NS3系列—2———NS3笔录

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NS-3笔录

一、简介

1. 什么是NS-3？
NS是一个离散事件驱动网络模拟器。官方定义：（from http://www.nsnam.org/）
ns-3 is a discrete-event network simulator for Internet systems, targeted primarily for research and educational use. ns-3 is free software, licensed under the GNU GPLv2 license, and is publicly available for research, development, and use.
ns-3 is intended as an eventual replacement for the popular ns-2 simulator. The project acronym “nsnam” derives historically from the concatenation of ns (network simulator) and nam (network animator).

2. NS-3 vs NS-2
NS-3虽然冠以一个“3”，但事实上跟它广泛流行的前任NS-2并非一脉相承，或者从使用角度上说，仅仅继承了一个名称而已。NS-3基本上是一个新的 模拟器，不支持NS-2的API。NS-3是完全用C++编写的（也有可选的Python接口），而NS-2一部分模块使用C++而另一部分使用 OTcl。因而NS-3最大的特点就是脚本可以C++或Python语言，而在NS-2中，我们使用的是OTcl。
NS-3的功能仍旧在开发中，因此它远没有NS-2完善（当然NS-2的维护也在进行中）。NS-3并不包含目前所有NS-2的功能，但它具有某些新的特性：正确的多网卡处理、IP寻址策略的使用、更详细的802.11模块等等。

Latest stable release: ns-3.2.1 (November 20, 2008)

4. NS-3的一些名词解释
POSIX：Portable Operating System Interface
一组操作系统API的协议/标准族，最开始为了Unix系统上的可移植性而开发的，也适用于其他操作系统。
Doxygen：Documentation Generator
支持C++、C、Java、Objective-C、Python、IDL、Fortran、VHDL、PHP、C#等各种语言的文档生成器，用于从源代 码中生成说明文档。（类似于我之前使用过的Sandcastle，貌似更加强大些，有必要得学习一下。）
nam：Network Animator
基于Tcl/TK的网络动画演示工具，能提供拓扑和包级别的动画以及数据流观察。（参考http://www.isi.edu/nsnam/nam/）
Mercurial
NS-3代码维护使用的源码版本控制管理系统
Waf
NS-3项目使用的新一代的基于Python的构建系统（Build System）
WireShark
一种GUI包嗅探器。由于NS-3能生成.pcap文件，因此可以使用类似于WireShark的软件对数据进行分析
tcpdump
另一种包嗅探器。在Linux下使用CLI进行数据分析

2 资源           http://www.nsnam.org/docs/release/tutorial/tutorial_5.html#Resources

2.1   网络资源

NS-3用户有必要知道几个重要的网站：

    主站点位于http://www.nsnam.org，提供NS-3系统的基本信息。

详细文档位于主站点的http://www.nsnam.org/documents.html. 您也可以从这个网页上得到系统架构的相关信息。

维基百科网页http://www.nsnam.org/wiki可以作为NS-3主站点的补充。您可以在那里找到用户和开发者的FAQs，以及相关问题的解决途径，第三方的共享代码、论文等等。

NS-3的源码可以在http://code.nsnam.org找到。读者也可以在名为ns3-dev的源码仓库找到当前的NS-3开发树。还有NS-3的之前发行版本和最新测试版本的代码。

2.2   源码管理系统Mercurial

复杂的软件系统需要一种途径，用于管理和组织对现有代码和文档的修改。有很多种方法可以实现这种管理，读者可能已听说过某些版本控制软件，CVS（Concurrent Version System）或许是其中最常见的一个。

NS-3项目采用Mercurial系统作为它的源码管理系统。尽管读者在阅读本教程时不需要知道太多的Mercurial相关知识，但我们建议读者能够熟悉Mercurial，并用于查看 NS-3源码。Mercurial的网址为http://www.selenic.com/mercurial/，读者可以从上面获取到这个软件配置管理系统(Software Configuration management, SCM)的二进制程序和源码。Mercurial的开发者Selenic提供了一个Mercurial教程，网址为http://www.selenic.com/mercurial/wiki/index.cgi/Tutorial/，以及快速入门指南：http://www.selenic.com/mercurial/wiki/index.cgi/QuickStart/ .

