基于NS2的无线传感器网络软件仿真实验
基于NS2的无线多媒体传感器网络多路径路由算法仿真与实现
四、结论
无线传感器网络中的路由算法是实现高效、可靠数据传输的关键。针对不同应 用场景和需求，我们需要选择合适的路由算法来优化网络的性能表现。通过仿 真实验，我们可以对不同路由算法的性能进行评估和比较，为实际应用提供参 考依据。
未来，随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络的应用场景将更加广泛， 我们需要进一步研究和改进路由算法，以适应不同场景的需求。
2、PEGASIS算法：PEGASIS（Power Efficient Gathering in Sensor Information Systems）算法是一种基于链的路由算法。它将节点按照地理位 置划分为多个链，每个链由一个链头节点负责与汇聚节点通信。PEGASIS算法 通过优化数据传输顺序和节点的唤醒时间，降低了节点的能量消耗。
QoS路由算法需要能够处理实时多媒体数据传输，保证数据的可靠性和实时性。
研究方法
本次演示的研究方法主要包括以下步骤：
1、路由算法设计：结合无线多媒体传感器网络的特点，设计一种能够满足实 时性、可靠性和节能性需求的QoS路由算法。
2、实验设置：构建一个无线多媒体传感器网络实验平台，包括传感器节点、 网关节点和控制中心等。
二、无线传感器网络的路由算法
1、LEACH算法：LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）算 法是一种分层聚类路由算法，它将节点分为簇头和簇内节点。簇头负责与汇聚 节点通信，而簇内节点则负责采集数据并传输给簇头。LEACH算法通过优化簇 头节点的选择，使得能量消耗更加均衡，从而延长了网络的寿命。
第2章 NS2网络仿真实验
2.1.4 NS2的仿真元素
• 从网络拓扑仿真、协议仿真和通信量仿真等方面对NS2的 仿真元素进行简单的介绍： • （1）网络拓扑由链路和节点组成。NS2的链路包括一系 列的连接器（Connector），而它的节点包括一系列的分 类器（Classifier，如地址分类器等）。 • （2）在节点上，配置不同的代理可以实现相应的协议或 其它模型仿真。如NS2的TCP代理，发送代理有：TCP， TCP/Reno ， TCP/Vegas ， TCP/Sackl ， TCP/FACK ， TCP/FULLTCP 等 ； 接 收 代 理 有 ： TCPSINK ， TCPSINK/DELACK ， TCPSINK/SACK1 ， TCPSINK/SACKl /DELACK等。此外，还提供有UDP代 理及接收代理Null（负责通信量接收）、Loss Monitor（ 通信量接收并维护一些接收数据的统计）。
2.1.3 NS2的功能模块（续）
• （8）动画演示Nam，是基于Tcl/Tk的动画演示工具，用 来把模拟的过程用可视化的方式呈现出来，模拟结束后会 产生out.man文件。 • （9）数据分析：gawk。awk是一种程序语言，它具有一 般程序语言常见的功能。因awk语言具有某些特点，使用 awk撰写程序比起使用其他语言更简洁便利且节省时间。 gawk是GNU所开发的awk，最初在1986年完成，之后不 断改进和更新，gawk包含awk的所有功能。
基于NS2无线传感器网络的仿真研究
无 线 传感 器 网络 的拓 扑结 构 有 两 种 ：星 型拓 扑 和对 等 式 拓
