NS-2的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議模擬設(shè)計(jì)


本文共計(jì)61頁，28871字；
本設(shè)計(jì)為碩士學(xué)位畢業(yè)論文；



摘 要
無線網(wǎng)絡(luò)在支持移動性方面發(fā)展迅速。按是否具有基礎(chǔ)設(shè)施可以把無線移動網(wǎng)絡(luò)分為兩大類:一類是具有基礎(chǔ)設(shè)施的移動網(wǎng)絡(luò)；另一類為沒有基礎(chǔ)設(shè)施的移動網(wǎng)絡(luò)。無線自組網(wǎng)(Ad Hoc)就是一種沒有基礎(chǔ)設(shè)施的無線移動自組互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。由于它具有靈活機(jī)動、組網(wǎng)迅速的特點(diǎn)，在軍用民用通信領(lǐng)域、商業(yè)應(yīng)用環(huán)境和辦公及家庭娛樂等各個方面具有廣泛應(yīng)用前景。無線移動自組網(wǎng)(Ad Hoc)是由一組帶有無線通信收發(fā)裝置的移動終端節(jié)點(diǎn)組成的一個多跳、臨時、無中心網(wǎng)絡(luò)，可以在任何時候，任何地點(diǎn)快速構(gòu)建起來的移動通信網(wǎng)絡(luò)，并且不需要現(xiàn)有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)可以自由移動，地位相等。
本文在windows環(huán)境下，主要介紹了基于NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬器的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的模擬實(shí)現(xiàn)。首先對協(xié)議模擬軟件NS-2進(jìn)行了介紹，接著對現(xiàn)有的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議進(jìn)行了說明，最后對NS-2的方法及工作流程進(jìn)行了解釋，并在此基礎(chǔ)上針對不同網(wǎng)絡(luò)模式、不同移動場景和不同的傳輸負(fù)載對表驅(qū)動路由協(xié)議，按需驅(qū)動路由協(xié)議進(jìn)行了模擬。對模擬結(jié)果自己編寫了處理程序，借助threshold、gnuplot工具對影響網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文投遞率、數(shù)據(jù)報(bào)文端到端延時、路由負(fù)荷三個參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行繪圖、分析。結(jié)果表明對實(shí)時性要求較高的場合適宜使用表驅(qū)動協(xié)議，而對數(shù)據(jù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)帶寬有嚴(yán)格要求的場合應(yīng)使用按需驅(qū)動路由協(xié)議。
本文在模擬過程中，考慮到實(shí)際生活中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，終端眾多。如果單純依靠幾個節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)很難真正反映在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下性能參數(shù)的真實(shí)變化，所以分別使用10個節(jié)點(diǎn)和100個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，并在相同的模擬場景下對各性能指標(biāo)進(jìn)行比較。此外，在對本文腳本程序的基礎(chǔ)上稍加改動就可以對其它網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行模擬測試，并可在此基礎(chǔ)上利用c++等工具進(jìn)行新協(xié)議的編寫。

關(guān)鍵詞：無線自組網(wǎng)，表驅(qū)動路由協(xié)議，按需驅(qū)動路由協(xié)議，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 錄
摘 要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 無線自組網(wǎng) 1
1.1.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的定義 1
1.1.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的歷史 1
1.1.3 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 2
1.1.4 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 2
1.1.5 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 3
1.2 常用無線通信系統(tǒng) 4
1.2.1 蜂窩系統(tǒng) 4
1.2.2 集群系統(tǒng) 4
1.2.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 5
1.2.4 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)與移動通信系統(tǒng)比較 5
1.3 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的研究 5
1.3.1 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的問題 5
1.3.2 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的研究方向 6
1.4課題來源與內(nèi)容 7
2 無線自組網(wǎng)路由協(xié)議 9
2.1 Ad Hoc與無線通信的路由差別 9
2.1.1 無線路由功能 9
2.1.2傳統(tǒng)通信系統(tǒng) 9
2.1.3無線自組網(wǎng) 9
2.2 無線自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 9
2.3 表驅(qū)動路由協(xié)議（Table Driven） 10
2.4 按需路由協(xié)議 (On Demand) 11
2.4.1 DSR協(xié)議 12
2.4.2 AODV協(xié)議 13
2.4.3 AODV與DSR的比較 14
2.5 混合路由協(xié)議(ZRP) 15
2.6 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的展望 16
3 NS-2與網(wǎng)絡(luò)模擬 18
3.1模擬和仿真 18
3.1.1 概念 18
3.1.2 通信網(wǎng)絡(luò)模擬 18
3.2 NS-2模擬軟件 19
3.2.1 NS2簡介 19
3.2.2 NS-2目錄結(jié)構(gòu) 20
3.3.3 NS-2工具介紹 20
4 基于NS-2的程序設(shè)計(jì) 22
4.1 模擬平臺 22
4.2 移動場景建立 22
4.3 傳輸負(fù)載生成 22
4.4 TCL仿真腳本編寫 23
4.5 程序運(yùn)行 27
5 模擬結(jié)果收集 28
5.1 Trace樣式 28
5.2 NAM樣式 29
6 模擬結(jié)果處理 32
6.1 GAWK概述 32
6.2 SHELL 概述 32
7 模擬結(jié)果分析 34
7.1 分析工具 34
7.2 性能指標(biāo) 35
7.3 無線覆蓋范圍變化 36
7.3.1 10個節(jié)點(diǎn)模擬 36
7.3.2 100個節(jié)點(diǎn)模擬 37
7.3.3 結(jié)果分析 39
7.4數(shù)據(jù)報(bào)文投遞率的比較 39
7.4.1 節(jié)點(diǎn)低速運(yùn)動 39
7.4.2 節(jié)點(diǎn)高速移動 41
7.4.3 結(jié)果分析 41
7.5 數(shù)據(jù)報(bào)文端到端的平均延時比較 42
7.5.1 節(jié)點(diǎn)低速移動 42
7.5.2 節(jié)點(diǎn)高速移動 44
7.5.3 結(jié)果分析 44
7.6 路由負(fù)荷比較 45
7.6.1 節(jié)點(diǎn)低速移動 45
7.6.2 節(jié)點(diǎn)高速移動 47
7.6.3 結(jié)果分析 47
結(jié) 論 49
參 考 文 獻(xiàn) 50
致 謝 52
大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 53

部 分 參 考 文 獻(xiàn)
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