在NS-3的主页上，读者也可以获取到有关Mercurial和NS-3配合使用的最常用信息。

2.3   编译系统Waf

读者下载NS-3的源码到本地系统之后，需要对源码进行编译来生成可执行程序。正如源码管理方式多种多样，编译源码也有多种工具。最常用的工具是make. Make最出名的一点：它可能是编译大型和高可配置型系统最难的一种方法。因此，有很多替代工具被开发出来。最近，大型高可配置系统的编译工具大多选择用Python语言来开发。

NS-3的编译系统采用了Waf。它是用Python开发的新一代编译管理系统。读者不必掌握python，即可编译现有的NS-3项目。如果读者想要扩展现有的NS-3系统，大多数情况只需了解Python知识的很少且非常直观的一个子集。

对于想了解Waf细节的读者，可以访问http://code.google.com/p/waf/ .

2.4   开发环境

正如以上所述，NS-3的脚本由C++或者Python编写。从NS-3.2开始，NS3的API提供了python语言接口，但是所有的模块都是由C++编写的。这里，我们假定读者掌握C++知识和了解面向对象的相关概念。我们将在用到一些高级的概念或者读者可能不熟悉的语言特性、习惯用语或设计模式时适当地花些时间复习它们。但是我们也不希望本教程变成C++教程，所以我们希望读者能够掌握基本的C++命令。在网站上和书籍中，你可以找到无数的关于C++知识的信息。

如果读者是个C++新手，那么您在继续阅读本指南之前可能需要找一些C++教程或者网站，至少必须熟悉一下C++的基本语言特征。例如，Cplusplus教程。

NS-3系统开发过程中使用了许多的GNU 工具链（toolchain）组件。所谓软件的工具链是指在给定环境中可用编程工具的集合。如果读者想要快速地了解一下GNU 工具链所包含的内容，请浏览http://en.wikipedia.org/wiki/GNU_toolchain .  NS-3使用gcc，GNU binutils，以及gdb. 但是，我们并不使用GNU编译系统工具（build system tools），既不用make，也不用autotools，而是使用Waf来作为编译管理工具。

通常，NS-3使用者的工作环境为Linux或者类Linux系统。对于Windows环境，有几种可以不同程度模拟Linux环境的软件，比如Cygwin。NS-3支持在Cygwin环境下的开发。Windows用户可以浏览http://www.cygwin.com/获取该软件(虽然有许多工程维护者使用MinGW，但是MinGW现在还没有得到官方支持)。Cygwin可以提供许多流行的Linux系统命令。但是，某些情况下它也会出现问题，因为它毕竟只是Linux系统的模拟。Cygwin和Windows中其他程序的交互也有可能会导致程序出现问题。

如果读者正在使用Cygwin或者MinGW；并使用着Logitech的某些软件产品，我们或许可以让您少点麻烦：建议您去看一看MinGW FAQ。

搜索Logitech并阅读FAQ条目：“为什么当我编译源码时，make经常崩溃，留下一个sh.exe.stackdump文件”。无论您相信与否，当运行Logitech时，Logitech 进程监视器潜入了每个正在系统中运行的动态连接库(DLL)当中。它可能导致您的Cygwin或者MinGw的动态连接库奇怪地中止，常常也会阻止调试器的运行。所以当运行Cygwin的时候，一定要小心您的Logitech软件。

替代Cygwin的一种选择是安装虚拟机，比如在VMware上安装Linux虚拟机。

2.5   套接字编程

我们假定读者对本教程所举例子中的Berkeley套接字API基本熟悉。如果您不了解套接字，我们建议您学习一下这些API和一些常见的使用例程。TCP/IP Sockets in C这本书可以帮助您很好地理解TCP/IP套接字。

网站http://cs.baylor.edu/~donahoo/practical/CSockets/包含了Socket in C书中所举例子的源码。

如果读者理解了该书中的前四章(如果读者没有这本书的话，可以看上面网站中的源代码)，您会更好的理解本教程的内容。这里还有一本关于多播套接字(Multicast Sockets)的书籍（Multicast Sockets, Makofske and Almeroth）。如果您想学习本书中有关多播的例子，该书里面有些资料您可能需要了解。