用 、 于 离 散事 件 驱动 、 向对 象 的仿 真 软件 。目前 ， ２的 最新 扑 。 在 星 型拓 扑 中 ， 有 节 点 在一 跳 范 围 内 ， Ｓ 基 面 Ｎｓ 所 Ｎ ２仿 真 时假 定 节 版 本 是 ２ ０ 以 两种 形 式 发 布 ： 种是 多 个 独立 模 块 形 式 ， 以 点 在 一个 平 面 上 ． 以通 过 命 令 Ｓｏ ｅｓｔ ＜（＞ 设置 节 点 的 ． 。 ３ 一 可 可 ｎ ｅ ｘ 】 等 ｄ １ 运 行 在各 种操 作 系 统平 台上 ：另 一 种 是 以完 整 的 软 件 包 （ｎｉ 坐 标 ，节点 的 Ｚ坐 标 始 终 等 于 ０ ａ ｎ 。如 果在 场 景 中设 置 节 点 的 移 ｏｅ 形 式 发 布 ， 用方 便 。Ｗｉ ｏ ｓ 户 使 用 ａ ｎ ｎ） 使 ｎ ｗ用 ｄ ｕｉ ｏ ｅ软 件 包 动 。 以使用 命 令 ：ｎ ｔ ｔ ｎ 可 Ｓｓａ ￥ｍｅ￥ ｏｅｓｔｅｔ 】＞＜ ２ ｓｅｄ ｉ ｎ ｅ ｓ＜【 ｖ＞＜ｐｅ＞ ｄ ｄ ２ 时 ，使用 Ｃ ｇｉ ｙ ｗｎ搭建 类 Ｕ ｉ 境 ，这种 环 境 下 Ｎ ｎ ｘ环 Ｓ运 行 稳 定 。 设 置 节 点 的开 始移 动 的时 间 、 向 、 度 和 目的地 。 在对 等 式 拓 方 速 Ｎ ２支 持局 域 网 、 域 网 、 线 网络 及 其 移 动 网 的 仿真 。无 线 传 扑 结 构 中 。 点 以 Ａ ｏ Ｓ 广 无 节 ｄＨ ｅ网络 的形 式 进 行 随机 布 置 。在 这 种 情
NS2无线路由协议仿真(NAM动画)
5 基于NS2的仿真测试
5. 1nam动画演示
开始界面截图，如图5-1所示。
图5-1 开始界面初始化界面，如图5-2所示。
图5-2 初始化界面Nam动画过程，只有第一条链路如图5-3所示。
图5-3Nam动画一条链路Nam动画过程，有两条链路如图5-4所示。
图5-4Nam动画两条链路
Nam动画过程，有三条链路如图5-5所示。
图5-5Nam动画三条链路
动画演示的过程分析如下：第一条链路在1.4sec时开始建立连接，流量较小，不会产生丢包；第二条链路在10.0sec时启动，链路一和链路二的流量总和仍没有超过带宽总量，丢包仍未产生，链路吞吐量很高效；在20sec时，第三条链路启动以后，流量总和已经超过带宽总量和队列存储范围，会产生丢包；在30sec 时第四条链路启动时，流量进一步增大，丢包数目进一步增多。
整个过程演示符合网络规则和当初设计预测，演示是正确的。
NS2简单无线网络模拟实验报告
HUNAN CITY UNIVERSITY
NS2与网络模拟实验报告
实验题目：简单无线网络模拟 __
专业： ____
班级学号_____ _
2015年 10月 27日
1.实验目的
•熟悉NS2网络模拟的基本操作流程
•练习TCL脚本代码的编写
•理解基本的无线网络节点的配置过程、以及数据流的发生
2.实验原理
NS2是指 Network Simulator version 2，NS（Network Simulator）是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台，研究人员使用它可以很容易的进行网络技术的开发，而且发展到今天，它所包含的模块几乎涉及到了网络技术的所有方面。所以，NS成了目前学术界广泛使用的一种网络模拟软件。此外，NS也可作为一种辅助教学的工具，已被广泛应用在了网络技术的教学方面。因此，目前在学术界和教育界，有大量的人正在使用NS。 NS2是一种面向对象的网络仿真器，本质上是一个离散事件模拟器,由UC Berkeley开发而成。它本身有一个虚拟时钟，所有的仿真都由离散事件驱动的。目前NS2可以用于仿真各种不同的IP网，已经实现的一些仿真有网络传输协议，比如TCP和UDP, 流量产生器，比如FTP, Telnet, Web CBR和VBR；路由队列管理机制，比如Droptail, RED和CBQ；路由算法，比如AODV、DSDV、DSR等无线路由协议。NS2也为进行局域网的仿真而实现了多播以及一些MAC 子层协议。
3.实验内容和步骤
•打开虚拟机播放器VMware Player
•打开播放Ubuntu虚拟机镜像（Ubuntu.vmx）
基于NS2的无线传感器交通监控网络仿真
基于NS2的无线传感器交通监控网络仿真
袁凌云;朱云龙
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2007(19)3
