ns(来源于“network simulator”)是一系列离散事件网络模拟器,包括ns-1ns-2ns-3。他们主要应用于研究[3]和教学。ns-3是自由软件,以GNU GPLv2协议分发。

Quick Facts 开发者, 首次发布 ...
ns-3网络模拟器
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开发者ns-3 项目[注 1]
首次发布2008年6月30日 (2008-06-30)[1]
当前版本3.31(2020年6月28日,​4年前​(2020-06-28
预览版本Mercurial 目录[2]
源代码库 编辑维基数据链接
编程语言C++(主要)Python(绑定)
操作系统GNU/Linux, FreeBSD, Mac OS X
平台IA-32, x86-64
类型网络模拟
许可协议GNU通用公共许可证
网站www.nsnam.org
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ns-3项目的目标是创建一个开放的用于研究的网络模拟环境,以便于学术团体;这意味着两件事:

  • 它需要满足现代网络研究模拟的需要
  • 它需要创建一个社区,鼓励贡献、评审并且提高软件质量。

因为创造一个巨大、高质量且被充分测试的网络模拟器需要大量的工作,ns-3项目将任务分配给了社群的各个开发者和用户。

历史

REAL 是 ns 的原型,始于1989年。

ns-1

ns的第一版,被称作ns-1,由劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的Steve McCanne、Sally Floyd、Kevin Fall和其他贡献者开发于1995-1997年间。这时期它常被称为LBNL网络模拟器(LBNL Network Simulator),源于早期的由S. Keshav编写的REAL模拟器。模拟器的核心由C++写成,和以Tcl脚本为基础的模拟场景。[4]长期的贡献来源于Sun加州大学伯克利分校的Daedelus项目和卡内基梅隆大学Monarch项目。

ns-2

在1996-1997年间,ns的第二版(ns-2)最初由Steve McCanne重构而来[5]并用MIT的OTcl替代了Tcl语言,OTcl是一个面向对象的Tcl方言。ns-2的核心部分依旧由C++写成,但是C++模拟对象和变量也可在OTcl中使用。模拟脚本由OTcl写成。这样的结构使得模拟方案能由解释器运行,同时方便的更改而不用重新编译模拟器。在ns-2推出的时期(1990中叶),这样的方式非常方便并且避免了浪费时间的编译操作。而且脚本语言的语法更加清晰。ns-2有一个一起工作的部件,被称作“Network Animator”(nam-1),由Mark Handley编写,用来图形化的展示模拟场景。

1997年,DARPA的Virtual InterNetwork Testbed(VINT)项目启动,劳伦斯伯克利国家实验室、Xerox PARC、加州大学伯克利分校和南加州大学信息科学研究所(ISI)参与其中。ns-2的迅速开发正是在这个时期。同时维护软件的任务渐渐地由ISI接手,最终John Heidemann领导了这个维护任务。在完成了VINT项目后,ns-2在2001-2004年继续由DAPRA SAMAN和NSF CONSER赞助,最终赠与USC/ISI。

现在,ns-2包含了超过30万行代码,并且存在相当多的一部分代码未被合并到主线中。(因为有许多ns-2分支,包括被维护的和未维护的)它能够运行在GNU/LinuxFreeBSDSolarisOS X和Windows 95/98/NT/2000/XP上。ns-2以GPL v2协议分发。

ns-3

ns-3的开发始于2004-2005年间。Tom Henderson(华盛顿大学)领导的一个团队、George Riley(佐治亚理工学院)、Sally Floyd国际计算机研究中心)和Sumit Roy(华盛顿大学),申请并受美国国家科学基金会(NSF)资助,共同开发ns-2的替代品,被称作ns-3。于此同时,INRIA Sophia Antipolis的Planete研究小组内的Mathieu Lacage和Walid Dabbous开始寻找一个ns-2的替代品,以用于测试IEEE 802.11Wi-Fi模型。Lacage原先使用的模拟器名叫Yet Another Network Simulator(yans)。[6]

两股力量一起合作,在2005年2月的ns-developers邮件列表上讨论ns-3的设计方案。在2005年2月22日,Tom Henderson在ns-developers邮件列表上发了一封邮件,说“我们想要讨论一下未来ns-2如何被重构或者被分支(至少在现在并行的开发,并且维护已有的代码,”We intend to have some discussions on how some of ns-2 might be either refactored or forked as part of a future development effort (in parallel, for now, with maintenance of the existing code tree)“)。[7]一些主要的目标包括了更好的支持网络模拟、复用生成代码和更好的集成以testbed为基础的研究工具。在ns-3的开发过程中,他们决定不再向下兼容ns-2,这主要是因为向后兼容需要太多的额外工作。新的模拟器将从头编写,使用C++

ns-3的开发始于2006年7月1日。[8][9]代码主要由Mathieu Lacage编写,并利用了部分yans模拟器、佐治亚理工学院网络模拟器(GTNetS)及ns-2的代码。Gustavo Carneiro贡献了一个框架,包括生成Python绑定(pybindgen)及使用Waf编译系统。

2008年6月,ns-3发布了ns-3.1,之后项目在每个季度发布,直到最近变成了1年3次发布。ns-3在2012年第三季度发布了它的第15版(ns-3.15)。[10]

目前三个版本的状态:

  • ns-1不再开发和维护
  • ns-2在2010年左右停止开发。目前已不再开发和维护。
  • ns-3处于活跃的开发中。

设计

ns-3由C++Python写成,并且以这两种作为编写脚本的语言。

组件

ns-3被分为24个模块,包括几个真实网络设备和协议的模块。

模拟工作流程

大致上,创建一个模拟可以被分为以下几个步骤:

  1. 拓扑定义:创建基本设施和相互关系,ns-3有一个向导能够帮助完成此过程。
  2. 模型使用:添加模型(例如UDP、IPv4、点对点设备和链接、应用);此时大多数操作可通过向导完成。
  3. 节点和连接配置:设置模型默认值(例如,一个程序发送的包的大小和点对点连接的MTU值);此时大多数操作可过属性系统完成。
  4. 执行:模拟事件,用户请求数据。
  5. 性能分析:在模拟完成后带时间戳的事件跟踪记录可供使用。这些数据能被工具,例如R语言分析并且得到结论。
  6. 图形可视化:原始或处理过的数据能被工具,例如Gnuplotmatplotlib或是Xgraph画出。

批评

对ns-2的批评主要是因为建模非常复杂并且耗时。主要是因为它没有GUI并且需要学习脚本语言、队列理论和建模技术。并且,最近有人抱怨模拟结果不可重现(可能是由于代码库的不断变更)和使用某些协议一直碰到bug。

对ns-3的批评主要有它缺少ns-2支持的协议和不向后兼容ns-2。因为没有GUI界面,所以和ns-2一样,ns-3也需要大量的时间来学习。

参见

  • GloMoSim
  • NetSim
  • OMNeT++

注解

参考来源

外部链接

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