有不同的网络设备，从而提供不同的信道、物理层和MAC层，如CSMA、WiFi、WiMAX和point-to-point等。
安装协议栈：ns3网络中一般是TCP/IP协议栈，依据网络选择具体协议栈，如是UDP还是TCP，选择何种不同的路由协议（OLSR、AODV和Global等）并为其配置相应的IP地址，ns3即支持IPv4也支持IPv6。
安装应用层协议：依据选择的传输层协议选择相应的应用层协议，但有时需要自己编写应用层产生网络数据流量的代码。
其他配置：如节点是否移动，是否需要能量管理等。
启动仿真：整个网络场景配置完毕，启动仿真。
    ns3仿真的基本模型如下图所示，搭建ns3网络仿真场景和搭建实际网络类似，首先需要有网络节点，ns3中使用节点的概念；节点需要有网络设备，类似于网络接口卡，ns3中有相应网络设备的概念；网络设备通过传输媒体连接起来，ns3中使用信道的概念来代表传输媒体，设置信道延迟等属性，并且和实际网络相似；信道和网络设备是对应的，CSMA网络设备是对应的，CSMA网络设备对应CSMA的信道，WiFi网络设备对应WiFI的信道。

               

 

 

                     

    以上概念使网络节点实现了物理连接，但要实现通信，还需要软件支持，也就是协议，应用层产生数据，利用类socket编程（和真实的BSD socket很像）实现数据分组的向下传递，数据分组通过协议栈--TCP/IP向下传递给网络设备（可以简单理解为网卡），该网络设备包括MAC层、物理层协议，于是数据分组就像在真实网络中流动一样，由数据帧转换成二进制流，最终变成信号通过媒体信道传输到目的节点。

    目的节点收到数据分组后从下层往上逐层转交，由媒体信号转换成二进制流，由二进制转换成数据帧，再由数据帧转换成IP数据分组，然后经由传输层的端口号转交给相应的进程（应用程序application），至此在ns3中完成了一次和真实网络及其相近的完整数据传输过程。

    3.仿真结果分析

    仿真结果一般有两种：一种是网络场景，二是网络数据。网络场景如节点拓扑结构、移动模型等，一般通过可视化界面（PyViz或NetAnim）可直观观测到；网络数据也可在可视化界面下有简单的统计，此外，可以通过专门的统计框架（status）或者自行通过ns3提供的追踪（tracing）系统收集、统计和分析相应的网络数据，如数据分组的迟延、网络流量、分组丢失率和节点消息队列等。

    4.依据网络仿真结果调整网络配置参数或修改源代码

    有时实际结果与预期结果相差较远，这时我们要分析原因，是网络参数有问题，还是协议本身有出入等，然后再重新设计，重新仿真，如此反复，直到达到满意的结果。
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