【摘要】随着无线传感器网络技术不断发展,其应用日益广泛,智能交通便是其重要应用领域之一。针对高速公路交通监控的迫切需求,构建了基于无线传感器网络的高速公路智能交通监控系统。但该系统中一些重要参数及其性能在物理环境下往往难于测量和评估,为解决这一难题,建立了无线传感器交通监控网络仿真模型。此外,扩展了NS2功能,使其支持无线传感器网络仿真。并在该环境下对所建模型进行了验证,对其重要参数如网络节点能量消耗、网络密度、数据率等进行了仿真分析。从而实现了系统模型和参数的调整和优化,进一步验证了系统的可行性。
【总页数】5页(P660-664)
【关键词】无线传感器网络;网络仿真;NS2;交通监控系统
【作者】袁凌云;朱云龙
【作者单位】中国科学院沈阳自动化研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.基于NS2的无线传感器网络仿真平台设计 [J], 张伟伟;王俊;秦琳琳;吴刚
2.基于桥梁监控系统的无线传感器网络路由协议在NS2下的仿真 [J], 毕振颇;刘
志勤
3.OMNET++与NS2在无线传感器网络仿真中的比较研究 [J], 石为人;黄河;鲜晓东;许磊
4.基于NS2的无线网络仿真和自定义协议添加 [J], 顾翔;储波;张海兰
5.基于NS2的无线网络仿真研究 [J], 钟辉;王鹏
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
用NS_2进行无线网络仿真
28
下面给出一个例子, 将对一个简单的无线场景进行模 拟, 该场景包括 2 个移动节点: node_ (0) 和 node_ (1) , 他 们在一个 500 m ×500 m 的区域内运动, 两节点间有一个 TCP 数据流。 211 设定属性
Ke yw o rds: N S 2; netw o rk sim u la tion; w ireless netw o rk; C+ +
近年来, 各种网络技术尤其是无线通信技术得到了快 速发展。为了满足新的通信需求, 研究人员开发了许多新 的协议和算法。在这些新的网络方案投入使用前, 要对其 进行验证和分析。而网络仿真技术便是一种有效的对实际 网络进行模拟与分析的方法, 在通信网络技术的研究中有 着重要的意义。可用于无线网络仿真的软件有M IL 3 公司 的 O PN ET 和免费软件 N S 2 等。
《现代电子技术》2004 年第 22 期总第 189 期
嵌入式与单片机
用 NS 2 进行无线网络仿真
王兆强, 葛万成, 皮坤宝
(同济大学 电信学院 上海 200092)
摘 要: 介绍了一款可用于无线网络仿真的免费软件 N S 2, 分析了该软件的成员及体系结构, 重点讨论如何用 N S 2 进行无线网络仿真, 并给出了一个无线仿真的实例。
无线传感器网络实验报告
桂林电子科技大学
实验报告
2015-2016学年第一学期
开课单位海洋信息工程学院
适用年级、专业
课程名称无线传感器网络
主讲教师王晓莹
课程序号1510344
课程代码BS1620009X0
实验名称ns2实验环境配置及应用实验学时6学时
学号
姓名
一、实验目的
1)掌握虚拟机的安装方法。
2)熟悉Ubuntu系统的基本操作方法。
3)掌握ns2环境配置。
4)掌握tcl语言的基本语句及编程规则。
5)了解使用ns2进行网络仿真的过程。
二、实验环境
1)系统：Windows 10 专业版 64位
2)内存：8G
3)软件：VMware Workstation 12 Pro
三、实验内容
(一)安装虚拟机（简述安装步骤）
a)在VMware官网（https:///cn）下载程序VMware Workstation
12 Pro
b)双击打开下载好的程序自动解压，解压完成后进入安装向导。
c)程序安装完成后，对程序进行注册，VMware Workstation 12 Pro key/注册码：
5A02H-AU243-TZJ49-GTC7K-3C61N
d)虚拟机程序安装成功。
(二)安装Ubuntu系统（简述安装步骤）
a)网上下载ubuntu-14.04.3-desktop-amd64.iso文件（Ubuntu 14 64位系统镜像）
b)打开VMware Workstation 12 Pro程序，创建一个新的虚拟机
c)进入新建虚拟机向导，选择自定义配置安装进行下一步。
d)安装客户机操作系统，择安装程序光盘映像文件，放入已下载好的Ubuntu 14
NS2在无线网络实验教学中的应用word精品文档4页
NS2在无线网络实验教学中的应用
基金项目：本文系2010-2013年重庆邮电大学教改项目“通信网络虚拟体验系统建设与实验课程开发”（项目编号：XJG1002）的研究成果。
无线网络技术[1]是当前计算机网络中的最热点的研究领域，也是一门理论性比较强的课程，在传统的实验室中开展实验教学比较困难。现有的针对无线网络的实验设备，成本非常昂贵，而且代码保密，学生很难深入理解网络协议和算法。为此，我们将网络仿真工具NS2引入无线网络实验教学中，利用NS2的动画效果动态演示节点的收发包过程，不但可以帮助学生深刻理解网络协议和算法，提高学生学习无线网络的兴趣，而且利用NS2代码开源的特点，还可以使得学生深入到协议和算法的具体实践中去，从而提高学生的编程能力，激发学生对无线网络协议验证、改进和开发的兴趣。
一、NS2的介绍
网络模拟是进行网络技术研究的一种基本手段，是指采用软件对网络的协议、拓扑和性能进行模拟分析。网络模拟可以在硬件条件不具备的情况下帮助科研人员快速学习、设计、分析和改进协议和算法。此外，网络模拟还可以在不需要建立实际网络系统的情况下比较、评估和验证新旧协议和算法的性能。目前，常见的网络仿真软件主要有OPNET、SPD、Qualnet 和NS2等。所有的仿真软件都支持有大量的网络协议，但是OPNET、SPD
和Qualnet均为商业化产品，价格昂贵。而NS2属于开源软件，有着良好的开放性和可扩展性，因此在网络模拟中使用最为广泛。
NS[2]是由UC Berkeley大学开发的一种面向对象的网络环境模拟器，
NS2网络模拟器的原理和应用
NS2网络模拟器的原理和应用
1. NS2网络模拟器简介
NS2（Network Simulator 2）是一个开源的网络模拟器，可以用于从高性能网
络到无线移动网络的广泛应用。NS2是一个离散事件模拟器，可以模拟真实网络
环境中的各种网络协议和网络应用。
2. NS2网络模拟器的原理
NS2的核心是基于离散事件的模拟器，它采用事件驱动模型来模拟网络中的各
种事件。NS2的模拟对象包括路由器、主机、链路等，每个对象都有自己的状态
和行为。
NS2的模拟器通过以下步骤进行模拟：
•创建拓扑结构：在NS2中，需要事先定义网络的拓扑结构，即网络中的节点和连接关系。可以通过使用OTcl（Object TCL）脚本来定义网络拓扑。
•设置通信行为：在NS2中，可以设置节点之间的通信行为，包括传输协议、数据包大小、传输速率等等。可以通过OTcl脚本来设置节点的通信属性。
•生成事件：NS2中的事件包括节点的发送、接收、路由更新等等。
可以通过OTcl脚本生成相应的事件。
•事件调度：NS2会根据事件发生的时间顺序来调度事件的处理。在每个时间点，NS2会根据当前时间来决定下一个事件处理的顺序。
•事件处理：根据事件类型，NS2会调用相应的函数来处理事件。比如，当一个节点发送数据包时，NS2会调用节点的发送函数来处理此事件。
3. NS2网络模拟器的应用
NS2的应用非常广泛，主要应用于以下几个方面：
3.1 网络协议研究
NS2可以用于研究和评估各种网络协议的性能。可以通过在网络拓扑中设置不
同的协议参数和网络条件，来模拟和评估协议的性能指标，例如吞吐量、延迟、丢包率等。
基于NS2的无线网络仿真和自定义协议添加
Ｂａ ｅ ｎ Ｎ Ｓ ｓｄｏ ２
Ｇｕ Ｘｉ ｎ ａｇ Ｃｈ ｏ ｕ Ｂ ’ ’ Ｚｈ ｎ ｉ ｎ ａ ｇ Ｈａ ｌ ’ ａ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＣ ｍｐ ｔ ｒＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｏ ｕ ｅ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｎａ ｔ ｎ ｉｅ ｓｔ ”，Ｎａ ｔ ｎ ２ ６ １ ） ｎ ｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ ｎｏ ｇ ２ ０ ９
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｏ ｕｅ ｃ ｎ ｅａ ｄＴｅｈ ｏｏ ｙ ａ ｊ ｇＵｎｖ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄＴｅｈ ｏ ｇ ２ ， ｎｉ ２ ０ ９ ） Ｓ ｈ ｏ ｍｐ ｔｒ ｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ，Ｎ ｎｉ ｉ ｓ ｙｏ ｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎａ ｊ ｇ １ ０ ４ ｏＣ Ｓ ｅ ｇ ｎ ｅ ｔ Ｓ ｅ ｏ ｎ
３ ）编写 Ｏ ｃ 脚本 。配 置模 拟 网络 拓 扑结 构 、 ｔｌ
议 ， Ｔ Ｐ和 ＵＤＰ 业 务 源 流量 产 生 器 ， Ｆ 、 如 Ｃ ； 如 ＴＰ
Ｔｅ ｅ、 ｂＣ Ｒ和 Ｖ Ｒ； 由队列 管理 机 制 ， ｌ ｔＷｅ Ｂ ｎ Ｂ 路 如 ＤｒｐａｌＲ Ｄ 和 Ｃ Ｑ； 由算 法 ， Ｄｉ ｓｒ ； ｏ ｔｉ Ｅ 、 Ｂ 路 如 ｊ ｔａ 以 ｋ 及无 线 网络 的 ｗＬ ＡＮ， ｏ 路 由， 动 Ｉ Ａｄｈ ｃ 移 Ｐ和 卫
说 明 了添 加 的 具体 过 程 。 关键 词 无 线 网络 ；网络 仿 真 ； ２ 协 议 ＮＳ ； Ｔ ３３ Ｐ ９
中南大学无线传感器网络课程设计NS2仿真
中南大学
信息科学与工程学院
《无线传感器网络》课程设计
题目名称：基于NS2的无线传感器网络软件仿真实验姓名：董嘉伟
学号：03
专业：物联网工程1002班
组员：裘铖、施国豪
指导教师：何小贤
时间：2013、07、11
目录
●课程设计目的
●课程设计内容
●课程设计实验原理
⏹WSN路由协议
⏹WSN MAC层协议
⏹修改的路由协议
●课程设计小组分工
●课程设计实验流程
●课程设计实验结果分析
●课程设计心得体会
●课程设计总结
●参考文献
●源代码
一、课程设计目的
无线传感器网络是物联网的基本组成部分，是物联网用来感知和识别周围环境的信息生成和采集系统，传感器网络对信息处理来说如同人体的感觉突触一样重要。为了方便感知和部署并提高网络的可扩展性，传感器网络一般采用无线通信方式，从而形成了节点之间可自组织拓扑结构的无线传感器网络。本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的传感器网络概念，理解和巩固无线传感器网络基本理论、原理和方法，掌握无线传感器网络开发的基本技能。
二、课程设计内容
软件仿真实验。
要求使用相关软件仿真一个无线传感器网络，要求如下：
●自行参考相关资料，成功安装NS2（或OPNET也可以）;
●利用NS2自带的范例，构建一个100个节点的无线传感器网络，
能够成功运行;最好能有界面显示；
●利用利用NS2自带的范例或其它已有脚本，仿真上述无线传感器
网络一种路由协议（例如一种多播路由协议）;
●利用利用NS2自带的范例或其它已有脚本，仿真上述无线传感器
网络采用一种MAC协议;
●修改或自行编写一个简单路由协议或MAC协议，并进行仿真运
无线传感器网络仿真模拟技术
网络与应用
ＮＥＴＷＯＲＫ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
Ｎ
ＣＨＩＮＡ ＮＥＷ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ （Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
无线传感器网络 仿真模拟技术
林惠君 １， ２ 吴秀锦 ３
（ １． 福建师范大学 数学与计算机科学学院 福州 ３５０００７） （ ２． 福建师范大学网络安全与密码技术重点实验室 福州 ３５０００７） （ ３． 厦门华厦职业学院 人文与社会科学教学部 厦门 ３６１００５）
Ｊ－ Ｓｉｍ 采用了较为宽松的组件组织体系结构， 一 个组件可以单独设计、执行、测试， 各组件间相互独 立， 甚至在系统运行时还可以添加或删除组件。 Ｊ－ Ｓｉｍ 还定义了节点（ 主机或路由器） 的结构和基本 网 络 组 件 。网 络 组 件 以 ＴＣＰ／ＩＰ 模 型 为 依 据 ， 编 写 的 组件代码重用性强， 可以直接调用， 也可以在已有基 础上扩展新的网络组件。通过 Ｊ－ Ｓｉｍ 可以很容易建 立网络拓扑， 节点结构和通讯行为， 从而达到方便地 实现网络模拟， 正确地评估网络算法、协议的目的。 此外， Ｊ－ Ｓｉｍ 可以对应用程序进行模拟， 支持与硬件 传感器节点的连接。
基于NS2的网络仿真
基于NS2的网络仿真
郭树民，裴庆祺，曾兴雯
西安电子科技大学通信工程学院，西安（710071）
E-mail：gsm1011@
摘要：近几年来，网络结构的的复杂化和应用的多样化，为网络系统的分析和设计提出了新的挑战，NS2作为一种通用的网络仿真工具，很好地满足了这种需求。本文主要介绍了NS2以及其在网络仿真方面的应用，包括NS2的特点、应用领域、用NS2进行仿真的步骤，最后给出了一个用NS2进行仿真的实例。介绍了如何结合GNU的make工具有效地利用NS2进行网络仿真。
关键词：网络仿真；NS2；Makefile
1.网络仿真简介
近几年来，随着网络结构和规模的复杂化以及网络的应用的多样化，单纯依靠经验进行网络的规划规划和设计、网络设备的研发以及网络协议的开发已经不能适应网络的发展；网络仿真很好地满足了这种需求。所谓网络仿真就是将物理世界中的网络通过计算机来模拟实现。这种模拟是通过数学方法或者动态蒙特卡罗方法来模拟现实中的网络行为，从而可以有效地提高网络规划和设计的可靠性和准确性，降低网络投资的风险，减少不必要的投资。
网络仿真工具是为了进行仿真而开发的专用计算机软件。从仿真的范围来看我们可以将其分为专用仿真工具（Specialized Network Simulator）和通用仿真工具(Generalized network simulator)。专用网络仿真工具是为了仿真某个特定的网络环境和网络协议而设计的，例如SensorSim[13]，SENSE[14]等都是为了仿真传感器网络而设计的专用网络仿真工具。通用网络仿真工具是在一个整体设计架构的基础上集成了很多网络模块(module)，并且用户可以根据需要来添加新的模块或者修改现有的模块，从而可以实现各种网络协议的仿真。目前，比较流行的通用仿真工具主要有NS2[3]和OPNET[4]、J-Sim[12]等。
NS2仿真与网络实验教学
文献标识码 ： 文 章 编 号 ：１７ ４ ５ （０ ０ ０ ０ ７ ０ ６ ２— ５ ０ ２ １ ）２— ０ ５— ３ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ １９ ６ ２ ・ ２ Ｐ ９ ． ；Ｇ ４ ４ ３
ＮＳ ｔ ｒ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｅｘ ｒｍ ｅ ｔ ｌＴｅ ｃ ｉ ｇ ２ Ｎｅ ｗｏ ｋ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｎ ｐｅ ｉ ｎ ａ ａ ｈ ｎ
１ 引 言
计 算 机 网 络 是 一 门 理 论 与 应 用 紧 密 结 合 的课 程 。计算 机 网络原 理 涉及很 多 协议 、算 法 以及 一 些
验环境进行实验教学具有重要意义 。
２ Ｎ ２技 术 简 述 Ｓ
Ｎ Ｓ—Ｎ ｔｏｋＳｍ ｌｔ 是一 个 面 向 网 络 的离 散 ｅ ｒ ｉ ｕａｏ ｗ ｒ 事 件模 拟器 。是一 个 面 向对 象 的 、可扩 展 的 、易配 置 的、 可 编 程 的 事 件 驱 动 仿 真 引 擎 ， 由 Ｌ Ｎ ＢＬ
基于NS2的无线自组网路由协议的研究与仿真毕业论文
湖南城市学院本科毕业设计（论文）诚信声明
本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业设计（论文）作者签名：
二○一○年五月二十日
目录
摘要....................................................................................................................................... I 关键词....................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................... II Key words ................................................................................................................................ II 1 绪论 (1)
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目录
●课程设计目的
●课程设计内容
●课程设计实验原理
⏹WSN路由协议
⏹WSN MAC层协议
⏹修改的路由协议
●课程设计小组分工
●课程设计实验流程
●课程设计实验结果分析
●课程设计心得体会
●课程设计总结
●参考文献
●源代码
一、课程设计目的
无线传感器网络是物联网的基本组成部分，是物联网用来感知和识别周围环境的信息生成和采集系统，传感器网络对信息处理来说如同人体的感觉突触一样重要。为了方便感知和部署并提高网络的可扩展性，传感器网络一般采用无线通信方式，从而形成了节点之间可自组织拓扑结构的无线传感器网络。本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的传感器网络概念，理解和巩固无线传感器网络基本理论、原理和方法，掌握无线传感器网络开发的基本技能。
二、课程设计内容
软件仿真实验。
要求使用相关软件仿真一个无线传感器网络，要求如下：
●自行参考相关资料，成功安装NS2（或OPNET也可以）;
●利用NS2自带的范例，构建一个100个节点的无线传感器网络，
能够成功运行;最好能有界面显示；
●利用利用NS2自带的范例或其它已有脚本，仿真上述无线传感器
网络一种路由协议（例如一种多播路由协议）;
●利用利用NS2自带的范例或其它已有脚本，仿真上述无线传感器
网络采用一种MAC协议;
●修改或自行编写一个简单路由协议或MAC协议，并进行仿真运
行。
三、课程设计实验原理
a)WSN路由协议
传统计算机网络对路由协议要求如下：正确性，健壮性，稳定性，公平性，最优性。除此之外，无线传感器网络对路由协议更注重以下特殊要求：能源有效性，简单性，多路性。无线传感器网络是以数据为中心（Data Centric）进行路由的，不同于传统Ad hoc网络以地址为中心（Address Centric）进行路由的模式。由于传感器最基本任务就是感知、采集数据，无线传感器网络邻近节点间采集的数据必然具有相似性，存在冗余信息，需经数据融合（Data Fusion）处理再进行路由。有研究表明，在分布密度为ρ(x, y)的随机区域，传感器间冗余数据为：η=ζSeρ。直接传输这些未经处理、存在冗余的数据，将会造成网络带宽、节点能源的巨大浪费，导致节点迅速死亡，缩短整个网路的生命周期。
无线传感器网络中的大部分节点不像传统Ad hoc网络中的节点一样快速移动，因此没有必要花费很大的代价频繁地更新路由表信息。常规路由协议通常认为底层的通信信道是双向的，但是在采用无线通信的无线传感器网络环境中，由于发射功率或地理位置等因素的影响，可能存在单向信道。它给常规路由协议带来三个严重的影响：认知单向性、路由单向性和汇点不可达。
本次实验中涉及到路由协议原理如下：
AODV AODV(Ad hoc on-demand distance vector routing)是一种源驱动路由协议。当一个节点需要给网络中的其他节点传送信息时，如果没有到达目标节点的路由，则必须先以多播的形
式发出RREQ(路由请求)报文。RREQ报文中记录着发起节点和目标节点的网络层地址，邻近节点收到RREQ，首先判断目标节点是否为自己。如果是，则向发起节点发送RREP(路由回应)；如果不是，则首先在路由表中查找是否有到达目标节点的路由，如果有，则向源节点单播RREP，否则继续转发RREQ进行查找。在网络资源充分的情况下，AODV协议可以通过定期广播hello报文来维护路由，一旦发现某一个链路断开，节点就发送ERROR 报文通知那些因链路断开而不可达的节点删除相应的记录或者对
已存在的路由进行修复。
b)WSN MAC层协议
MAC层位于OSI七层协议中数据链路层，数据链路层分为上层LLC（Logical Links Control，逻辑链路控制），和下层的MAC（媒体访问控制），MAC主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC（逻辑链路控制）层。
不管是在有线局域网（LAN）中还是在无线局域网（WLAN）中，MAC协议都被广泛地应用。在传统局域网中，各种传输介质的物理层对应到相应的MAC层，目前普遍采用的是IEEE 802.3的MAC层标准，采用CSMA/CD访问控制方式；而在无线局域网中，MAC所对应的标准为IEEE 802.11，其工作方式采用DCF（分布控制）和PCF（中心控制）。
802.11 接入点能够通过使用传输规范(TSPECs)控制网络工作量。一个接入点能够要求每一个站点为每一个访问类发送一个传输规范请求。这个请求将具体说明这个站点为每一个访问类申请的数据量以及可以承受多长时间的延迟。如果一个接入点计算它从各个站点收到的请求超过了网络的容量，它将拒绝这些请求。如果一个申请遭到拒绝，提出申请的站点就不再发送那种访问类的数据，并且必须把这种访问类的数据结合到优先等级低的数据中。
同PCF一样，HCCA是一种轮询协议。当使用时，它总是能够获得访问媒体的权限，因为它等待的时间比任何EDCA用户最短的AIFS 时间还要短。HCCA能够为每一个应用配置单独的服务质量设置。位于接入点中的混合协调器(HC)轮流查询单个的站点，并且根据已经配置的具体的服务质量设置批准访问媒体的权限。这里没有竞争，因此，高优先等级数据的延迟不会随着网络通信的增加而遭到损失。
c)修改的路由协议
AODV协议的一个很大的缺陷是每个源结点只维护一条到一个特定目的结点的路由，如果这条路由失效，将会重新发起路由发现过程，从而增大网络的开销。在拓扑变化频繁的网络中，这个缺点显得尤为突出。如图所示例子，如果结点S需要和结点D进行通信，但结点S 中没有到结点D的有效路由，结点S将会广播一个RREQ分组。结点1收到此砌也Q分组后，假设其没有到结点D的有效路由，结点1会继续广播此RREQ分组。假设结点2的路由表中有一条到达目的结点D的有效路由，结点4和结点5的路由表中没有到结点D的有效路由。最终结点S将会先后收到由结点2和结点D发送的包含S．1．2．3．D和S．1-4．5．6．D路由的RREP分组。结点S只会根据目的节的序列号和至目的结点的跳数保留其中的一条路由，另一条路由即使是有效路由也将被丢弃。在此例中，由于目的结点序列号较小，路由S．1-2．3一D将被丢弃。如在结点S通过路由S．14．5．6．D与结点D通信的过程中，结点1发现与结点4断开，结点S需要重新发起一个至结点D的路由发现过程，最后可能会再次收到包含路由S．1-2．3．D的RREP分组。